HY-12加油车液压系统的设计及研制.pdf

Hy d r a u l i c s P n e u ma t i c s S e als ／ No ． 0 8 ． 2 01 3 H Y 一 1 2加油车液压系统的设计及研制 王争荣 ， 刘青峰， 黄海波 9 2 1 1 7部 队， 北京1 0 0 0 7 2 摘 要 针对 HY 一 1 2加油车 的勤 务需求 和使用 工况 ， 设计 了一种合理 的 、 匹配性能较好 的液压驱 动系统 经过试验证 明． 该系统运行稳 定性好 ， 可靠性高 ， 可为其他与之相类似产 品的设计与研制 提供 技术 参考。 关键词 加油车 ； 液压系统 ； 设计 与研 制 中图分类 号 T H1 3 7 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 3 0 8 0 0 2 1 0 3 RD o f Hy d r a u l i c S y s t e m f o r HY一1 2 Re f u e l l e r WAN G Z h e n g - r o n g ， L I U Q i n g - f e n g ， HU A NG Ha i - b o 9 2 1 1 7 ， B e i j i n g 1 0 0 0 7 2 ， C h i n a Ab s t r a c t A h y d r a u l i c s y s t e m， wh i c h i s r a t i o n a l a n d e a s y ma t c h i n g ， i s d e s i g n e d t o a d d r e s s t h e l o g i s t i c a l s e r v i c e n e e d s a n d o p e r a t i n g c o n d i t i o n o f HY一 2 1 r e f u e l l e r ． T h e e x p e ri me n t p r o v e d t h a t t h e s y s t e m i s r u n n i n g s t a b l e a n d h a s h i g h r e l i a b i l i t y ． I t c o u l d b e a t e c h n i c a l r e f e r e n c e f o r t h e d e s i g n a n d d e v e l o p o f s i mi l a r s y s t e ms ． Ke y wo r d s r e f u e l l e r ； h y d r a u l i c s y s t e m； d e s i g n a n d d e v e l o p O 引言 随着新造大 吨位船舶 的不断投入使用 ．船舶油料 接收 口与码头平面垂直高度和水平跨度较大 ， 各种主 、 附油 品的质 量要求增 高 ， 需求量增大 ， 加注速度加快 ； 收稿 日期 2 0 1 3 0 4 2 4 作者简介 王争荣 1 9 7 6 - ， 女， 安徽宿州人 ， 高级工程师， 硕士 ， 研究方 向 装 备工程研究 。 十 一 同时 ．为 了兼顾我 国南北方地 区船舶冬季加注主油和 附油的需求 ． 研究设计 了一种 车载折叠输油臂 ． 加注速 度快 、 罐 内油 品加温系统模块化 ， 油料保障智能化 ， 作 业程序 自动简单化的新型加油车 1 加油车功 能原理 该加油车主要 由汽车底盘 、油罐及其附件 、操纵 舱、 液压支腿和折叠输油臂系统 、 加油系统 、 加温系统 、 E ＼ 姬 接 图 2 O消 防 炮 射 流 轨 迹 模 型， 通过 F L U E N T软件 中对消防炮流场进行模拟 ． 得 到了消防炮流场分布情况。将黄金分割的思想应用于 消防炮管道优化 ， 减 小了消防炮 工作时的振动问题 ． 提 高 了消防炮的工作可靠性。在分析喷嘴几个重要参数 的基础上 。 对喷嘴进行 了优化改进 ． 显著提高 了消防炮 的射程 与流量 参 考 文 献 [ 1 】 何峰， 董松林 ． 机场 消防车 的基本 性能要求 [ J ] ． 消防技 术与产 品信息， 2 0 0 4 ， 3 6 1 6 2 ． 【 2 】 郭铁男． 我 国火灾形势与消防科学技术 的发展[ J 】 ． 消防科学与 技术， 2 0 0 5 ， 6 1 6 6 3 6 7 0 ． [ 3 ] 闵永林， 佟 慧． 消防炮 国内外 发展现状和趋势[ Z ] ． 上海 公 安部 上海消 防研究所． 2 0 0 4 ． [ 4 】 E d q a r J o h n A ．T h e E f f e c t i v e n e s s of F i r e D e t e c t i o n a n d F i r e S p ri n k l e r S y s t e ms i n t h e C e n t r a l O f f i c e E n v i r o n m e n t [ J ] ． I N T EL E C，I n t e r n a t i o n a l T e l e c o mmu n i c a t i o n s En e r g y Co n f e - r e n c e ， 1 9 8 9 ， 2 1 4 1 - 5 ． [ 5 ] A u C K ， Y u e n M F ． F e a t u r e - b a s e d R e v e r s e E n g i n e e ri n g o f Ma n n e q u i n f o r G a r m e n t D e s i g n [ J ] ． C o m p u t e r A i d e d D e s i g n ， 1 9 9 9 ， 3 1 7 5 1 - 7 5 9 ． 