呂國(guó)亮

(黑龍江省道路運(yùn)輸培訓(xùn)中心，黑龍江 哈爾濱 150001)

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輪式裝載機(jī)的液壓系統(tǒng)

呂國(guó)亮

(黑龍江省道路運(yùn)輸培訓(xùn)中心，黑龍江 哈爾濱 150001)

輪式裝載機(jī)有兩種基本形式：一種是整體式，多數(shù)具有推壓機(jī)構(gòu)，前橋驅(qū)動(dòng)，后輪轉(zhuǎn)向；另一種是鉸接式，普遍采用雙橋驅(qū)動(dòng)，八字油缸前后橋轉(zhuǎn)向。后一種是目前大中型裝載機(jī)的發(fā)展方向。目前大部分輪式裝載機(jī)的行走機(jī)構(gòu)都采用液力機(jī)械傳動(dòng)，液壓操縱的變速箱得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。但是液壓傳動(dòng)底盤(pán)在中小型裝載機(jī)也有所采用，并逐漸表現(xiàn)出它的優(yōu)越性。介紹了液壓系統(tǒng)的組成和類(lèi)型。

輪式；裝載機(jī)；液壓系統(tǒng)

1 液壓系統(tǒng)的組成

一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)由五個(gè)部分組成，即動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件和液壓油。

(1)動(dòng)力元件的作用是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，指液壓系統(tǒng)中的油泵，它向整個(gè)液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力。液壓泵的結(jié)構(gòu)形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。葉片泵運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小、容積效率高，但其工作壓力低，吸油能力差，對(duì)液壓油的污染比較敏感，僅用在小型裝載機(jī)上。柱塞泵由于工作壓力較高、轉(zhuǎn)速高和容積效率較高，在結(jié)構(gòu)上容易實(shí)現(xiàn)變量等優(yōu)點(diǎn)，在大型裝載機(jī)上得到應(yīng)用。齒輪泵成本低、體積小、工作可靠、對(duì)液壓油的污染不太敏感，廣泛應(yīng)用在各種類(lèi)型的裝載機(jī)上。隨著科技水平的提高，齒輪泵向高壓化發(fā)展，在國(guó)外其最高工作壓力已達(dá)到21～25 MPa，預(yù)計(jì)它的應(yīng)用還將進(jìn)一步廣泛。

(2)執(zhí)行元件(如液壓缸和液壓馬達(dá))的作用是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)負(fù)載作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。裝載機(jī)在作業(yè)時(shí)塵土大，油缸往復(fù)動(dòng)作頻繁，油缸活塞桿暴露在外面，并直接承受沖擊，故對(duì)油缸的耐壓、耐磨、耐熱和密封都有較高的要求。另外還要求油缸的內(nèi)、外泄漏要少。外部泄漏使工作裝置動(dòng)作遲緩，并且容易使塵土侵入；內(nèi)部泄漏則造成工作裝置軟弱無(wú)力、鏟斗位置自動(dòng)傾斜，特別是裝載機(jī)在滿載運(yùn)輸時(shí)，由于動(dòng)臂油缸內(nèi)部泄漏使動(dòng)臂下落，造成鏟斗中物料的散落。

(3)控制元件(即各種液壓閥)在液壓系統(tǒng)中控制和調(diào)節(jié)液體的壓力、流量和方向。根據(jù)控制功能的不同，液壓閥可分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥又分為溢流閥(安全閥)、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等；流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)整閥、分流節(jié)流閥等；方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、換向閥等。根據(jù)控制方式不同，液壓閥可分為開(kāi)關(guān)式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。

(4)輔助元件包括油箱、濾油器、油管及管接頭、密封圈、壓力表、油位油溫計(jì)等。由于裝載機(jī)本身的振動(dòng)大，經(jīng)常連續(xù)作業(yè)，液壓系統(tǒng)油溫比較高，尖峰壓力大，所以對(duì)油管和接頭提出耐熱、耐壓、耐振的要求，據(jù)國(guó)外資料介紹，裝載機(jī)用油管需以1.5倍的工作壓力作為尖峰壓力做100萬(wàn)次脈沖試驗(yàn)，并且具有承受最高工作壓力3倍以上的耐壓強(qiáng)度才算合格。

