裝載機(jī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展主要有助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、負(fù)荷傳感全液壓轉(zhuǎn)向器和優(yōu)先閥轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、流量放大轉(zhuǎn)向系統(tǒng)3種型式，以下就負(fù)荷傳感全液壓轉(zhuǎn)向器和優(yōu)先閥轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的優(yōu)先閥及其發(fā)展――優(yōu)先卸荷閥和高低卸荷優(yōu)先閥進(jìn)行說(shuō)明和分析。
　　1、優(yōu)先閥
　　優(yōu)先閥結(jié)構(gòu)如圖1a所示主要由轉(zhuǎn)向安全閥、彈簧、閥芯及閥體組成。其工作原理見(jiàn)圖1b，其中P口為轉(zhuǎn)向泵進(jìn)油口，CF口與轉(zhuǎn)向器進(jìn)油口連接，EF口與工作系統(tǒng)的多路閥進(jìn)油口連接，LS口與轉(zhuǎn)向器的控制口連接，T口為安全閥回油口。

　　當(dāng)P口進(jìn)油時(shí)，液壓油經(jīng)閥芯3優(yōu)先供應(yīng)到CF口。當(dāng)轉(zhuǎn)向器不工作時(shí)，CF口處于封閉狀態(tài)，此時(shí)LS口的壓力為零，閥芯右端進(jìn)油，液壓力作用在閥芯右端，克服彈簧2的預(yù)壓力，使閥芯向左移動(dòng)，此時(shí)P口與EF口連通，轉(zhuǎn)向泵油合流到工作系統(tǒng)中去，從而實(shí)現(xiàn)雙泵合流。當(dāng)轉(zhuǎn)向器工作時(shí)，CF口經(jīng)轉(zhuǎn)向器與轉(zhuǎn)向油缸連接，轉(zhuǎn)向泵來(lái)油進(jìn)入轉(zhuǎn)向油缸，使裝載機(jī)轉(zhuǎn)向；LS口的壓力信號(hào)通過(guò)節(jié)流小孔作用在閥芯的左端，此時(shí)閥芯右端的壓力較轉(zhuǎn)向器出口的壓力低，由于閥芯左右兩端壓差的變化及彈簧的作用，當(dāng)轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)速很大時(shí)，使得閥芯向右移動(dòng)至關(guān)閉，液壓油優(yōu)先供給轉(zhuǎn)向。當(dāng)轉(zhuǎn)向負(fù)荷超過(guò)額定值時(shí)，LS口的壓力油使轉(zhuǎn)向安全閥1開(kāi)啟，LS口卸壓，閥芯左移，轉(zhuǎn)向泵來(lái)油合流到工作系統(tǒng)中。當(dāng)工作系統(tǒng)不工作時(shí)，經(jīng)多路閥中的中立位置卸荷。
　　但是，負(fù)荷傳感全液壓轉(zhuǎn)向器和優(yōu)先閥轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在工作系統(tǒng)處于高壓小流量工作狀態(tài)時(shí)，其合流到工作系統(tǒng)中去的油液是多余的，此時(shí)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)承受著與工作系統(tǒng)同樣的高壓。為此在優(yōu)先閥的基礎(chǔ)上，增加了高壓卸荷部分，便成了優(yōu)先卸荷閥。
　　2、優(yōu)先卸荷閥
　　優(yōu)先卸荷閥結(jié)構(gòu)如圖2a所示，主要增加了卸荷安全閥、單向閥彈簧、等值卸荷單向閥、卸載閥芯、卸載閥彈簧等組成。其工作原理如圖2b所示，當(dāng)工作系統(tǒng)處于高壓狀態(tài)時(shí)，EF口也處于高壓狀態(tài)，高壓油打開(kāi)等值卸荷單向閥3與卸荷安全閥1接觸；當(dāng)壓力超過(guò)卸荷安全閥調(diào)定壓力時(shí)，卸荷安全閥開(kāi)啟，其回油經(jīng)油道b到卸載閥芯4左端，克服卸載閥彈簧5的彈簧力，卸載閥芯右移，EF口的高壓油經(jīng)T口直接卸荷油箱。這樣就解決了優(yōu)先閥高壓不能卸荷的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了高壓小流量的工況要求，節(jié)約了能源。但是應(yīng)該注意到，當(dāng)系統(tǒng)不工作時(shí)，即裝載機(jī)處于高速運(yùn)輸狀態(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)向泵來(lái)油依然通過(guò)多路閥卸荷，而這種工況在裝載機(jī)工作時(shí)是常常出現(xiàn)的，為此出現(xiàn)了在高壓卸荷基礎(chǔ)上的低壓卸荷結(jié)構(gòu)。

