挖掘机液压系统泵阀组合
海瑞克盾构机液压系统说明(附电路图)
一、液压系统元件1液压泵液压泵是液压系统的动力元件，按结构可以分为柱塞泵、齿轮泵、叶片泵,按排量可以分为定量泵、变量泵，按输出出口方向又可以分为单向泵、双向泵。
泵都是由电动机或其他原动机带动旋转，通过这种往复的旋转将油不断地输送到管路中，通过各种阀的作用,控制着执行元件的运行.在大连地铁盾构机中，螺旋输送机使用一个双向变量泵和一个定量泵,推进系统中使用一个大排量的单向变量泵，管片安装机种使用两个单向变量泵,注浆系统中使用一个单向变量泵，辅助系统使用一个单向变量泵。
1a.定量齿轮泵注：右侧油液进入泵内，齿轮旋转带动油液从左侧出口流出，排量是一定的2c.定量叶片泵注：转子转动，带动叶片推动油液1、2进油，3、4出油,排量一定d.斜盘式柱塞泵3注：斜盘由联轴器带动转动,往复吸油、压油,斜盘角度是可以调控的2液压阀液压阀根据作用可以分为压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀.压力控制阀可以控制液压回路的压力，如当液压回路中压力过大时,溢流阀或卸荷阀打开泄压。
流量控制阀可以控制液压回路中的流量大小,根据流量的不同可以控制执行元件的速度。
方向控制阀主要控制液压回路中液压油的流动方向，由此可以改变液压油缸的伸缩。
各种阀一般安装在靠近泵的油液管路中，相对来说比较集中,便于检查和维修。
4a。
单向阀注:油液从P1口进入，克服弹簧力推开单向阀的阀芯,经孔隙从p2口流出,油液只能从p1流向p25b.溢流阀注：油从压力口进入，通过阻尼孔进入后腔,克服弹簧压力,推开阀芯，油液从溢流口6c.液控单向阀注:x口接压力油时,阀芯将a与b口堵死，当x口接油箱时，若Pa大于Pb，则从a口进油，打开阀芯，流向b口,若Pb大于Pa时,则油液从b口流向a口，7d。
插装阀8注：控制油路克服弹簧力，接通进出口，该阀一般用于主油路e。
减压阀注：主要用于控制出口压力93液压马达液压马达属于液压系统的执行元件,与液压泵的工作原理相反，液压泵是将其他形式的能（如电能、风能）转化为液压油的动能,而液压马达是将液压油的动能转化为机械能，从而实现马达的旋转带动执行元件的转动。
液压锚杆钻机及组合阀设计
液压锚杆钻机及组合阀设计液压锚杆钻机及组合阀设计摘要本论文主要介绍了液压锚杆钻机及组合阀的设计，首先对锚杆钻机的结构和原理进行了详细的介绍，然后对液压系统和组合阀的设计进行了阐述和分析。
其中液压系统包括液压泵、液压马达、液压缸、液压阀等；组合阀包括先导换向阀、逻辑阀、安全阀、速度控制阀、节流阀等。
最后通过一些实际案例的分析，验证了所设计的液压系统和组合阀的优势和可行性。
关键词：液压锚杆钻机、组合阀、液压系统、设计1.概述锚杆钻机是一种用来钻取深井的设备，其基本原理是将电动机的动力通过液压系统传递给钻杆，然后通过钻杆来钻取地层。
由于井深大、压力高、环境复杂等原因，液压系统的设计非常关键。
液压系统一般由液压泵、液压马达、液压缸、液压阀等组成。
为了满足强烈的环境适应性和灵活性，设计师还需要考虑由多个阀门组合成的组合阀。
本论文主要介绍了液压锚杆钻机及组合阀的设计，分别从钻机结构、液压系统和组合阀的设计三个方面进行了详细的介绍和分析。
最后，通过实际样例，验证了所设计的液压系统和组合阀的优势和可行性。
2.液压系统设计液压系统是一个复杂的系统，其设计必须经过科学的分析和计算。
对于液压锚杆钻机，其液压系统设计应该考虑以下四个方面：输液系统、控制系统、调速系统和安全系统。
2.1 输液系统输液系统是钻机液压系统的主要组成部分，其主要功能是将液压油压力传递给马达或缸。
为了确保输液系统正常工作，必须考虑液压泵、油箱、滤清器、液压线路等因素。
