装载机转向液压系统
装载机液压系统的工作原理
装载机液压系统的工作原理一、引言1.1 任务背景液压系统在工程机械中被广泛应用，装载机作为重要的工程机械之一，其液压系统在其工作中起到至关重要的作用。
本文将介绍装载机液压系统的工作原理，帮助读者更好地了解液压系统在装载机中的应用。
二、液压系统概述2.1 液压系统的定义液压系统是一种利用液体的静压力和动压力传递能量的系统。
液压系统由工作介质、工作部件、工作泵、控制阀和执行元件等组成。
2.2 装载机液压系统的作用装载机液压系统主要用于实现装载机的动作控制和动力传递，包括行走、提升、倾斜和转向等动作。
三、液压系统的基本工作原理3.1 工作介质液压系统常用的工作介质有液压油和液压液。
液压油常用于高压、大功率液压系统，而液压液常用于低压、小功率液压系统。
3.2 工作部件工作部件是液压系统中能够存储液压能量和产生液压能量转化的部件。
主要包括液压缸和液压马达。
3.3 工作泵工作泵是液压系统的动力源，它通过机械能或者电能将能量转化为液压能。
3.4 控制阀控制阀主要用于控制液压系统中液压能的流动和方向。
常见的控制阀包括单向阀、溢流阀和比例阀等。
3.5 执行元件执行元件是液压系统中实际进行工作的元件，它们接收液压系统输出的信号，实现相应的机械动作。
常见的执行元件有液压缸和液压马达。
3.6 工作原理装载机液压系统的工作原理基于流体在封闭容器中的压力传递原理。
通过泵将液体压入液压系统中，液压系统将液体的压力传导到需要驱动的工作部件中，从而实现相应的动作。
四、液压系统工作过程详解4.1 液压系统的工作流程液压系统的工作分为两个过程：液体压力建立的过程和液体压力释放的过程。
4.1.1 液体压力建立的过程1.工作泵从液压油箱中抽取液体。
2.液体被泵压入液压油路，形成一定的压力。
4.1.2 液体压力释放的过程1.当液压系统需要释放压力时，控制阀打开，通路打开，使液体能够自由流动。
2.液体流回液压油箱，液压系统的压力逐渐降低。
4.2 液压系统的工作特点装载机液压系统具有以下工作特点： - 高压工作：液压系统常常需要承受高压，以产生足够的动力。
装载机液压系统与元件培训内容(2)
§1-3 带有恒流单稳阀的 全液压转向系统（续）
一．系统的组成 带有恒流单稳阀的全液压转向系统主要由液压泵、
恒流型单稳阀、BZZ1型（开心无反应型）全液压转向器 及转向油缸、管路等组成。
起计量马达的作用，以保证流进转向油缸的油量与方向盘的转角成正比；在 人力转向时，相当于手动油泵 。 连接转子和阀套的联动轴及拨销，在动力转向时，保证阀套与转子同步（起 反馈作用）；人力转向时，起传递扭矩的作用。 弹簧片的作用是确保随动阀的中间位置，起定中作用。所以弹簧片又称定中 弹簧。 进油口与回油口之间装有单向阀。在人力转向时，把转向油缸一腔的油经回 油口吸入进油口，然后再通过摆线针轮啮合副压入转向油缸的另一腔（即在 人力转向时起吸油作用）。
阀体上除有四个油口，分别与进油、回油和转向油缸两 腔相通外，还有一个负载反馈油口Ls与优先阀相通。
二、BZZ5型负荷传感全液压转向器（续）
图1－11 BZZ5负荷传感型全液压转向器
三．优先阀
该阀与BZZ5型转向器配套，组成负荷传感转向系统， 在方向盘转速变化的情况下，能优先保证转向器所需流量， 多余油液进入工作装置液压系统。
§1-1 转向系统概述（续）
2．转向系统的要求
转向性能良好是保证装载机行驶安全、减轻驾驶人员劳动 强度、提高作业效率的重要因素。对转向系统的基本要求是操 纵轻便、灵活、工作稳定可靠、耐久性好。
