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1、吉林大学硕士学位论文26第三章装载机转向液压系统实验概述 与装载机工作装置液压控制系统不同，转向液压系统要复杂的多。其结构形式个主机厂也不尽相同。常见的转向液压系统有：、助力型转向系统助力型转向系统的液压系统图见图 所示，它主要由液压泵、恒流阀、转向器及转向油缸等组成。为了保证其转向速度不受发动机转速变化的影响，在转向器的前边装有恒流阀，保证去转向器的流量基本恒定。但当液压泵的转速超过发动机的怠速时，恒流阀将把多余的流量流回油箱。所以当液压泵转速超过，将有左右流量损失，系统将产生发热。降低了转向系统的效率，并且其转向系统与工作系统相互独立，其工作系统在铲切作业时，系统将产生发热。 在掘起牵引共
2、同工作的最大负荷工况下。其柴油机的输出功率只有额定功率的，其柴油机输出的功率与装载机所需的功率不相匹配。、负荷传感器全液压转向器和优先阀组成的转向系统负荷传感器全液压转向器和优先阀组成的转向系统如图所示。 它是由优先阀、负荷传感转向器及转向油缸等组成。当方向盘处于中位不转向时，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 11 页 - - - - - - - - - 吉林大学硕士学位论文27该系统能将液压泵大部分的流量供给工作系统。在转向的过程中，且能按照转向器要求优先
3、供应转向系统， 而不受转向油路压力变化的影响，有效地利用发动机的功率，起到一定的节能及提高系统的容积效率。由于工作系统通过优先阀与转向系统相匹配，当工作系统在铲切作业时，若遇到很大的铲切阻力时，要求工作装置液压系统有足够的油压力，但流量要求并不大， 这样，从转向系统经优先阀合流到工作系统大部分的油液将在高压下通过溢流阀流回油箱，产生大量的热量。 使液压系统的液压油温度升高，系统发热， 从而损失相当一部分功率。、流量放大转向系统流量放大转向系统的液压系统图见图 所示，它主要由液压泵、流量放大阀、限位阀转向器及转向油缸等组成，其装载机流量放大转向系统由先导油路的主油路组成，先导油路的油量变化与主油
4、路进入转向油缸的流量变化成一定的比例， 以低压小流量来控制高压大流量。从而使转向操纵轻便灵活，由于流量放大阀带有压力补偿装置，流量不随负载变化， 提高了转向性能， 并且图 3-1-2负荷传感转向系统液压系统图1 .液压泵 2 . 优先阀 3.负荷传感转向器4.转向油缸图 3-1-3流量放大转向系统液压系统图1 . 液压泵 2 .转向器 3. 限位阀 4. 流量放大阀 5. 优先阀 6 . 转向油缸名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 11 页 - - - - -
5、 - - - - 吉林大学硕士学位论文28具有一定的节能效果。故其动力消耗小，减少了系统发热，并能改善流量调节特性，但由于转向系统与工作系统相互独立，其转向系统多余的流量只能经流量放大阀中的优先阀返回油箱，其工作系统将会同助力型转向系统一样。柴油机的有效功率得不到充分的利用。、双泵卸荷转向系统新型轮式装载机转向系统的液压系统图见图所示，它是由液压泵、流量放大阀、等值控制单向卸荷阀、转向器、限位阀及转向油缸等组成。其转向控制回路由全液压转向器及其先导控制油路组成，其油源可由单独先导泵提供， 也可从其它泵源接出。它的功能是作为流量放大转向控制阀的先导控制级，该回路是低压小流量，其转向回路是该液压系
6、统的核心部分，它们除能实现车辆转向外，还通过流量放大阀中的优先阀与等值控制单向卸荷阀与工作液压系统相匹配，流量放大阀中的优先阀除作为与工作回路连接的流量转向元件外，它还可按照转向优先的原则，优先供应转向系统，其它多余的流量经等值控制单向卸荷阀供应工作液压系统，并且它还具有压力补偿功能。等值控制单向卸荷阀是实现工作液压系统低压大流量和高压小流量功能模式转换的控制单元，即当工作液压系统压力小于等值控制单向卸荷阀设定的压力时，等值控制单向卸荷阀处于关闭位置，剩余的转向流量并入工作液压系统，以满足提升速度的要求（低压大流量工况）；当工作液压系统的压力达到等值控制单向卸荷阀设定的压力时，剩余的转向流量通
7、过等值控制单向阀低压卸荷。而工作液压系统仅由于工作泵输出参与工作（高压小流量工况），由于采用了等值控制单向卸荷阀（其卸荷压力与加载压力差值为左右），从而克服了传统的卸荷阀卸荷。采用新型轮式装载机转向液压系统，它与独立的转向液压系统相比，其液压系统的功率匹配机下降 左右，机下降 左右，功率损失 下降 ，机下降 ，而工作装置提升时间机减少 ，机下降 ，液压系统匹配功率和功率损失的下降。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 11 页 - - - - - - - - -
8、 吉林大学硕士学位论文29使装载机液压系统热平衡温度下降 左右，装载机在变矩器失速工况和工作液压系统主安全阀溢流工况作业时，发动机转速可提高。本文所测试的转向系统就是属于这种类型。空载原地转向实验空载实验是在铲斗内不装物料时进行原地转向， 实验时分别在发动机不同工作转速下测试转向泵出口、转向器入口、左右转向油缸入口等个压力值。图 3-1-4新型转向系统液压系统图1 .液压泵 2 . 转向器 3. 限位阀 4. 流量放大阀 5. 优先阀 6 . 等值控制单向卸荷阀名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - -
9、 - - - - - 第 4 页，共 11 页 - - - - - - - - - 吉林大学硕士学位论文30图 3-2-1 怠速工况图 3-2-2 中速工况图 3-2-3 高速工况名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 11 页 - - - - - - - - - 吉林大学硕士学位论文31所示的三幅压力测试曲线，分别是在发动机不同工作转速的工况下，转向时，转向系统中转向泵出口、转向器入口、转向油缸入口的压力的典型测试曲线。从曲线上可以看到，在单纯转向时，通过优先阀
10、时压力损失很小。而转向器的压力损失很大，约为，该压力损失随着流量的增大而增大。由于转向器是属于位置伺服系统，因此存在着原理性的节流损失。因此利用转向器结构的转向系统其效率较低。实验中发现在转向时，转向压力不稳定，存在有的压力振摆。该压力振摆幅值很大，严重影响转向系统工作性能和可靠性。由于系统没有设置限位阀，导致转向到极限位置时转向系统溢流，维持较高的压力，增加了系统的功率损失。转向系统是一个复杂的闭环控制系统。除了转向器自身的复杂性外，系统的性能与转向负载的特性有很大的关系， 比如转向时的惯性力、轮胎的弹性力、地面和轮胎的摩擦阻力等。 为了验证系统转向时的压力振摆是否是由于转向器自身的不稳定而
11、造成的， 我们专程到转向器生产厂家对该转向器进行了台架实验，分别对转向器在固定方向盘输入转速固定负载、固定负载变方向盘转速、固定方向盘转速变负载等多种工况下进行了实验，实验结果表明：转向器自身是稳定的，图 、给出不同工况下的典型实验曲线。图 3-2-4 固定方向盘输入转速固定负载，转向器入口与转向油缸入口压力曲线名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 11 页 - - - - - - - - - 吉林大学硕士学位论文32图 3-2-5 固定方向盘输入转速变负载，转
12、向器入口与转向油缸入口压力曲线图 3-2-6 变方向盘输入转速变负载，转向器入口与转向油缸入口压力曲线沙场模拟工况实验下图描述的是在模拟工作过程中装载机转向的性能，我们可以看到：转向时的压力振摆依然存在。转向压力损失较大。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 11 页 - - - - - - - - - 吉林大学硕士学位论文33图 3-2-1 单独转向工况转向泵出口、转向器出口、转向油缸入口压力曲线图 3-2-2 复合工况转向泵出口、转向器出口、转向油缸入口压力
13、曲线名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 11 页 - - - - - - - - - 吉林大学硕士学位论文34满载障碍转向实验 在上节我们可以知道，装载机在工作时转向阻力一般较小，而转向系统压力设定为 ，主要是考虑到在转向遇到障碍时具有一定的越障能力。为此我们设计了障碍转向实验。 实验时将装载机铲斗装满， 小角度转向越过高的垂直障碍。下图所示 为没有越过障碍工况，压力曲线表明系统压力达到 ，溢流阀溢流。图所示越过障碍，系统压力波动依然存在。图 3-3-1 满载
14、障碍转向时转向泵出口、转向器入口、转向油缸入口压力图 3-3-1 满载障碍转向时转向泵出口、转向器入口、转向油缸入口压力名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 11 页 - - - - - - - - - 吉林大学硕士学位论文35空载路面行驶转向实验该项实验主要测试装载机在高速运动状态下转向系统的性能。从测试曲线中可以清楚的看到，转向时仍然有压力波动的现象，转向压力损失较大。图 3-4-1 空载行驶转向时转向泵出口、转向器入口、转向油缸入口压力图 3-4-1 空载
15、行驶转向时转向泵出口、转向器入口、转向油缸入口压力名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 11 页 - - - - - - - - - 吉林大学硕士学位论文36第四章装载机工作装置液压系统特性分析作为主换向阀的对称四通比例换向阀控制非对称液压油缸时的性能分析 实验样机工作装置液压控制系统所用的主换向阀为比例方向阀。 比例方向阀的节流面积比通常只有两种，即对称型（面积比为）的和非对称型（面积比为 ）的。而面积比为 或接近 的液压缸由对称型的阀芯来控制，面积比为 或接近 的则由非对称型的阀芯来控制。由于实验样机所用的比例方向阀为对称型，而工作装置油缸为单活塞杆式油缸， 下面将讨论由对称四通比例方向阀控制非对称液压缸的工作特性及可能存在的问题。图 4-1-1 对称比例阀控制非对称油缸计算简图P2,Q2 P1,Q1 A1 A2 pp 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 11 页 - - - - - - - - -