例如，液压泵的选择要考虑钻机的工作环境、需要的功率和流量等因素。
对于高温环境，应选择耐高温的液压油管。
此外，液压线路中应设置滤清器，以防止杂质进入系统，并应经常清洁和更换滤芯。
2.2 控制系统控制系统是液压系统中非常重要的部分，其主要功能是对输液系统进行控制和调节。
常用的液压控制器有直接控制和间接控制两种。
对于液压锚杆钻机，其控制系统应该精确、灵活，并且能适应不同的工况。
液压锚杆钻机的操作环境往往非常恶劣，为了保证控制系统的稳定性，设计师在选择控制器时应该谨慎选择。
挖掘机上应用液压传动的系统主要有先导控制液压系统
挖掘机上应用液压传动的系统主要有先导控制液压系统、回转液压系统、行走液压系统、工作装置液压系统等，它具有结构紧凑、动作灵活、运行平稳、操作方便等优点，液压系统是以液压油作为传递动力的介质，会因为内部元器件磨损后产生泄漏，同时伴随着出现过热，工作无力等故障。
液压传动故障的出现具有突发性、隐蔽性，而且涉及的元器件比较多，给故障诊断和排除带来一定的困难，因此在维修液压系统时，必须弄懂其工作原理和正确分析故障原因的基础上才能保证维修的质量。
本文以PC200-5型挖掘机经常出现的故障为例，介绍液压传动的工作原理，分析其常见故障现象的诊断和排除方法。
1 PC200-5型挖掘机液压系统的工作原理PC200-5型挖掘机液压系统是由一些基本回路和辅助回路组成，它们包括工作回路、限压回路、卸荷回路、缓冲回路、节流调速和节流限速回路、行走限速回路和先导阀控制回路等。
其元器件主要由工作泵、补油泵、先导控制阀、分配阀、安全阀、大臂油缸、小臂油缸、铲斗油缸、油箱及相关管路等组成。
PC200-5型挖掘机液压系统在工作过程中，液压油自油箱底部通过滤油器被工作泵吸入，从油泵输出具有一定压力的液压油进入一组并联的分配阀。
通过手柄—→先导阀—→工作阀组来实现相应的动作，系统通过总油路上的总安全阀限定整个系统的总压力，各组工作油路的安全阀分别对相应油路起过载保护和补油作用。
2 PC200-5型挖掘机液压系统故障诊断与排除PC200-5型挖掘机，液压系统的调定压力为30MPa，小于该压力则为系统压力偏低。
液压系统的故障主要表现在两个方面：大臂举升缓慢无力；回转缓慢无力。
引起两个故障的主要原因是工作油压偏低，而造成压力偏低的主要原因是堵塞和泄漏。
油路畅通、密封好是系统正常工作的保证，堵塞和泄漏是最常见的液压传动故障，因此检查液压传动故障一般从液压油路方面开始检查。
以下是对液压系统不同故障现象的诊断和排除方法。
2.1 大臂举升缓慢无力，而其它动作正常2.1.1 故障诊断在液压系统中，如只是动臂举升缓慢无力，而转斗翻转正常。
挖掘机液压系统图
挖掘机液压系统图一．液压挖掘机液压系统的基本类型液压挖掘机液压系统大致上有定量系统、变量系统和定量、变量复合系统等三种类型。
1．定量系统在液压挖掘机采用的定量系统中，其流量不变，即流量不随外载荷而变化，通常依靠节流来调节速度。
根据定量系统中油泵和回路的数量及组合形式，分为单泵单回路定量系统、双泵单回路定量系统、双泵双回路定量系统及多泵多回路定量系统等。
2．变量系统在液压挖掘机采用的变量系统中，是通过容积变量来实现无级调速的，其调速方式有三种：变量泵－定量马达调速、定量泵－变量马达调速和变量泵－变量马达调速。
单斗液压挖掘机的变量系统多采用变量泵－定量马达的组合方式实现无极变量，且都是双泵双回路。
根据两个回路的变量有无关连，分为功率变量系统和全功率变量系统两种。
其中的分功率变量系统的每个油泵各有一个功率调节机构，油泵的流量变化只受自身所在回路压力变化的影响，与另一回路的压力变化无关，即两个回路的油泵各自独立地进行恒功率调节变量，两个油泵各自拥有一半发动机输出功率；全功率变量系统中的两个油泵由一个总功率调节机构进行平衡调节，使两个油泵的摆角始终相同。