转向油路要求供给比较稳定的流量，但转向系统常采用定 量泵，定量泵的流量是随转速而变化的，则当发动机低速转动 时，转向油路的流量将减少，使转向速度迟缓，容易发生事故， 如采用大流量泵，在发动机高转速时，多余的油流量将以溢流 阀溢流的形式排出，则功率损失大，油液容易发热，亦不经济。
装载机液压系统
关于装载机液压系统的说明1．装载机产品的工作液压系统主要控制工作装置的动臂完成举升、下降、中位、浮动功能以及铲斗的收斗、中位、卸载等动作。
主要有手动操纵（LW521F、LW321F、LW421F、LW500F）和液压先导操纵（ZL50G、ZL60G、ZL80G、LW400K）两种结构形式。
(手动软轴操纵)(液压先导操纵)ZL50G等产品采用的液压先导操纵结构原理：推动先导阀的操纵杆，从先导泵来的先导油通过先导阀，推动多路换向阀阀芯的移动，从而实现工作装置的运动。
手动操纵是靠手动操纵软轴来实现多路换向阀阀芯移动。
手动操纵结构主要特点是价格便宜，结构简单、可靠，但操纵力大、操纵比例性能不好；液压先导操纵结构主要优特点是操纵力小，控制比例性能好，大大降低了司机的劳动强度，但系统较复杂、制造成本偏高。
现在国内装载机厂家采用的先导操纵原理都是一样的，元件也几乎都采用浙江临海海宏公司的产品，在高档出口车上部分采用了进口的先导阀和多路换向阀。
2．转向液压系统主要控制装载机的行驶方向。
5吨产品主要有全液压大排量转向系统（541F）、负荷传感型同轴流量放大转向系统（521F）以及流量放大转向系统（50G、60G、80G）。
全液压大排量转向系统的特点是结构简单、可靠、转向平稳，但操纵力大、系统发热量大，现采用较少；负荷传感型同轴流量放大转向系统的特点是操纵轻便、灵活、操纵力小、可靠、节能，但转向平稳性不好；流量放大转向系统的特点是以低压小流量来控制高压大流量，操纵力小，转向灵活、可靠。
1）.ZL50G等产品采用的先导型流量放大转向原理：转向时，从先导泵来的低压小流量的先导油通过转向器，推动流量放大阀主阀芯移动，来控制转向泵过来的较大流量的压力油进入转向油缸，完成转向动作。
由于通过转向器的油液是低压小流量的，转向器的排量较小，所以转向时，作用在方向盘上的操纵力小，转向灵活、可靠，降低了司机的劳动强度。
（徐工ZL50G用流量放大阀）2).LW521F装载机采用的同轴流量放大转向原理：同轴流量放大转向器与我们常用的BZZ系列转向器相同，主要由控制转阀和摆线计量装置等组成。
装载机转向液压系统(优先卸荷)
常见故障及原因
转向沉重
转向不灵活
பைடு நூலகம்
可能是由于液压油不足、 滤芯堵塞或转向器故障
等原因。
可能原因是油泵故障、 油路不畅或转向器内部
泄漏等。
方向盘抖动
可能原因是油泵驱动皮 带松动、油路中有空气 或管路连接处松动等。
油温过高
可能原因是液压系统过 载、散热不良或油品选
用不当等。
故障排除方法与步骤
检查液压油位
修和升级。
优先卸荷技术的未来发展
更加智能
优先卸荷技术将与传感器技术和人工智能技术结合，实现 自动识别负载状态和自动调整卸荷参数，提高系统的稳定 性和可靠性。
更高效
通过改进优先卸荷控制算法和优化液压元件性能，提高优 先卸荷技术的响应速度和卸荷效率，进一步降低能耗。
更广泛的应用领域
优先卸荷技术不仅在装载机领域有广泛应用，未来还将拓 展到其他工程机械领域，提高整个行业的能源利用效率和 稳定性。
调整优先卸荷阀的工作状态，以确保其正常工作。
03
装载机转向液压系统的组成
油泵
01
02
03
油泵的作用
