力士樂挖機LUVD液壓系統(tǒng).doc

液壓挖掘機有兩種油路: 開中心直通回油六通閥系統(tǒng)和閉中心負載敏感壓力補償系統(tǒng), 我國國產(chǎn)液壓挖掘機大多采用”開中心”系統(tǒng), 而國外著名的挖掘機廠家基本上都采用”閉中心”系統(tǒng)。閉中心具有明顯的優(yōu)點, 但價格較貴。國內(nèi)廠家對開中心系統(tǒng)比較熟悉, 而對閉中心系統(tǒng)不太了解,因此有必要來介紹一下閉中心系統(tǒng), 本文重點分析力士樂閉中心負載敏感壓力補償(LUDV) 挖掘機油路。LUDV 意為與負載無關(guān)的分配閥。LUDV系統(tǒng)力士樂挖掘機液壓系統(tǒng)可以看作由以下4 部分組成:多路閥液壓系統(tǒng)(主油路) ;液壓泵控制液壓系統(tǒng)(包括與發(fā)動機綜合控制) ;各液壓作用元件液壓子系統(tǒng), 包括動臂、斗桿、鏟斗、回轉(zhuǎn)和行走液壓系統(tǒng), 還包括附屬裝置液壓系統(tǒng);多路閥操縱和控制液壓系統(tǒng)。LUDV系統(tǒng)是力士樂等公司在改進負荷傳感技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它是不受負載影響的流量分配系統(tǒng)，它將常開式壓力補償改為常閉式，泵所提供的流量與負載所需相匹配，避免了不必要的空流和節(jié)流損失。即使泵的流量小于系統(tǒng)復合動作所需的流量，各動作的相對速度也不會發(fā)生變化，從而保證動作的協(xié)調(diào)性，避免動作沖擊。1 多路閥液壓系統(tǒng)多路閥液壓系統(tǒng)是液壓挖掘機的主油路, 它確定了液壓泵如何向各液壓作用元件的供油方式, 決定了液壓挖掘機的工作特性。力士樂采用的閉中位負載敏感壓力補償多路閥液壓系統(tǒng)的工作原理見圖1 (因換向閥不影響原理分析, 故未畫出) 。圖1 挖掘機力士樂主油路簡圖挖掘機力士樂主油路由工裝油路和回轉(zhuǎn)油路二個負載敏感壓力補償系統(tǒng)組成。1.1 工裝油路工作裝置和行走油路(除回轉(zhuǎn)外) 簡稱工裝油路,用閥后補償分流比負載敏感壓力補償(LUDV)系統(tǒng), 具有抗飽和功能。在每個操縱閥閥桿節(jié)流口后, 設(shè)壓力補償閥, 然后通過方向閥向各液壓作用元件供油。LUDV 多路閥原理符號見圖2 。圖2 力士樂多路閥原理符號圖LUDV 每個閥塊主要由操縱閥和壓力補償閥組成, 其原理符號如圖2a 所示。為了便于理解閥的原理, 把操縱閥進行分解后可知, 它實際上由閥的節(jié)流部分和閥的換向部分兩部分組成。閥塊原理展開如圖2b 所示, 壓力油進入操縱閥先通過閥節(jié)流部分, 后經(jīng)壓力補償閥, 最后通過閥換向部分去液壓作用元件。閥后補償壓力補償閥布置在操縱閥可變節(jié)流口之后, 由于液壓作用元件一般都是雙作用, 有A、B 兩條油路, 為了避免兩條油路都設(shè)壓力補償閥, 因此油路換向部分必須設(shè)在壓力補償閥之后。為了簡化閥的結(jié)構(gòu), 把節(jié)流部分和換向部分集成于一體(操縱閥中) , 如圖2a 所示。工作裝置和行走操縱閥雖基本相同, 但中位油路連通有所區(qū)別。工作裝置操縱閥中位A、B 油口封閉, 如圖2a 、2b 所示, 行走操縱閥中位A、B油口與回油路通過節(jié)流相通, 如圖2c 所示。對壓力補償閥取力平衡得(見圖1) : Pm1 =PLmax = Pm2 。即壓力補償閥進口壓力都相等, 故經(jīng)各操縱閥的壓差都相等( P1 = P2 = P = PP- PLmax) , 則通過各操縱閥的流量Q = k P ,只與反映閥桿行程(開口量) 的k 有關(guān), 具有抗飽和的功能。負荷低的壓力補償閥產(chǎn)生壓力降:PC =PLmax PL2 (設(shè)PL1 = PLmax) ,此壓降正好補償負荷壓力差, 因此壓力補償閥實際上起了負荷均衡器的作用。