一种挖掘机三泵开式节流液压系统合流方式的分析.pdf

Hy d r a u l i c s P n e u ma t i C S S e a l s ／ No ． 0 5 ． 2 0 1 5 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 8 - 0 8 1 3 ． 2 0 1 5 ． 0 5 ． 0 1 5 一 种挖掘机三泵开式节流液压系统合流方式的分析 胡 勇 ， 陈向明， 乔玉钢 柳州柳工挖掘机有 限公司 挖掘机研究院 ， 广西 柳州5 4 5 1 0 0 摘 要 开式节流液压系统在小型液压挖掘机上得到了广泛的应用。为了达到协调的动作速度性能， 会通过多泵合流方式满足需求。 该文通过开式节流系统的调试案例 ， 分析出合流方式对液压性能的影响 ， 并给出解决方案。 关键词 开式节流； 挖掘机； 合流方式； 液压性能 中图分类号 T H1 3 7 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 5 0 5 0 0 4 3 0 2 An a l y s i s o n Co nflu e nc e W a y o f One Op e n Th r o t t l e Hyd r a u l i c S y s t e m wi t h Th r e e Pu mps f o r Ex c a va t o r HUY o n g , C HE NXi a n g - mi n g , Q I A0 Y u - g a n g E x c a v a t o r R D o f L i u g o n g E x c a v a t o r Di v i s i o n C o ． ． L t d ． ． L i u z h o u 5 4 5 1 0 0 ， C h i n a Ab s t r a c t O p e n t h e t h r o t t l e h y d r a u l i c s y s t e m u s e d wi d e l y i n s ma l l h y dra u l i c e x c a v a t o r ． I n o r d e r t o a c h i e v e c o o r d i n a t e d a c t i o n s p e e d p e r f o r - ma n c e ， i t wi l l v i a t h e wa y o f mu l t i p u mp c o n flu e n c e t o me e t t h e r e q u i r e me n t s ． I n t h i s a r t i c l e ， t hro u g h c o mmi s s i o n i n g c a s e s o f o p e n t h r o t t l e s y s t e m ， we a n a l y z e d t h e i mp a c t o f p e r f o r ma c e o fh y dra u l i c c o n fl u e n c e wa y， a n d g i v e d s o l u t i o n s ． Ke y wo r d s o p e n - t hro t t l e p e r f o r ma n c e； e x c a v a t o r ； c o n fl u e n c e wa y ； h y dra u l i c p e rf o r manc e 0 引言 在小型液压挖掘机 上 ， 开式节 流和负载敏感是现 行应用 比较广泛 的两种液压 系统形式 。主机厂会针对 不同区域和不同客户群的特点与要求 ， 开发适应市场 形式 的液压 系统 。但 由于开式节流液压系统通过长期 市场验证和系统特性的改 良， 以其较好的能耗效率性 能得到了市场广泛认可 。 本文 以某开式节 流液压系统主控 阀调试为基 础 ， 针对斗杆 回收和动臂上升 平地 复合动作时 出现的跳 动现象 ， 从液压原理出发分析根本原 因， 并输 出液压 系 收稿 日期 2 0 1 4 1 0 3 1 作者简介 胡勇 1 9 8 2 一 ， 男 ， 安徽望江人， 工程师， 硕士研究生 ， 主要从 事履带式液压挖掘机液压系统的设计与开发工作。 统解决方案 ， 用 实际试验和测试 数据证明修改方案的 有效性 ， 并为后续调试提供理论依据 。 1 现象描述 如图 1 所示 ， 液压 系统 由P 1 、 P 2 和 P 3 三个 主泵组 成动力源 ， 动臂油缸4 -3 由泵 P 1 经单向阀3 ．4 ／ 3 ． 5 和泵 P 3 经单 向阀3 ． 1 ／ 3 ． 5 合流后经阀芯 2 - 3 供应压力油 ， 斗杆 油缸由泵P 2 经单向阀3 -3 和泵P 3 经单向阀3 ．2 合流后 经阀芯2 ．2 供应压力油。