油泵是装载机转向液压系 统中的核心元件，负责提 供动力油，使整个系统得 以运转。
油泵的类型
常见的油泵有齿轮泵、叶 片泵和柱塞泵等，根据不 同的应用场景和性能需求 选择合适的油泵。
油泵的维护
定期检查油泵的运行状况， 确保其正常工作，同时注 意油泵的润滑和清洁，防 止磨损和堵塞。
油缸
油缸的作用
油缸的维护
油缸是装载机转向液压系统中的执行 元件，负责将油的压力转化为机械能， 推动转向机构实现转向动作。
定期检查油缸的密封性能和运行状况， 确保其正常工作，同时注意油缸的润 滑和清洁，防止磨损和堵塞。
装载机的转向系统
02
装载机转向系统的设计
转向器的设计
转向器的类型
根据工作原理和结构，转向器可 以分为多种类型，如齿轮齿条式、
循环球式、蜗杆滚轮式等。
转向器的设计要求
转向器需要满足强度、刚度、耐 久性和可靠性等要求，以确保装 载机在各种工况下安全可靠地工
作。
转向器的参数选择
转向器的参数选择是关键，包括 齿条的模数、压力角、螺旋角等， 以及齿轮的模数、压力角、螺旋 角等，需要根据装载机的实际需
转向油缸的维护与保养
油缸清洁
油缸润滑
油缸密封性检查
定期清洁油缸表面，去 除油污和杂质。
定期检查油缸的润滑情 况，确保油缸滑动顺畅。
定期检查油缸密封件， 如发现密封件老化或损
坏，应及更换。
油缸拆卸与安装
如需拆卸和安装油缸， 应按照规范操作，避免 损坏油缸或相关部件。
转向传动机构的维护与保养
传动机构清洁
转向控制系统常见故障及排除方法
01
液压控制系统失灵
可能是由于液压泵故障、溢流阀卡滞或油路堵塞等原因造成。排除方法
包括检查并修理液压泵、调整溢流阀或清洗油路。
02
电子控制系统故障
可能是由于传感器故障、线路故障或控制器故障等原因引起。排除方法
包括检查并修理传感器、线路或控制器。
03
转向角度不正确
可能是由于角度传感器故障、安装位置不正确或信号干扰等原因造成。
转向传动机构的设计
转向传动机构的类型
01
转向传动机构可以分为多种类型，如机械式、液压式、电动式
等。
转向传动机构的设计要求
02
转向传动机构需要满足传动效率和可靠性的要求，同时需要保
证机构的紧凑性和轻量化。
装载机转向液压系统(优先卸荷)
此时，通过进油口（P）和C腔来自转向 泵的流量通过C-T流道卸荷回油，此时单 向阀闭合。当工作液压系统工作压力下降， 其压 力低于卸荷阀加载压力时 ，阀芯回 （左）移，卸荷阀闭合，切断了C腔和回 油口（T）的通道，来自转向泵的流量又 通过单向阀与工作泵输出流量合流进入工 作液压系统。当工作液压系统压力继续下 降，其工作压力低于导阀闭合压力时，导 阀闭合，卸荷阀芯在弹簧（8）力的作用下 退回到原始位置。
3)转向失灵 ① ①方向盘不能自动回中，弹簧片 折断，应更换。 ② ②压力振摆明显，甚至不能转动， 拔销或联动轴已损坏，应更换。 ③ ③油泵完全损坏或矩形键剪断， 修复或更换。
4)装载机正常提升时，提升速度正常，当 超负荷提升或强制挖掘时，动力机负荷增 大，如动力机冒黑烟。切进牵引力下降， 超负荷提升时，提升速度没有太明显下降。 主要原因：卸荷阀无法开启。应卸下 阀芯，清洗阀体阀芯，阀体阀芯要配研， 保证阀芯在阀体内移动要自如。
优先卸荷阀由优先阀、溢流阀、卸荷阀 和单向阀组成，它具有转向优先、溢流 卸荷和转向泵卸荷之功能。是“同轴流 量放大卸荷系统”必不可缺的元件。 动力机起动后，转向泵输出的液压油 从P口进入，通过CF口进入转向器