　　3、高低壓卸荷優(yōu)先閥
　　在圖2a的A-A位置添加了低壓卸荷部件，如圖3所示。當(dāng)EF口處于低壓時(shí)（一般在2MPa以下），系統(tǒng)處于不工作狀態(tài)，EF口的壓力油經(jīng)左側(cè)Ø4小孔，經(jīng)過(guò)閥芯內(nèi)孔到油道b，推開(kāi)卸載閥芯直接回油箱。當(dāng)EF口壓力超過(guò)2MPa時(shí)，系統(tǒng)處于工作狀態(tài)，壓力油經(jīng)右側(cè)Ø4小孔推動(dòng)閥芯，克服彈簧阻力向左移動(dòng)，使左側(cè)Ø4小孔關(guān)閉，油道b沒(méi)有油液流動(dòng)，使卸載閥芯處于左側(cè)位置，EF口不卸荷，其壓力油合流到工作系統(tǒng)。

　　4、節(jié)能技術(shù)分析
　　全液壓轉(zhuǎn)向器和優(yōu)先閥轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)雙泵合流，與傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和工作系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立作比較，具有明顯的節(jié)能效果。但是，通過(guò)對(duì)該系統(tǒng)中優(yōu)先閥、優(yōu)先卸荷閥和高低壓卸荷優(yōu)先閥3種結(jié)構(gòu)形式的節(jié)能技術(shù)分析發(fā)現(xiàn)，它們的節(jié)能效果是有很大區(qū)別的。
　　首先，依據(jù)文獻(xiàn)[4]中關(guān)于節(jié)能技術(shù)的內(nèi)容分析該系統(tǒng)的能耗率。
　　Ls=1-ηs
　　其中Ls為系統(tǒng)能耗率；ηs為系統(tǒng)液壓效率，即輸入與輸出的系統(tǒng)壓力與系統(tǒng)流量乘積的積分比。
　　ηs=∫pLqLdt/∫pqdt
　　其中pL和qL為相應(yīng)工況下的負(fù)載壓力和負(fù)載流量；p和q為泵的瞬時(shí)供油壓力和流量，此處應(yīng)為轉(zhuǎn)向泵和工作泵瞬時(shí)供油之和。則
　　Ls=1-∫pLqLdt/∫pqdt=（∫△pqLdt+∫pL△q dt）/∫pqdt
　　由以上能耗公式分析說(shuō)明，過(guò)剩流量△q和過(guò)剩壓力△p是產(chǎn)生流體動(dòng)系統(tǒng)能耗根本原因。
　　一般狀態(tài)下，ZL50裝載機(jī)上所用的通徑為32mm的整體式多路閥額定流量為250L/min，在該范圍內(nèi)的中位壓力損失是比較小的，基本在0.2MPa左右。但當(dāng)流量超過(guò)300L/min時(shí)，其壓力損失大大增加，呈拋物線上升，如圖4所示。

　　負(fù)荷傳感器全液壓轉(zhuǎn)向器和優(yōu)先閥轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中如采用優(yōu)先閥的結(jié)構(gòu)，裝載機(jī)在鏟掘工況時(shí)，系統(tǒng)處于高壓小流量工作狀態(tài)，其合流到工作系統(tǒng)中去的油是多余的，屬于過(guò)剩流量△q；此時(shí)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)承受著與工作系統(tǒng)同樣的高壓，屬于過(guò)剩壓力△p，該系統(tǒng)能耗率還是比較高的。
　　如采用優(yōu)先卸荷閥的結(jié)構(gòu)，雖然能達(dá)到高壓卸荷，消除高壓狀態(tài)下的過(guò)剩流量△q和過(guò)剩壓力△p，但不能消除低壓狀態(tài)下的過(guò)剩流量△q和過(guò)剩壓力△p。因?yàn)楦咚傩羞M(jìn)這種工況在裝載機(jī)作業(yè)時(shí)是常常出現(xiàn)的，且占據(jù)了大多數(shù)時(shí)間，其能耗也是相當(dāng)可觀的，裝載機(jī)的油溫過(guò)高與此有很大關(guān)系。
　　為了進(jìn)一步認(rèn)證低壓卸荷的作用，可用“溫升”這個(gè)概念加以計(jì)算說(shuō)明。這里的“溫升”是指系統(tǒng)內(nèi)的油液每循環(huán)一次，系統(tǒng)油溫的升高量。為了更加直觀地表達(dá)低壓卸荷的作用，在這里不考慮系統(tǒng)內(nèi)外的