多路閥液壓系統(tǒng)工作原理圖1 中, 檢出最高負載壓力PLmax采用的是梭閥網(wǎng), 而實際液壓系統(tǒng)中, 工裝和行走油路不采用梭閥網(wǎng), 而是采用三位三通的壓力補償閥來檢出最高負載壓力作為補償壓力。1.2 回轉(zhuǎn)油路力士樂把回轉(zhuǎn)獨立出來, 采用閥前補償(減壓閥型壓力補償閥) 負載敏感壓力補償油路。它與工作裝置油路并聯(lián)?；剞D(zhuǎn)負載油壓通過單向閥與油泵負載敏感腔相通。當工作裝置油路中各液壓元件單獨動作或同時動作時, 就如同單泵閥后補償分流比負載敏感壓力補償系統(tǒng)一樣, 油泵單獨供該系統(tǒng)。當回轉(zhuǎn)單獨動作時, 為閥前補償負載敏感系統(tǒng)?；剞D(zhuǎn)油路和工裝油路同時動作情況: 當工裝油路最高負載壓力高于回轉(zhuǎn)油路時, 工裝油壓由于受單向閥阻隔, 傳不到回轉(zhuǎn)油路, 由于兩油路是并聯(lián)系統(tǒng), 油優(yōu)先流向負載壓力低的回轉(zhuǎn)油路; 當工裝油路最高負載壓力低于回轉(zhuǎn)油路時, 回轉(zhuǎn)油壓PC 通過單向閥傳至工裝油路負載壓力補償, 工裝和回轉(zhuǎn)負載壓力均衡平衡相等, 按各自操縱閥的開度大小向各執(zhí)行器分配供油。2 液壓泵控制系統(tǒng)力士樂挖掘機液壓泵控制系統(tǒng)有不同的配置,具有不同的控制功能。2.1 A11VO 的LRS 控制系統(tǒng)圖3 A11VO 控制系統(tǒng)如圖3 所示, 該系統(tǒng)由以下部分組成。2.1.1 恒功率閥和杠桿式恒功率裝置恒功率閥A 是二位三通閥。在彈簧力作用下,恒功率閥A 處于右位, 下油缸壓力油通過A 閥回油, 在上油缸腔內(nèi)油壓和彈簧作用下油泵向大流量方向擺動。油泵壓力油通過上油缸腔作用在頂桿上, 頂桿頂推杠桿使杠桿繞支點擺動, 推動A閥向右移動, 使A閥處于左位, 油泵壓力油通過A閥經(jīng)B 閥進入下油缸, 推動其活塞桿, 克服上油缸液壓力并壓縮彈簧使油泵向小流量方向擺動。同時由于上油缸活塞桿右移, 頂桿頂推杠桿的力臂減小, 使杠桿推A 閥的力下降, 直至與A 閥彈簧力相等, 油泵擺角處于新的平衡位置。這種恒功率裝置通過杠桿機構(gòu)來實現(xiàn), 只要杠桿系統(tǒng)設(shè)計得好, 就能實現(xiàn)很理想的恒功率曲線。2.1.2 油泵流量調(diào)節(jié)閥油泵流量調(diào)節(jié)閥(補償壓力閥, 見圖3 中B閥) 為二位三通閥, 閥的左端受泵的出口油壓Pp作用, 閥的右端受多路閥負載敏感腔的油壓PLmax和彈簧力FS2作用, 此閥的作用是設(shè)定系統(tǒng)的補償壓力。從B 閥力平衡可得:PA = PLmax A + FSP = P PLmax = FS/ A當P FS/ A 時( A 為受壓面積) , 該閥處左位, 油泵壓力油通向下油缸, 使油泵流量減少。當P 彈簧力, 流量調(diào)節(jié)閥起作用, 使油泵流量變小,只輸出少量液壓油, 冷卻和沖洗系統(tǒng), 使油泵處于待命狀態(tài), 一旦系統(tǒng)工作油泵就能很快響應(yīng)。使操縱閥在中位時油泵在低壓小流量工作, 實現(xiàn)中位卸載節(jié)能。3) 補償負載壓力溢流閥C (切斷閥) 該閥控制負載最高壓力, 超過此壓力該閥打開, 補償負載壓力油通過它回油箱, 由于油流經(jīng)壓力補償閥油壓降低, 使油泵壓差增加, 油泵排量減至最小, 起高壓切斷流量作用, 實現(xiàn)過載節(jié)能。左行走先導操縱閥通過梭形閥, 將先導操縱油壓加在補償負載壓力溢流閥上, 使行走時自動增壓。4) 補償壓力卸壓閥D其作用是通過其節(jié)流孔有極少量地油流至油箱, 防止操縱閥中位時壓力補償腔產(chǎn)生困油現(xiàn)象。使LS 油壓升壓速度變緩,增強系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定