同步变量、流量相等。
决定流量变化的是系统的总压力，两个油泵的功率在变量范围内是不相同的。
其调节机构有机械联动式和液压联动式两种形式。
二．YW-100型单斗液压挖掘机液压系统国产YW-100型履带式单斗液压挖掘机的工作装置、行走机构、回转装置等均采用液压驱动，其液压系统如图1所示。
该挖掘机液压系统采用双泵双向回路定量系统，由两个独立的回路组成。
所用的油泵1为双联泵，分为A、B两泵。
八联多路换向阀分为两组，每组中的四联换向阀组为串联油路。
油泵A输的压力进入第一组多路换向阀，驱动回转马达、铲斗油缸、辅助油缸，并经中央回转接头驱动右行走马达7。
该组执行元件不工作时油泵A输出的压力油经第一组多路换向阀中的合流阀进入第二组多路换向阀，以加快动臂或斗杆的工作速度。
油泵B输出的压力油进入第二组多路换向阀，驱动动臂油缸、斗杆油缸，并经中央回转接头驱动左行走马达8和推土板油缸6。
挖机双泵合流工作原理
挖机双泵合流工作原理嘿，朋友们！今天咱来唠唠挖机双泵合流工作原理这档子事儿。
你说这挖机啊，就像是个大力士，能搬能挖，那力气可大了去了。
而这双泵合流呢，就好比是大力士的两只粗壮胳膊，一起发力干活儿！咱想象一下哈，一个泵就像一条小河，水流就是液压油啦。
单泵工作的时候呢，就好比一条小河在流淌，力量也是有的，但要是两条小河汇聚到一起，那水流不就更猛了嘛！这双泵合流就是这么个道理呀。
当挖机需要大力干活的时候，比如说挖个大坑啦，或者举起个重重的东西，这时候双泵就同时行动起来啦。
它们就像两个好兄弟，齐心协力，把液压油快速地输送到各个需要的地方，让挖机的动作又快又有力。
你看啊，要是只有一个泵在那努力，可能就有点力不从心咯，就像你一个人搬重物，总会觉得有点费劲吧。
但有了双泵合流，那就不一样啦，那简直是如虎添翼呀！就好像本来你一个人拉车，现在多了个人和你一起使劲儿拉，车不就跑得快多啦。
而且啊，这双泵合流工作起来还特别聪明呢！它们会根据挖机的工作需求，自动调节流量和压力。
就好比你跑步，有时候跑得快，有时候跑得慢，根据情况来调整自己的节奏。
双泵合流还让挖机干活儿更稳定呢！不会一会儿有力气一会儿没力气的。
这就像你骑自行车，要是轮子一会儿转得快一会儿转得慢，那多别扭呀。
咱再打个比方，双泵合流就像是一场精彩的双人舞。
两个泵就是那两位舞者，它们配合得天衣无缝，跳出最精彩的舞步，让挖机这个大舞台变得格外耀眼。
总之呢，挖机双泵合流工作原理就是这么神奇又重要。
它让挖机变得更强更厉害，能完成各种艰巨的任务。
所以说呀，可别小瞧了这小小的双泵合流，它可是挖机的大功臣呢！没有它，挖机可就没那么威风啦！现在你对挖机双泵合流工作原理是不是有了更清楚的认识呀？是不是觉得很有意思呢？哈哈！。
挖掘机的液压系统
液压泵——轴向柱塞泵
挖掘机的主泵一般为柱塞泵泵。
液压控制阀
1. 流量控制阀 2. 压力控制阀 3. 方向控制阀
流量控制阀
• 主要控制流过管路的流量，通过 对流量的控制还可以对回路的压 力产生一定影响。注意节流会产 生损失。
液压回路的合流
• 合流：一般用于双泵和多 泵系统中。用合流阀或者 使两个回路中相应的换向 阀同时动作，让两个泵同 时向一个执行元件供油以 提高该执行元件的运动速 度，从而提高作业效率。
主控阀杆 泵1
合流阀杆 泵2
挖掘机液压回路合流：
动臂提升，斗杆、铲斗都实现双泵合流。
动臂提升合流
两泵在阀后实现合流，提高动臂提升速度
曲线上），每个泵就可传递发动机功率的50%，即才能全部利用 发动机的输出功率。
全功率控制变量泵
特点： 1. 两个泵由一个直接作用的调节器来调节，控制压力为两泵负载 压力之和，尽管两泵负载压力不等，但两个泵的输出流量相等 。 2. 只有当P1+P2在恒功率的压力范围内（即功率点在恒功率双曲 线上），每个泵就可传递发动机功率的50%，即才能全部利用 发动机的输出功率。