不转向时，由于转向器处于中位闭合状态，没 有流量输出，CF口的压力升高，与CF口连通 的优先阀右端压力升高，优先阀在二端压力差 的作用下克服弹簧力左移，打开了P口和C腔的 通道，转向泵输出的油液从P口进入通过C腔打 开单向阀从EF口输出与工作泵输出的油液合流 进入工作分配阀。当工作液压系统不工作时， 则二泵合流，流量通过工作分配阀回油箱。当 工作液压系统工作时，则二泵合流流量供给工 作液压系统工作。P口和CF口始终处于连通状 态。
当转动方向盘时，从转向泵输出的液压油从进 油口P口进入转向器，经阀套和阀芯进入计量 马达，从计量马达输出的液压油又经阀芯、阀 套出油从左（L或A）或右（R或B）输出进入 转向油缸工作腔，使机子左转向或右转向。 此转向器属BZZ6型，与BZZ5型转向器同属 负荷传感全液压转向器。它是在BZZ5型基础上 增加了与计量马达油路并联的放大器，而BZZ5 型转向器与ZL50C的BZZ3型转向器不同之处是： 增加了负荷传感油路（控制）。
装载机转向液压系统
�转向系统的概述�液压传动的基本原理及组成�转向液压系统的组合分类�各部件的主要作用和原理转向系统概述�转向系统：是实现行驶或作业时前后车架的转向度来提高作业效率与安全性。
�转向方式的分类：�液压转向技术在应用方式上一般分为全液压转向和全液压助力转向这两种型式。
这两者的主要区别在于全液压转向系统仅仅依靠液压介质为动力去实现转向功能，且转向控制元件与执行元件之间无需如何刚性连接。
�全液压转向技术通常用于时速≤60 km/h 的非道路轮式移动车辆的液压操舵。
具有操作轻便、转向灵活、安装布置方便等诸多优点。
液压传动基本原理及组成�液压传动的基本原理是在密闭的容器内，利用有压力的油液作为工作介质来实现能量转换和传递动力的。
其中的液体称为工作介质，一般为矿物油，它的作用和机械传动中的皮带、链条和齿轮等传动元件相类似。
�液压传动系统：由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和介质等组成。
转向液压系统的组合分类�ZL30系列：转向泵CBG2040、单路稳定分流阀FLD-30、转向器BZZ-400FK �ZL40/50系列：静态信号优先阀YXL-F250-N7转向泵CBGJ2080同轴流量放大转向器TLF-E1000动态信号优先阀VLE-150动态信号转向器BZZ—800FK�转向泵：CBGJ2080齿轮泵，用于将机械能转化为液能。
具有体积小、质量轻；结构简单，耐用；故障少，易维护的特点。
各部件的主要作用和原理�转向泵工作原理：进油腔与排油腔齿轮副的张开或啮合，造成容积的增大或减小来实现吸油和排油过程的。
排油腔吸油腔�单稳阀：ZL30系列机型所配的单稳阀采用FLD—30型，稳定流量为30L/min，转向系统压力为14Mpa。
�该阀主要由阀体、阀芯、弹簧及阻尼塞等组成。
泵来油泵来油至转向器合流至工作泵至转向器合流至工作泵�优先阀有内控和外控两种控制方式，并可用三种不同的控制压力的弹簧（0.45MPa、0.7MPa和1.05MPa），在选用时要说明控制方式和弹簧的控制压力。
装载机全液压转向器工作原理及故障诊断
装载机全液压转向器工作原理及故障诊断
全液压转向器的工作原理
1、由安全阀组成：安装于液压系统的安全阀负责阻止过度压力，以确保液压支架的安全。
2、液压系统：液压系统将压缩空气吸入，并经由压缩机将其压缩到所需的压力，然后将其存储在压缩机中，并根据工作需要将压缩空气排出，从而为转向器提供液压动力。
3、液压油泵：液压油泵将工作流体由缸体送入活塞室，活塞向缸体内推动油泵本体出口腔，从而润滑整个转向器。
