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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 摘要：对装载机整机液压系统进行了全面的争论；对装载机液压系统如干理论问题进行了 理论分析；分析了不同工况下装载机工作装置液压系统和转向液压系统的试验结果；争论 了换向阀掌握工作油缸时的压力缺失,对具有同轴流量放大转向器的转向系统的性能进行 了分析；关键词：装载机；液压系统；试验争论1 装载机整机液压系统的应用1.1 装载机整机液压系统试验测试的工程背景及意义 装载机是工程机械中重要的机种,是一种集铲、运、装、卸作业于一体的自行式机 械；今后轮式装载机仍将是工程机械中最重要的机种之一；一个液压系统是由多个元件相 互连接而成的,每个元件的工作性能往
2、往不能代表整个液压系统的性能；因此有必要对整 机液压系统进行较全面的分析争论；1.2 试验预备及试验过程 试验在试验室、试验沙场、野外原生土试验现场等场地进行；详细如下,针对产品特 点设计了试验方案；对装载机液压系统如下参数进行了分工况测量,测量参数为：1工作 泵出口压力；2动臂油缸无杆腔压力3动臂油缸有杆腔压力；4转斗油缸无杆腔压 力； 5转斗油缸有杆腔压力 I6 转向泵出口压力；7转向器人口压力；8转向油缸压力左、右 ；9先导掌握减压阀掌握压力；10动臂的角位移；分别在如下工况下进行测试空载工况；标准载荷工况 1.4 吨, 2.0 吨, 3.6 吨, 5.0 吨；沙场实时装载工况；野 外原
3、生土实时装载工况；2 装载机工作装置液压系统的试验分析2.1 概述 如图 1 所示为装载机工作装置液压系统；它由四个部分组成；1转斗液压缸；2动臂液压缸；3动臂液压缸换向阀；4转斗液压缸换向阀；5单向阀； 6液压泵； 7滤油器； 8溢流阀； 9缓冲补油阀； 10油箱动力元件液压泵；执行元件两个转斗液压缸和两个动臂液压缸；帮助元 件；掌握调剂装置用来掌握和调剂系统各部分流体压力、流量和方向的阀；在该系统中设有方向掌握阀、过载阀和溢流阀；1方向掌握阀设有动臂液压缸换向阀和转斗液压缸换向阀,用来掌握转斗液压缸 的和动臂液压缸的运动方向,使铲斗和动臂能停在某一位置,并可以通过掌握换向阀的开 度来获得液
4、压缸的不同速度；转斗液压缸换向阀是三位六通滑阀,它可掌握铲斗前倾、后 倾和固定在某一位置等三个动作,动臂液压缸换向阀是四位六通滑阀,它可掌握动臂上 升、下降、固定和浮动等四个动作；动臂浮动位置可使装载机在平地积累作业时,工作装 置能随地面情形自由浮动；2溢流阀掌握系统压力；3缓冲补油阀 双作用阀 它由过载阀和单向阀组成,并联装在转斗液压缸的回路 上,其作用由三个：当转斗液压缸滑阀在中位时,转斗液压缸前后腔均闭死,如铲斗受 到额外冲击载荷,引起局部油路压力剧升,将导致换向阀和液压缸之间的元件、管路的破 坏；设置过载阀即能缓冲该过载油压；在动臂升降过程中,使转斗液压缸自动进行泄油 和补油；装载机连
5、杆机构上设有限位块,当动臂在升降至某一位置时,可能会显现连杆机1 / 4 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 4 页精选学习资料 - - - - - - - - - 构的干涉现象；装载机在卸载时,能实现铲斗靠自重快速下翻；并顺势撞击限位块,使 斗内剩料卸净；当卸料时,压力油进入转斗液压缸前腔实现转斗；当铲斗重心越过斗下饺 点后,铲斗在重力作用下加速翻转；但其速度受到液压泵供油速度的限制,由于缓冲补油 阎中的单向阀准时向转斗液压缸前腔补油,使铲斗能快速下翻,撞击限位块,实现撞斗卸 料；为了提高装载机的作业效率,该系统采纳双泵合流、分流、转向优先的卸荷系统；当 转向时,转向泵向
6、工作系统供应余外的油液；不转向时,转向泵的全部油液经合流单向阀 进入工作装置系统；当工作装置系统压力达到卸荷阀调定的压力,转向泵供应应工作装置 的油液经卸荷阀流回油箱,从而使液力机械传动系统供应更大的铲入力；合理的利用了发 动机的功率,提高了整机的作业效率；2.2 空载工况试验 2.2.1 空载试验的试验环境 空载试验是在工作装置无负载的情形下进行的,它说明白系统在无负载干扰的情形下 系统自身的性能；通过对该工况的试验,可以明白整机液压系统的原始特性以及整机工作 时的机构运动情形空载试验在试验室进行,分别在发动机低速、中速、高速等三种情形 下,完成装载机工作装置的收斗、动臂起升、卸斗、动臂下降
7、等动作；在此期间测试并纪 录转向泵出口、工作泵出口、动臂油缸下腔、动臂油缸上腔、转斗油缸有杆腔、转斗油缸无杆腔等 6 个点的压力,以及动臂转角、铲斗转角等共计 2.2.2 空载试验典型试验8 个物理量的动态过程；分别是三种不同的发动机转速下工作装置 5 个物理量的时域阵列曲线；这 5 个物理量分别是： 1 通道：转向泵压力；2 通道；工作泵压力；3 通道：动臂油缸下腔的压力；4 通道：转斗油缸无杆腔压力,5 通道：转斗油缸有杆腔压力；其横坐标描述的时间历程包括了收斗、动臂上升、卸斗、铲斗放平、动臂下降等 5 个装载机完成铲装工作的动作；2.3 工作装置连杆机构干涉状态试验试验用装载机采纳转斗油