(5)液壓油是液壓系統(tǒng)中傳遞能量的工作介質(zhì)，有各種礦物油、乳化液和合成型液壓油等幾大類(lèi)。

2 液壓系統(tǒng)的類(lèi)型

按系統(tǒng)中液壓泵的數(shù)目，可分為單泵系統(tǒng)和多泵系統(tǒng)。單泵系統(tǒng)由一個(gè)液壓泵供油給動(dòng)力轉(zhuǎn)向和工作裝置。該系統(tǒng)有一定的功率損失，僅適宜于小型裝載機(jī)上使用。多泵系統(tǒng)由兩個(gè)或兩個(gè)以上液壓泵供油給動(dòng)力轉(zhuǎn)向和工作裝置。大中型裝載機(jī)為了更合理地利用功率，縮短作業(yè)循環(huán)時(shí)間，提高生產(chǎn)率，目前多采用多泵系統(tǒng)。一般由工作裝置液壓泵、轉(zhuǎn)響泵和輔助泵組成兩個(gè)液壓回路：工作裝置液壓回路和轉(zhuǎn)向液壓回路。而這兩個(gè)回路是通過(guò)輔助泵聯(lián)系起來(lái)的，它通過(guò)流量控制閥把油液分配給轉(zhuǎn)向或工作油路。

3 ZL50型裝載機(jī)液壓系統(tǒng)

3.1 ZL50型裝載機(jī)的工作裝置

液壓系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵，液壓泵輸出的高壓油通向換向閥控制鏟斗液壓缸和換向閥控制動(dòng)臂液壓缸。兩閥都放在中位，壓力油通過(guò)閥后流回油箱。

換向閥為三位六通閥，它可控制鏟斗后傾、固定和前傾三個(gè)動(dòng)作。換向閥為四位六通閥，它控制動(dòng)臂上升、固定、下降和浮動(dòng)四個(gè)動(dòng)作。動(dòng)臂的浮動(dòng)位置是裝載機(jī)在作業(yè)時(shí)，由于工作裝置的自重支于地面，鏟料時(shí)隨著地形的高低而浮動(dòng)。這兩個(gè)換向閥之間采用順序回路組合，即兩個(gè)閥只能單獨(dú)動(dòng)作而不能同時(shí)動(dòng)作，保證液壓缸推力大，以利于鏟掘。

安全閥的作用是限制系統(tǒng)工作壓力，當(dāng)系統(tǒng)壓力超過(guò)額定值時(shí)安全閥打開(kāi)，高壓油流回油箱，以免損壞其他液壓元件。兩個(gè)雙作用溢流閥并聯(lián)在鏟斗液壓缸的油路中。它的作用是用于補(bǔ)償由于工作裝置不是平行四邊形結(jié)構(gòu)，而在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的不協(xié)調(diào)。

3.2 ZL50型裝載機(jī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

轉(zhuǎn)向液壓缸的換向閥由先導(dǎo)油路來(lái)控制換向，先導(dǎo)油路的流量變化與主油路中進(jìn)人轉(zhuǎn)向缸的流量變化成比例，從主油路分流經(jīng)減壓閥減壓后作為先導(dǎo)油路的動(dòng)力源。方向盤(pán)不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)向器兩出口關(guān)閉，流量放大閥的主閥桿在復(fù)位彈簧作用下保持在中位，轉(zhuǎn)向液壓泵與轉(zhuǎn)向液壓缸的油路被斷開(kāi)，主油路經(jīng)過(guò)流量放大閥中的流量控制閥卸荷回油箱。轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)時(shí)，轉(zhuǎn)向器排出的油與方向盤(pán)的轉(zhuǎn)角成正比，先導(dǎo)油進(jìn)人流量放大閥后，通過(guò)主閥桿上的計(jì)量小孔控制主閥桿位移，即控制開(kāi)口的大小，從而控制進(jìn)入轉(zhuǎn)向液壓缸的流量，由于流量放大閥采用了壓力補(bǔ)償，使得進(jìn)出口的壓差基本上為一定值，因而進(jìn)人轉(zhuǎn)向液壓缸的流量與負(fù)載無(wú)關(guān)，而只與主閥桿上開(kāi)口大小有關(guān)。停止轉(zhuǎn)向后，主閥桿一端先導(dǎo)壓力油經(jīng)計(jì)量小孔卸壓，兩端油壓趨于平衡，在復(fù)位彈簧的作用下，主閥桿回復(fù)到中位，從而切斷到液壓缸的主油路。

液壓操縱轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)操縱力小，駕駛員不易疲勞，動(dòng)作迅速有利于提高生產(chǎn)率。故在大中型的輪式機(jī)械中都采用液壓轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。

2014-03-17

U415.5

C

1008-3383(2016)12-0174-02