4、调节开关：调节开关控制着转向器的偏转角度，以及旋转速度。
5、活塞：活塞将转向器给动作液压动力从缸体输出，从而向动运动元件输送功率。
全液压转向器故障检测
1、安全阀故障：当安全阀出现故障时，液压支架会由于压力过大而受到损坏。
2、活塞故障：活塞故障会导致动力输出不佳，并且转向器无法正常运转。
3、泄漏故障：当液压油管道有漏油情况时，会导致液压支架失效，从而使转向器无法正常工作。
常见的泄漏原因包括：接头松动、液压油管道老化或损坏等。
4、驱动系统故障：由于液压油泵出现不正常情况、调节开关故障或控
制系统故障等原因，都可能导致转向器驱动系统出现故障，从而影响转向器的正常使用。
5、润滑系统故障：由于液压油泵系统存在故障，导致转向器内部部件处于干燥状态，从而导致转向器发热，并可能出现故障。
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�转向系统的概述
�液压传动的基本原理及组成�转向液压系统的组合分类�各部件的主要作用和原理
转向系统概述
�转向系统：是实现行驶或作业时前后车架的转向度来提高作业效率与安全性。
�转向方式的分类：
�液压转向技术在应用方式上一般分为全液压转向和全液压助力转向这两种型式。
这两者的主要区别在于全液压转向系统仅仅依靠液压介质为动力去实现转向功能，且转向控制元件与执行元件之间无需如何刚性连接。
�全液压转向技术通常用于时速≤60 km/h 的非道路轮式移动车辆的液压操舵。
具有操作轻便、转向灵活、安装布置方便等诸多优点。
液压传动基本原理及组成
�液压传动的基本原理是在密闭的容器内，利用有压力的油液作为工作介质来实现能量转换和传递动力的。
其中的液体称为工作介质，一般为矿物油，它的作用和机械传动中的皮带、链条和齿轮等传动元件相类似。
�液压传动系统：由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和介质等组成。
转向液压系统的组合分类
�ZL30系列：
转向泵CBG2040、单路稳定分流阀FLD-30、转向器BZZ-400FK �ZL40/50系列：静态信号优先阀YXL-F250-N7转向泵CBGJ2080
同轴流量放大转向器TLF-E1000动态信号优先阀VLE-150动态信号转向器BZZ—800FK
�转向泵：CBGJ2080齿轮泵，用于将机械能转化为液能。
具有体积小、质量轻；结构简单，耐用；故障少，易维护的特点。
各部件的主要作用和原理
�转向泵工作原理：进油腔与排油腔齿轮副的张开或啮合，造成容积的增大或减小来实现吸油和排油过程的。
排油腔
吸油腔
�单稳阀：ZL30系列机型所配的单稳阀采用FLD—30型，稳定流量为30L/min，转向系统压力为14Mpa。
�该阀主要由阀体、阀芯、弹簧及阻尼塞等组成。
泵来油泵来油
至转向器
合流至工作泵
至转向器合流至工作泵
�优先阀有内控和外控两种控制方式，并可用三种不同的控制压力的弹簧（0.45MPa、0.7MPa和1.05MPa），在选用时要说明控制方式和弹簧的控制压力。
�龙工所选用的均为内控式，安全阀压力为：16MPa
LS口
至转向器
进油口
合流口
�转向器按阀的移动方式分：滑阀式和转阀式两大类。
�液压转向器按阀芯的功能形式分：开芯无反应、开芯有反应、闭芯无
反应、闭芯有反应（实际运用中，
没有人使用）、负荷传感（和不同
的优先阀分别可以构成：静态系统、
动态系统）、同轴流量放大，等几
类。
�由阀芯、阀套和阀体组
成旋转随动阀；
�由转子和定子组成一对内啮合齿轮；
�连接转子和阀套的联动轴及拨销；