b c d ef g
无
控
制
油
A
压
B
a
KAWASAKI
B → A解锁
B → A解锁：c口封闭， B →a →b → 与g不通
g → f → e → d →环槽i → h→油箱
b c h die f g 有
控
制
油
A
压
B
a
液压蓄能器
原理：气体被压 缩后储存能量。 作用：吸收液压 膜片 振动和冲击并且 可以作为应急能 源使用。
三一挖掘机液压系统。
采用 K<1 压力补偿阀结构，△P 与自身负载压力有关，如图七所示，随着自身负载压 力的提高，压差△P 减少，使得流量自动减少，这样当遇到惯性负荷时，不会因负载压力突 然增高，产生压力补偿阀过度调整，使进入回转马达的流量超过目标流量。避免了产生来 回振摆的现象。 采用了这种与自身负载压力相关的压力补偿阀，遇到惯性负荷也能平稳控制，挖掘机 回转就不需要采用单独油泵供油。 五．液压系统其他功能阀（见图一） 1．安全阀 A：控制系统油压。 2．中位卸载阀 B：从符号原理图上可知，该阀是二位二通阀。 中位卸载阀力平衡方程式为： P•A=(P0+PLmax)A+F P=P0+PLmax+F/A 式中： F— 弹簧力 A— 阀液压作用面积 当油泵压力 P>P0+PLmax+F/A 时，油泵就通过此阀溢流。当所有操纵阀杆都在中位时， PLmax =0(即回油)，即此时油泵卸载压力为 P0+F/A。 由于有弹簧力 F/A 的作用，因此 P-PLmax=PLS>P0，油泵调节阀处于右位（见图三） 。先 导操纵压力油进入泵的变量机构，使变量泵的流量变到最小。 该液压系统，当所有操纵阀都不工作时，泵处于最小排量和很低油压下运转。 3．切断阀 C： 从符号原理图上可知，该阀为压力阀。 其力平衡方程式为：PLmax+P0=F/A 式中： F— 弹簧力 A— 阀液压作用面积 当最高负载压力 PLmax 超过设定值时，此阀打开排油。由于液压油流动，产生压差，使 P-PLmax 增大，油泵流量调节阀起作用，油泵流量减至最小。 4．等差减压阀 D（见图一） 应该说明系统中等差减压阀 D 输入油压不是主油泵压力油 P， 而是先导油泵压力油 Pp， 因此系统补偿压差 PLS 不是由液压系统主油泵产生，而是由先导油泵产生。
液压挖掘机的三种流量控制方式
液压挖掘机的三种流量控制方式摘要：在液压挖掘机的负载适应控制策略中，负流量（Negative Flow Control）、正流量控制（Positive Flow Control）及负荷传感器控制（Load Sensing Control）三种流量控制方式的流行称谓，是按其泵控特性来分类的。
本文通过对多种厂牌型号挖掘机的比较分析，提出了旁通流量控制（By-pass Flow Control）、先导传感控制（Pilot Sensing Control）及负荷传感控制的分类。
这一分类方法，对于设计时比较不同控制系统的性能和维修时理解不同控制系统结构和功能的特点，都有所裨益。
1.流量控制在挖掘机的液压系统内，流量Q、压力P及能耗（流量损失ΔQ、压力损失ΔP）等参数的变化，反映了液压传动过程的控制特性。
液压系统工作时，压力P不是系统的固有参数，而是由外负荷决定的。
因此，当发动机转速n e一定时，要对液压系统的功率进行调节，其实是对液压缸、液压马达等执行元件的进油量Q a进行调节（参看图1）。
图1.流量调节如图2所示，有两种方法调节系统流量。
第一种方法是泵控方式，通过改变主泵的每转排量q来调节主泵的输出流量Q p，称为容积调速。