8、缸后置式反转六杆机构；这种机构有如下特点；1转斗油缸无杆腔进油时转斗铲取物料,并且连杆系统的倍力系数能设计成较大值,所以可以获得较大的铲取力； 2恰当的挑选各构件尺寸,不仅能得到良好的铲斗平动性能,而且可以实现铲斗的自动放平；3结构非常紧凑,前悬小,司机视野好；缺点是摇臂和连杆布置简单发生构件相互干涉；试验时将转斗油缸缩回,使铲斗处于完全卸斗状态；此时提升动臂,在动臂提升过程中,测试结果说明有明显的机构干涉现象；3 装载机转向液压系统试验3.1 空载原地转向试验与装载机工作装置液压掌握系统不同,转向液压系统常见的转向液压系统有：1助力型转向系统； 2负荷传感器全液压转向器和优先阀组成的转向系统
9、3 流量放大转向系统I4 双泵卸荷转向系统空载试验是在铲斗内不装物料时进行原地转向,试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,左右转向油缸人口等 4 个压力值；试验结果说明,转向器自身是稳固的；3.2 沙场模拟工况试验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旧存在；转2 / 4 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 4 页精选学习资料 - - - - - - - - - 向压力缺失较大；3.3 满载障碍转向试验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14Mpa；主要是考虑到在转向遇到障碍时具有肯定的越障才能；为此我们设计了
10、障碍转向试验；试验时将装载机铲斗装满,小角度转向越过高 15cm 的垂直障碍；4 装载机工作装置液压系统特性分析4.1 作为主换向阀的对称四通比例换向阀掌握非对称液压油缸时的性能分析试验样机工作装置液压掌握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 1:1的和非对称型 面积比为 2:1 的；而面积比为1:1 或接近 1:1 的液压缸由对称型的阀芯来掌握,面积比为 2:1 或接近 2:1 的就由非对称型的阀芯来掌握,由于试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,在装载机的使用过程中为了防止由于对称型比例阀掌握非对称型液压缸在换向
11、过程中所带来的压力跃变,在掌握换向过程中将操纵手柄的换向中位设计了肯定的死区,从而有效的防止了上述情形的发生；4.2换向阀在液压系统中的压降损失换向阀是具有液流方向掌握功能和流量掌握功能的复合阀；换向阀的压力缺失使油液流经换向阀时造成能量缺失,引起发热,使系统效率降低,严峻时会造成阀不能正常工作；我们可依据换向阀的阀芯结构将其分为对称类面积比为“1:1 和不对称类面积比为2:1两种,对称类的有“O”型、 “H”型等l 不对称类的换向阀有Y”型、 “P”型、 “M”型；同时我们也知道液压执行元件的负载也基本上是不对称的；如油缸的伸出和缩回时受力不同,液压马达的正转和反转时负载也不同；这样,我们就
12、有机会组合油流方向和负载方向,使 系 统 作 功 行 程 的 压 力 损 失 最 小；5 同 轴 流 量 放 大 转 向 系 统 分 析5.1 液 压 转 向 系 统 的 工 作 原 理本系统为 “ 双泵合分流同轴流量放大转向优先卸荷液压系统”,简称 “同轴流量放大卸荷系 统”；工 作 原 理 如 下 图 所 示；1、转向油缸；2、双向缓冲补油阎；3、同轴流量放大转；4、优先卸荷闽；5、转向泵；6、滤 清 器；7、机 油 箱；8、工 作 泵5.2 同 轴 流 量 放 大 转 向 器 的 结 构 与 工 作 原 理同轴流量放大转向器是在摆线转阀式全液压转向器的基础上加以改动而成的一种新型转向器,
13、在原摆线转阀式全液压转向器的阀套上添加了一排油孔,作为放大油路通道；同时,增加负荷传感控制油路；3 / 4 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 4 页精选学习资料 - - - - - - - - - 5.3转向系统数学模型5.3.1建模时的假设1油液的密度；粘度,弹性模量,阻尼孔的特点系数为定值；2泄漏流置忽视不计I3 认为进人转向器的油液流量为恒流量；转4系统中换向阀和单向阀的局部缺失忽视不；计5.3.2向教案模型转向系统左转向模式与右转向模式工作原理完全相同,因此,以向左转向为例分析转向系统特性；如图 3 所示为向左转向时简化的油路图,A 表示孔 R 与阀芯上槽 j 所形成的节流口； B 表示孔短槽 i 与双号 H 孔所形成的节流口；C 表示双号 H 孔与阀体上 a 孔所形成的节流口 ID 表示阀体上 a 孔与单号 H 孔所形成的节流口 DE 表示单号 H 孔与阀芯上槽 j孔所形成的节流口；F 表示阀套孔 c1 与阀芯上槽 j 所形成的节流口；G 表示阀套孔 c2 与阀芯 上 槽 K 所 形 成 的 节 流 口；4 / 4 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 4 页