旁油路节流调速液压回路在内燃叉车上的研究与应用.pdf

液压 - 液力 H y d r o s t a t i c s a n d Hyd r od y n ami c s 卸料到位所需 的平均时 间分别为 5 ． o 3 s 、 4 ． 0 2 S 和 3 ． 3 3 s ； 改进后 ， 所需平均时间分别为 4 ． 8 8 s 、 4 ． O 0 s 和 5 ． 3 5 S 。 动臂 提升到位的时间减小， 铲斗卸料到位的时间增大， 而斗杆 卸料到位的时间基本没变 。 在行程一定的情况下 ， 说明动 臂提升的速度明显提高。 5 结束语 改进后 ， 动臂整体提升时间由 5 ． 0 3 S 减少到 4 ． 8 8 s ， 匀 速 段 的速 度 由改进 前 的 5 1 ． 3 7 _ m ／ s 提高 到改 进后 的 8 8 ． 7 4 m m／ s ， 在相同工况下 ， 提升速度提高了 4 2 ． 1 ％， 改进 效果明显， 且与操作手的实际操作感受一致。 参考文献 【 1 l 卢书湘， 李文新 ， 戴群亮．液压挖掘机复合动作协调性的改 善明．工程机械 ， 2 0 1 3 5 3 4 3 7 【 2 1 局宏兵， 刘峰 ， 郝鹞一 ． 等．挖掘机回转与动臂举升复合动作 协调性的研究所． 中南林业科技大学学报， 2 0 1 J f j o I 5 8 一 j 6 2 ． 1 3 l 黄伟． 液压挖掘机I作装置复合动作时动力学仿真分析U 1 ． 机 电技 术， 2 0 1 4 2 4 0 4 2 ． 【 4 】 同济大学 单斗液压挖掘机【 M】 ． 北京 中国建筑I业出版 社 ， 1 9 8 6 ． 【 5 1 朱建新 ， 复平． 王娟． 液压挖掘机回转分段加速装车协调 性研究m广 西大学学报 自然科学版 ， 2 0 1 3 2 2 8 4 - 2 9 1 通信地址 陕西省渭南市朝阳大街西段 8 6 号中联重科土方 机械分公司研发中, [ , 7 1 4 0 0 0 收稿日期 2 0 1 4 - 1 1 - 2 8 旁油路节流调速液压回路 在内燃叉车上的研究与应用 陈捷 安徽合力股份有限公司 摘要 I目前， 国内 1 0 t 级以下的内燃叉车液压系统大多采用定量泵， 通过进、 回油路节流调速来实现执行元件的速度控制， 多余的油液通过溢流阀高压溢流回液压油箱 ， 由此会产生很大的溢流损失和节流损失， 造成系统发热， 影响系统的正常工作。 通 过在多路换向阀的进油口和回油口之间设置旁通节流油路， 调节液压缸运动速度 ， 可使液压系统无溢流损失。 试验验证表明， 采 用该方法系统发热少 ， 效果好 。 关键词 叉车 ； 定量泵； 进、 回油路节流调速； 旁油路节流调速 目前，国内 1 0 t 级以下的内燃叉车大多采用定量泵 液压系统，系统的流量一般是根据门架起升时所需的流 作者简介 陈捷 1 9 6 5 一 ， 女， 工程师 ， 学士， 研究方向 机械工程。 4 2 l 工 缸 拭I 2 口 ‘3 量要求来确定的 ， 而 当门架做倾斜动作或属具动作时 ， 根 据工作液压缸运动速度的要求 ，所需流量仅为最大流量 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 杠 栈 第4 6卷 I 第 3期 总第 4 97期 的 3 0 ％～5 0 ％， 多余的油液通过溢流阀高压溢流回液压油 箱 ， 由此会产生很大的溢流损失和节流损失 ， 引起系统发 热 ， 影响液压系统及元件的可靠性。图 1 为普通 内燃叉车 门架倾斜或属具油路的液压原理图，它主要 由工作液压 缸 1 、 多路换向阀 2 、 溢流阀 3 和节流元件 4 等组成 ， 多路 换 向阀阀杆处于 中位时， P 至 T油路是相通的 ， 换 向位是 不通的。 当阀杆处于换向位 ， 系统流量一旦大于工作液压 缸所需流量时 ，工作液压缸 1 的运动速度是通过在液压 缸 两进油 口分别设置的节流元件 4 来进行调节控制的 ， 多余的油液通过溢流阀 3高压溢流 回液压油箱中。这种 进 、 回油路节流调速回路 ， 系统发热量大。工作液压缸动 作越频繁 ， 油温上涨速度越快 。油温过高， 将造成液压元 件 的早期损坏 ， 并使得管路漏油增多， 影响系统的正常工 作。 1 ． 工作液压缸2 ． 多路换 向阀3 ． 溢流 阀4 ． 节 流元件 图 1 进 、 回油路节流调速 回路液压原理 图 1 基本原理和结构特点 为 了解决内燃叉车在 门架倾斜 或者属具动作时 ， 液 压系统油温上升较快的问题 ，国外技术先进 的叉车选择 采用变量泵负荷传感系统，使系统的流量可 以根据门架 倾斜和属具的工作速度 ，由变量泵调节系统供给液压油 流量 。 但是这种方案会导致成本增加过多 ， 同时小吨位叉 车因车体结构的限制 ，还存在变量泵和多路阀管路安装 布置复杂困难的问题 ， 因此在国 内内燃叉车上应用较少。 为此， 通过研究现有的多路阀油路结构并进行改进设计， 将原有系统的进、回油路节流调速 回路改成旁路节流调 速回路 ， 其原理如图 2 所示。 