常见的容积调速方式包括：①利用主泵出口压力P P与主泵排量q的乘积保持不变的恒扭矩控制；②利用发动机转速传感（ESS）使主泵吸收的扭矩pq与主泵转速n的乘积保持不变的恒功率控制；③在临近P系统溢流压力时，减小主泵排量的压力切断控制；④配用破碎头等作业附件时，由外部指令限定主泵最大排量的最大流量二段控制；⑤双泵系统中，利用两泵出口压力的平均值与主泵流量乘积保持不变的交叉功率控制（相加控制或总功率控制）；⑥多泵系统中，因主泵组的液压总功率大于发动机的输出功率，为防止发动机出现失速，采用了极限负荷控制。
除了容积调速，还有一种泵控方式是通过动力模式下的变功率控制，利用外部指令设定不同工况下不同的发动机输出功率来改变主泵转速n e，从而调节主泵输出流量Q=nq。
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上期题目:液压挖掘机液压系统概述下期题目:挖掘机工作装置液压操纵回路挖掘机液压系统泵阀组合叶 伟,黄宗益,李兴华(同济大学,上海200092)[中图分类号]TU621 [文献标识码]B [文章编号]100121366(2003)1020026205Combined pump and valve in hydraulic system of excavatorsYE Wei,H UANG Zong2yi,LI X ing2hua ①液压挖掘机液压回路设计的初期主要着重于研究采用几个液压泵、阀组分块分泵供油的形式、多路操纵阀各阀杆之间油路的连接方式,以及如何向各液压元件进行分配供油、更好地满足工作过程各阶段的作业要求和各种作业工况要求等,主要解决以下问题:1)研究挖掘机液压系统油泵的合理数量。
2)探讨采用六通阀来实现优先油路和并联油路的优化组合,研究对液压作用元件的最佳供油方式,以满足挖掘机各种复合动作的要求,合理地分配复合动作时泵的流量。
3)高生产率是挖掘机的主要性能要求,有时要求油泵全部的油能供给一个液压作用元件,因此油路上必须解决液压泵合流供油问题。
4)挖掘机在行走时有时需要作业装置同时动作,液压系统必须考虑这种工况时挖掘机行走的直线性。
以上是挖掘机油路中最基本的问题,我们在此先提出来,引起大家注意,为今后理解复杂的液压系统打下基础。
今后要在此基础上提出理解和分析液压挖掘机复杂油路的基本方法。
1 液压泵挖掘机液压回路最初采用单泵(图1),因为单泵能量损失大、不能满足复合动作要求,很快地改用双泵,如图2所示。
接着采用双变量泵系统,实现全功率控制,如图3所示。
图1 单泵液压系统(1962年三菱重工Y-35)图2 双泵液压系统(1965年日立建机U H03)图3 双变量泵液压系统一般来说,一个泵采用1个阀块;双泵采用2个阀块,即2P2V系统;三泵3个阀块,即3P3V①[收稿日期]2003207202系统。
由于双泵系统只有两个泵,只能保证两个动作完全独立,3个液压元件同时复合动作时,必然失去相互动作的独立性,产生动作不确定性。
三泵系统则可实现3个动作独立,所以欧美国家为保证回转作业的独立性,特别是用于起重作业时采用如图4所示的三泵三阀组系统,回转油路采用了专用的小排量定量泵。
图4 三泵液压系统(小挖掘机)设计液压系统时主要应考虑以下因素:①泵数量的选取根据同时动作的需要;②液压传动的特点是要遵守帕斯卡原理,泵的油压按共泵供油液压元件的最高压力来确定,多液压元件同时工作所需油压不同,必然存在压差损失,从这点来看油泵数宜多;③对中位开式系统,泵数量增加,不受相互干扰的可以独立动作的液压元件数目增多,三泵系统较双泵系统可实现三个动作(回转、动臂和斗杆)独立,从而提高操纵性;④随着液压泵数量的增多,液压零部件数量增加、泵的驱动麻烦、变量泵的控制比较困难、制造成本提高,液压回路损失也会增大,对经济性和可靠性不利。
考虑两个液压作用元件同时动作情况居多,日本挖掘机采用双泵系统较多。