�弹簧片；
�进、回油口之间的单向阀；
心
套
、转子啮合
副
BZZ1转向器工作原理阀体回油
左转向
右转向
阀体进油
阀体回油左转向右转向
阀体进油
随动阀与摆线针齿啮合副
�常识资料：
BZZ1型（开心无反应）转向器在中间位置时，转向器进、回油口是相通的，转向油缸的两腔是封闭的，作用在转向油缸上的外力传递不到方向盘上，驾驶员手上无道路颠簸的感觉。
�转向器部分参数：
最大工作压力 16MPa
最大瞬时背压 6.3MPa
连续背压 ≤2.5MPa
TLF1
阀芯、阀套及阀体
TLF转向器工作原理阀体回油
左转向
右转向
阀体进油
LS信号口
阀体回油左转向右转向阀体进油LS信号口
动态
转向器阀芯及阀套
�转向器是一种由随动转阀和摆线计量马达所组成的控制元件，它的主要功能是将转向系统的压力油液依据方向盘转动的方向和速度按照一定的比例传输到所指定的转向油缸内来实现动力转向。
�实现动力转向的必备条件是供给转向器的流量必须大于转向器的输出流量，否则转向器就变成了手动阀，转向力矩就必然变大，成为人力转向。
�在动力转向状态下，转向器的操作扭矩取决于弹簧片的弹力。
FK系列组合阀块
�FK系列阀块按照包含阀的种类分为：A、B、C三种基本形式；按照是不是多含补油阀，派生出R。
按照油口的连接方法分方阀块、平面油口（平行油口）阀块两类。
�FKA 、FKA2型是由单向阀、溢流阀和双向缓冲阀组成；
�FKAR型是由单向阀、溢流阀、双向缓冲阀和双向补油阀组成；�FKB、FKB2型阀块是由单向阀和双向缓冲阀组成；
�FKBR型阀块是由单向阀、双向缓冲阀和双向补油阀组成；
�FKC、FKC2型组合阀块是由单向阀和溢流阀组成。
双向补油阀
双向缓冲阀
单向阀
功能阀介绍
� 单向阀是一种锥式结构单向阀，由阀座、阀芯及弹簧等组成装在阀体的进油孔内，具有阻力小，密封性能好等优点，油泵来的高压油，经单向阀方可进入转向器阀体中，其作用是防止转向时，转向轮在特殊的情况下受到阻碍，油缸油压大于工作油压，造成油液倒流油泵，致使方向盘偏转，破坏液压系统的正常工作，单向阀在使用过程上，无需调整，但要防止反向漏油。
� 单向阀的开启压力为≤0.1 MPa 。
� 溢流阀是一种差动结构、直动式溢流阀，它由差动阀座、阀芯、弹簧、调压螺栓及锁紧螺栓等组成，安装在溢流阀体的进油孔和回油孔之间的孔内；具有结构紧凑，工作稳定等特点。
� 主要作用：避免过载，限制进油与回油之间的压力差，以保证转向系统压力恒定；同时在转动方向盘时，起卸荷溢流作用，（所以，有人叫它：安全阀），该阀是可调整的，调整时需松开锁紧螺栓，旋拧调压螺栓，压力适当后再将锁紧螺栓并紧。
� 溢流阀的调压范围：2.5～16 MPa 。
溢流阀
� 双向缓冲阀是两个直动式溢流阀，它由一个弹簧，两个球阀座和两个钢球等件组成，安装在阀体通往转向油缸两腔的油孔之间。
此孔并与回油孔相通。
其作用起两个安全阀的功能，保证快速转向，或车辆行驶遇有突变阻力，转向油缸某腔内压力过高时，能予卸压回油。
保护转向油缸到转向器一段的油路安全，确保液压转向系统安全可靠。
� 双向缓冲阀的调压范围：6.3～20 MPa ，阀的开启压力一般需要比转向系统的工作压力高出５－６MPa（推荐６MPa ）。
� 双向补油阀从结构上讲是单向阀，是一种锥式结构单向阀，由球阀座、钢球组成，对称分布在双向缓冲阀的进出油道上。
具有阻力小，密封性能好等优点，起补油的作用。
压力油正向作用时，不动作，无压力时，利用压差补油，有效地制止系统吸空，消除困油现象。
单向阀无需调整，但要防止反向漏油。