改进后的溢流阀 3 作为系统 安全阀用 ， 故系统压力损失相对原有系统大大减少， 系统 发热量变小。而且这样 的改进只需要在现有的多路换向 阀阀杆上增加节流孔或节流槽 ， 即可实现旁路节流 ， 改进 成本较低。 节 流孔 1 ． 工作液压缸2 ． 多路换向阀片3 ． 溢流阀4 ． 三位六通 换 向阀 图2 旁油路节流调速液压原理图 改进后的旁路节流调速 回路如 图 2 所 示 ， 主要 由工 作液压缸 1 、 多路换向阀 2组成 。 其中多路换向阀 2包含 换 向阀 4 和溢流阀 3 。 当换 向阀 4阀杆处于中位时 ， 液压 油通过 多路换向阀 2的进油 口 p经换向 阀 4的进油 口 c 、 回油 口 F ， 再经 T口流回液压油箱 ， 工作液压缸 1 不 动作 。 当工作液压缸向右运动时 ， 操作换 向阀 4 至右位 ， 一 部分压力油通过多路换 向阀 2的进油口 P经换向阀 4的 进油 口 D、 第一工作油 口 G、 多路换向阀 2的工作油 口 A 进入到工作液压缸 1 的无杆腔 ， 推动液压缸右移 ； 多余的 与负载压力相 当的压力油通过换 向阀 4 进油 口 C与回油 2 0 1 5 ‘3 l 工 稚 杠敞l 4 3 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 液压 - 液力 H y d r o s t a t i c s a n d H y d r o d y n a mi c s 口F之间的节流油道 孔或槽 旁路流回油箱 ， 节流油道 中的孔或槽大小可根据工作液压缸的流量要求来设定， 只要调节通过旁路节流油道 的流量 ，就能调节进入工作 液压缸的流量， 从而实现工作液压缸运动速度的调节。当 换向阀 4 换 向至左位， 工作液压缸向左运动时 ， 工作原理 相同。 这里的溢流阀 3 作安全阀用 ， 正常工作时 ， 溢流阀 3 处于关闭状态。 2 试验验证 以某型 3 t 级叉车为例 ， 在 门架倾斜液压缸运动速度 保持不变的前提下做整车压力和温升测试。 压力测试中， 倾斜液压缸前倾过程中无杆腔进油 ， 有杆腔回油。 因倾斜 液压缸前倾承受的是负值负载，所 以在 多路换 向阀和倾 斜液压缸的有杆腔之 间串接有节流阀 ，使液压缸有杆腔 产生较大的背压， 目的是防止门架前倾运动速度失控。 试 验主要数据见表 1 。 表 1 压力测试数据 MP a 倾斜缸有杆腔压力 倾斜缸无杆腔压力 门架状态 改进前 改进后 改进前 改进后 全速前倾 3 l - 4 2 6 ． 3 1 6 -3 1 4 ． 7 全速后倾 1 5 ． 5 1 4 ． 3 1 I 3 1 ． 3 在叉车满载 ， 门架上升到离地 3 0 0 IT L r l q t 高度 ， 操作前 后倾阀杆进行前后倾试验 ， 试验频率 1 0次／ mi n ， 测量油箱 温度 ， 主要数据见表 2 。 从表 2 看出 ， 通过在多路换向阀里设置旁油路 ， 全速 前倾过程中倾斜液压缸有杆腔压力降低了 5 ． 1 MP a ， 倾斜 液压缸无杆腔压力降低了 1 ． 6 MP a ；全速后倾过程 中， 倾 斜液压缸有杆 腔压力降低了 1 ． 2 MP a ；多路换 向阀改进 4 4 I 工 辅I 2 0 估 ‘3 表 2 油箱温升测试数据 状态 改进前 改进后 油箱初始温度 ／ ℃ 3 6 ． 1 3 5 ． 8 油箱设定终止温度 ／ ℃ 1 2 0 ． 3 1 0 0 ． 3 温升时间 ／ s 3 2 0 后， 相同试验时间， 液压油温度降低了 2 0 ℃。 3 技术效果 通过在多路换向阀中内置旁路节流油道 ，调节进入 工作液压缸的流量 ，避免了系统多余的流量通过溢流阀 高压溢流回液压油箱， 这种方案， 结构简单紧凑 ， 效果好 ， 成本低。该研究成果已在对于倾斜和属具动作频繁的内 燃叉车中得到了广泛应用 ，取得了 良好的节能降油温效 果 ， 市场反映 良好 。 参考文献 m 雷天觉．液压I程f tf } [ MI 北京 机械I业出版社， 1 9 9 0 ． 【 2 1左健民．液压与气压传动【 M】 E 京 机械I业出版社， 2 0 0 0 ． 【 3 1 温跃清 ． 陈捷 l 具有旁油路节流调逮回路的叉车液压系统 中国 ， 2 0 1 4 2 0 2 7 0 9 8 7 ． 4 I P 1 ． 2 0 1 4 1 1 1 2 ． I 4 西南交通大学机械系起重运输机械教研室． 叉车I M】 ． 北京 民铁道出版社， 1 9 7 9 ． f 5 1 薛祖德 ． 液压传动口 棚． 北京 中央广播 电视大学出版社 ， ， 997 通信地址 安徽合肥市经济开发区方兴大道 6 6 8号安徽合 力股份有限公司 2 3 0 6 0 1 收稿日期 2 0 1 4 - 1 2 - 1 1 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m