欧美国家为保证回转作业的独立性,特别是用于起重作业时采用三泵系统,回转油路采用排量较小的定量泵或变量泵。
小型液压挖掘机工作装置往往增加了推土板和动臂偏转功能,液压作用元件数较多,因此不少采用三泵系统。
大型和特大型挖掘机因为所需的流量和功率大,只能采用多泵组合。
2 多路阀组合和阀组分块分泵供油211 多路阀内阀杆油路连通方式21111 三种连通方式多路阀内阀杆油路连通方式有串联式、并联式、优先(串并联)式三种。
1)串联式 前联换向阀的回油口和后联换向阀的进油口相连,串联油路的特点是可以实现两个和两个以上液压动作元件同时动作,液压泵的工作压力是同时工作液压元件压力的总和,在初期挖掘机上曾采用过这种油路。
由于挖掘机一般都在重负荷下工作,为了使结构紧凑、减轻重量,每个液压作用元件都按液压泵压力设计,不允许两个液压元件串联工作,因此串联油路目前在挖掘机上已不采用。
2)并联式 液压泵压力油并联地向各阀杆供油,各阀的回油并联相通回油箱,如图1至图3所示。
并联油路的特点是多阀杆同时动作时,泵供油首先进入负荷压力最低的液压元件,负荷高的液压元件由于压力低不能动。
要实现多液压元件同时动作,必须通过阀杆节流,控制去各液压元件的流量来实现同时动作时的调速,因此并联方式要实现复合动作技术要求很高、而且不稳定,随各液压元件负荷变化情况和发动机转速等因素变化,可以说该油路实现同时复合动作较困难。
3)优先式 液压泵出口压力油顺序供油,上游的阀杆打开进行工作时,就切断下游阀杆的进油路,因此下游阀就得不到液压泵压力油而无法动作。
优先阀回油路并联回油,即使上游阀杆不在最大开度位置,部分油会通过节流口流向下流阀,存在下流阀控制的液压元件动作的可能性。
但是严格地说优先油路只能一个液压作用元件动作,因此在挖掘机上不能全部采用优先油路,只能采用局部优先油路。
如图4所示,右边二个阀组采用行走优先油路,当行走阀操纵时下游阀的供油被切断,这样就防止下游阀杆动作使泵分流,造成左右行走马达供油不均而破坏行驶的直线性。
21112 开式系统供油通路目前开式系统采用六通阀,有两条供油通路。
1)直通供油道 阀杆在中位时,压力油通过直通供油道流经各阀杆回油箱,实现中位卸载功能。
直通供油道是优先式油道,在各阀杆之间组成优先油路,如上游阀杆动作,压力油就供给该阀杆操纵的液压元件,直通供油道被切断,它就不能向下游阀杆供油,因此下游阀杆操纵的液压元件就不能动作。
2)并联供油道 并联地向各阀杆供油,在各阀杆之间成并联油路。
目前挖掘机上采用的开式系统都是两者组合油路,利用不同的组合方式可以形成各种形式并联和优先复杂组合的油路系统。
进一步还可以在直通供油道和并联供油道中加上液控阀和电控阀,可实现更为复杂供油关系的液压系统,来满足挖掘机复杂多样的作业工况要求。
212 日立OHS 液压系统挖掘机液压系统的早期改进,主要是在多路阀直通供油和并联供油的联通方式上和增加一些合流阀和直线行走阀等,使得液压系统更好地符合作业过程各工况要求。
OHS (Optimum Hydraulic System )系统是日立80年代设计的液压系统,当时自称是最优液压系统。
该液压回路是并联油路和优先油路的组合,是充分考虑动臂、斗柄、铲斗、回转和行走复合动作要求而设计的一个实例,如图5所示。
图中P2泵供右阀组,该阀组行走阀优先,下面是备用、动臂和铲斗三阀并联,下游是斗杆阀;P1泵供左阀组,该阀组连接关系较复杂,回转阀和动臂阀之间联通关系是并联加优先,回转和动臂上升是并联关系,回转和动臂下降是优先关系,回转和斗杆、行走三者并联,但通住斗杆进油路节流,通往行走阀进油路有单向阀和节流口。