泵P 3 按照无载荷和有载荷两 种状态 ， 通过动臂上升先导信号和斗杆回收先导信号 控制阀2 ．4 阀芯状态， 讲流量分配给动臂油缸和斗杆油 缸。按照此液压原理进行整机调试时， 在进行平地复 合动作 斗杆回收和动臂上升 时出现5 e ra左右的上下 波动， 且动臂提升起动／ 下放停止时冲击感较强。 稳定。同时该系统结构简单， 除关键件外大部分器件 采用国产元件 ， 大大降低了整体成本及后期维护费用。 转播车调平及厢仓扩展系统采用全 自动的液压控 制方式 ， 具备 自动化程度高、 结构紧凑 、 操作方便等优 点 ， 同时配置 了手动应 急功能 ， 保证 车辆 可靠 、 稳定工 作。本文设计的液压调平系统除了可以应用于转播车 的调平功能 ， 还可应用在天线车、 雷达车、 泵车等需要 调平功能的专用作业车辆中， 有较为广泛的应用场合。 参考文献 【 1 】 郑佳福． 某型墙面清洗车液压系统研究与分析f J ] ． 液压气动 与密封 ， 2 0 1 4 。 3 3 卜3 3 ． [ 2 】 方涛， 等． R H顶升台架液压系统设计【 J ] ． 液压气动与密封 ， 2 0 1 4 。 8 5 8 - 5 9 ． 【 3 】 范国强 ， 等． ， J 、 型履带式滑移装载机液压系统设计【 J 】 ．液压与 气动 ， 2 0 1 3 ， 2 8 0 8 1 ． [ 4 】 雷天觉． 液压工程手册[ M] ． 北京 北京理工大学 出版社 ， 1 9 9 8 ． [ 5 】 杨喜 晶， 等． 强夯机行走液压系统设计[ J ] ． 液压气动与密封 ， 2 0 1 4 ， 3 2 3 - 2 4 ． [ 6 ] 陈善坤． 伸缩式双作用液压缸在液压系统中应用与分析[ J ] ． 液压气动与密封， 2 0 1 3 ， 1 5 1 - 5 3 ． [ 7 ] 郭廷善． 精密制品双向压制液压系统原理设计应用[ J J ． 液压 气动与密封， 2 0 1 3 ， 2 8 5 8 6 ． 43 液 压 气 动 与 密 封 ／2 01 5年 第 0 5期 图 1合流原理简图 2 故障分析 如图2 所示， 2 ．4 合流阀芯在动臂上升先导信号和 斗杆回收先导信号控制下的油路状态。在做平地动作 时 ， 驾驶室内的机手操作手柄发出的先导信号是波动 的， 故2 ．4 合流阀芯的合流油路状态是在图2 所示左右 两种控制状态间变化的 ， 从而导致动臂与斗杆 复合动 作抖动 ， 体现出来现象为平地时铲斗 的上下波动 。图 3 为实际平地动作时采集数据， 可以看出， 动臂油缸大腔 的压力波动达到了 7 ．4 MP a 的压力波动 ， 动臂油缸小腔 的压力波动也达到 7 ． 5 MP a 的压力波动。 斗杆合流动臂合流 斗杆合流动臂合流 毛 塞 q 叠 动臂上升 先导控制位斗杆回收先导控制位 图 2 合流 阀芯改善前 两位 节流 口状态 t ／ S 图3 合流阀芯改善前工作装置油缸压力波动 3 改善方案 改善方向 ①取消动臂提升时的合流回路， 实现平 地作业的平稳性， 消除动臂起动和停止时的冲击感。 ②改善合流阀的节流 口状态， 降低因合流信号波动引 起的斗杆和动臂合流量变化。如图4 所示 ， 改善后的合 流阀取消动臂上升信号控制， 从而消除在乎地复合动 44 作时因动臂上升先导信号和斗杆回收先导信号波动带 来合流的流量变化 ， 改善动臂动作的稳定可控性。在 满足流量分配要求前提下 ， 改善后的两位节流 口状态 可控性增强 。图5 为改善后实际平地动作时采集 的数 据 。从数 据可以看 出 ， 动臂油缸大腔 的压力波动和动 臂油缸小腔的压力波动显著减小 ， 实际平地效果稳定 性也大大改善 ， 从而证 明了此改善方案 的有效性 。 斗杆 动臂斗杆 动臂 合流 合流合流 合流 收 铲 斗回收 斗杆回收 先导控 制位 先导控制位 图 4 合流阀芯改善后两位节流 口状态 萋 气 2 2 图5合流阀芯改善后工作装置油缸压力波动 4 结论 本文对小型挖掘机开式节流三泵液压系统合流方 式的分析研究 ， 找出复合性动作不协调的根本原因， 并 通过液压原理分析 ， 最后给 出了改善方 案。此 问题 的 提出和改善 ， 很好地明确了小型挖掘机液压系统合流 回路引起工作装置波动的原因。 参考文献 [ 1 】 雷天觉． 新编液压工程手册【 M] ． 北京 北京理工大学出版社 ， 1 9 9 8 ． [ 2 】 成大先． 机械设计手册第五卷【 M 】 ． 北京 化学工业 出版社 ， 2 0 0 2 ． [ 3 】 陈国俊． 液压挖掘机[ M】 ． 武汉 华中科技大学出版社， 2 0 1 1 ． [ 4 ] 路 甬祥． 液压气动技术 手册[ M] ． 北京 机械工业 出版社 ， 2 0 0 3 ． [ 5 】 金钟振． 挖掘机 原理、 测试与维修【 M】 ． 上海 上海交通大学 出版社 ， 2 0 1 1 ． 【 6 ] 胡勇， 方庆瑁． 基于力平衡原理的比例阀主阀流量特性研究 【 J ] ． 流体传动与控制 ， 2 0 1 1 , 4 6 3 1 8 1 9 ． 5 O 5 0 S 0S 0 5 0 5 O