图5 OH S 液压系统日立OHS 液压系统具有以下功能:1)在作业过程中,①动臂和斗杆单独动作,可实现阀外双泵合流供油;②回转和动臂举升同时动作时,P2单独供动臂,P1并联供油给回转和动臂,使回转加速时不产生溢流阀溢流;回转和动臂下降同时动作时,P1供油给回转,不向动臂供油,仅P2供油给动臂,由于两泵分别给回转和动臂,油路上互相独立,这样就避免了油路相连,由于动臂重力快速下降,建立不起油压,因此回转加速性能差;③回转和斗杆同时工作时,P1并联供油给回转和斗杆(经节流孔),P2供油给斗杆;④回转、动臂、斗杆三者同时工作时,P1并联供油给回转、动臂和斗杆,P2供油给动臂;⑤回转、动臂、斗杆、铲斗四者同时工作时,P1并联供油给回转、动臂和斗杆,P2供油给动臂和铲斗。
2)在行走过程中,①回转、动臂和斗杆三者中只要有一个动作就会产生先导油压,作用在合流阀上,使合流阀处于通路状态,此时P2并联供左右行走,P1供回转、动臂和斗杆;②当P1压力高于行走油压P2时,P1通过单向阀和节流孔也可与P2合流向行走供油,保证行驶的直线性;③由于采用优先油路,行走时铲斗阀杆操纵,不会影响行驶直线性,但由于铲斗供油路被切断,不能动作,即行走和铲斗不能同时动作。
213 阀组分块和分泵供油液压挖掘机按泵分阀组供油,挖掘机六个液压作用元件(动臂、斗杆、铲斗、回转和两个行走马达)在通常的双泵供油时分成两个阀块,分别控制三个液压作用元件,考虑到需要经常同时动作的液压元件,不要由同泵供油,因此最常用的分组方式是:回转、斗杆和行走在一个阀组,由一个泵供油动臂、铲斗和行走在一个阀组,由一个泵供油这是因为动臂和回转、斗杆和铲斗需经常同时动作,而左右行走履带要求分别驱动。
3 合流问题为了提高挖掘机生产效率、缩短作业循环时间,要求动臂提升、斗杆收放和铲斗转动有较快的工作速度,要求能双(多)泵合流供油,一般中小型挖掘机动臂液压缸和斗杆液压缸均能合流,大型挖掘机的铲斗液压缸也要求合流,这是挖掘机油路系统设计中需要考虑的问题。
目前采用的有阀外合流、阀内合流及采用合流阀供油几种合流方式。
311 阀外合流图6所示油路是并联油路和优先油路的组合,两阀组都是前三阀杆并联连接,然后与第四阀杆优先方式连结。
这样合流的液压作用元件由两个阀杆供油,该两阀杆分别布置在两个阀组中,由两泵分别供油。
由先导液压操纵油路联动打开两阀杆,压力油通过阀外管道连接合流供给液压作用元件。
合流的阀杆被布置在优先油路的下游,当其它液压元件动作时油流就被切断,不能实现合流。
图6 阀外合流油路该方案斗杆单独采用一个合流阀杆,因此斗杆操纵收放两个方向都能合流供油。
而动臂和铲斗是合用一个合流阀杆,因此动臂只能举升时合流、下放时不合流;铲斗只在挖掘时合流、卸载时不合流。
阀外合流操纵阀数量增多,需要通过阀外管道来连接,管路和接头数量增多,使用上不方便。
312 阀内合流阀内合流泵和阀块的连接、阀杆的布置如图7所示,用于小挖掘机上,有3个泵和3组阀,通过连接板把所有阀连成整体,合流的油道在内部沟通。
动臂和铲斗单独动作时,泵P1和P2可合流供油给动臂缸或铲斗缸,为双泵合流;斗杆单独动作时,泵P1、P2和P3可合流供油给斗杆缸,为三泵合流。
不行走时P3可单独供回转;行走时P1和P3分别供给行走马达,P2供给动臂、斗杆和铲斗,不影响直线行驶性,但行走时进行回转动作,P3分流供回转,将影响直线行驶性。
图7 阀内合流油路(HUSCO 公司)阀内合流外面管路连接简单,但内部通道稍复杂,阀杆直径的设计要综合平衡考虑各种分合流供油情况下通过的流量。
照理说斗杆阀杆是三泵合流,可能通过的流量最大,阀杆直径应设计大些,但从设计制造角度考虑,最好是各阀杆尺寸取得一致。
313 合流阀供油阀外合流采用连动操纵的两个操纵阀杆,分别将两个泵的油供给液压元件,使操纵阀杆数增多,有的挖掘机油路采用结构较简单的合流阀代替一个操纵阀来实现合流。
图8中增加了一个动臂合流阀和一个斗杆合流阀,它们分别布置在两液压泵供油阀块的下游。