【 6 ] T h o m p s o n W B ， O w e n J C ， e t c ． F e a t u r e b a s e d R e v e rs e E n g i n e e r i n g o f Me c h a n i c a l p a r t s [ J ] ． I E E E T r a n s a c t i o n s o n R o b o t i c s a n d A u t o m a t i o n ， 1 9 9 9 ， 1 5 5 7 - 6 6 ． [ 7 ] 刘力 涛， 马振明． 消防水炮 喷嘴 喷射性能 影响 因素分析 [ J ] ． 能 源研究与信息． 2 0 1 1 , 2 7 2 1 0 5 1 0 9 ． 【 8 】 万峰， 陈晓阳， 闵永林， 王伟民． 消防炮水射流轨迹拟合方程【 J 1 ． 消 防科学 与技术． 2 0 0 7 ． 2 6 6 6 5 6 6 5 8 ． 2】 液 压 气 动 与 密 封 ／ 2 01 3年 第 0 8期 1 一 液压油箱总成2 一 空气滤滑 器3 一 液位液温计4 一 电动应急泵5 一 单向阀6 一 单联多路 阀7 一 压力管路过滤器8 一 比例 多路 阀9 一中心 回转体 1 o - 双向平衡 阀 1 1 - 一级臂油缸 1 2 - Z． 级臂油缸1 3 一 三级臂 油缸 l 4 - i联多路 阀 1 5 一 支腿油缸 l 6 _ 双 向液压锁 1 7 一 支腿展开油缸 1 8 一 回转装置 1 9 一 压力表2 0 一 压力表管2 1 一 输油泵马达2 2 一 单 向阀2 3 一 发电机马达2 4 一 单联多路 阀2 5 一 速度控制块 2 6 一 散热器2 7 一 三联柱塞泵2 8 一 回油 过滤器2 9 一 吸油过滤器 图 2液压 系统原理 图 液压系统和 自动控制系统等组成。具有运输和加注油 油器等组成 ， 包括供油 回路 、 输油马达 回路 、 发电机马 料 、 罐内油料加温和保温 、 加注油料 的计量和管路余油 达 回路 、 折叠输油臂控制 回路 、 支腿 回路 ， 分别 用于驱 的排空等功能 。 动输油泵 、 发 电机 、 折叠输油臂和液压支腿等设备 液 加油车动力传递系统主要由取力器和万 向传动轴等 压系统原理 图如 图 2所示 组成。 动力传递系统原理框图见图 1 。 底盘加装取力器， 通 液压系统设有 自动控制和手动控制并存的两种控制 过取力器从底盘发动机取力 ，依靠万向传动轴带动液压 方式。根据液压系统设计计算可知， 液压系统额定压力为 泵， 为液压站提供动力源。液压站为发电机发电、 输油泵 2 0 MP a ， 最大理论流量为 2 0 5 l J mi n 泵转速 1 4 5 0 r ／ m i n 。 工作、 折叠输油臂和液压支腿的展开和回收提供动力。 供油 回路包括 吸油过滤器 、 三联柱塞泵 、 高压管路 该加油车液压执行机构多 ， 功能复杂 。根据勤务需 过滤器 、 散热器和 回油过滤器。三联柱塞泵相当于三个 求和作业流程 ， 输油泵与折叠输油臂不能同时工作 另 单独的泵同时供油 ，其 中第一个泵专门为发 电机马达 外 ， 为确保输油臂架工作安全 、 可靠 ， 液压 回路 中设置 回路供油 ， 保证发 电机马达有稳定的转速 ， 第二个泵专 了支腿回路和输油臂架控制回路互锁功能。 门为输油马达 回路供油 ，第三个泵为支腿 回路和臂架 液压系统 输油泵I l 发电机 I I 折叠输油臂和液压支腿 液压油 泵H 传动轴 H 取力 器 H 汽车发动 机 图 1 动力和 液压 系统 结构原理框 图 2 液压系统的工作原理 液压系统 主要 由三联泵 、多路换 向阀 、合流换 向 阀、 速度控制块 、 平衡 阀、 安全阀 、 马达 、 油缸 、 油箱和滤 2 2 回路供油 。由于臂架 回路与输油马达 回路不同时工作 ． 输油马达 回路工作时 ， 将第二和第三个泵合流供油 ． 可 使输油 回路的最大加油速度达到 4 5 m 3 ／ h．只用第二个 泵供油 。 可使输油 回路 的最大加油速度达到 2 5 m3 ／ h 三 个过滤器可保证液压油的清洁度 ． 提高系统的可靠性 输油马达 回路包括速度控制块 、 换 向阀、 合流 阀和 输油马达。为保证输油泵不超最高转速 。 输油马达回路 设置了速度控制块 。合流阀能将臂架 回路的供油合流 到输油马达 回路 ． 保证 系统供油量 Hy d r a u l i c s P n e u ma t i c s＆ S e a l s ／ No ． O 8 ． 2 0 1 3 发电机 马达 回路包 括速度控制块 、多路换 向阀和 发 电机马达。为保证发电机不超最高转速 ， 发电机马达 回路设置 了速度控制块 折叠输 油臂控制 回路包括负载敏感 比例阀 、基座 回转马 达 、 液压旋转接头 、 第一节臂举升油缸 、 第二节 臂举升油缸 、 第三节臂举升油缸和平衡阀。负载敏感 比 例 阀可精确控制折叠臂 的位置 ， 有利于实现管路对接。 平衡 阀可实现折叠臂的液压锁定和过载保护功能。为 确保臂架工作安全 、 可靠 ． 液压 回路中设置 了支腿 回路 和臂架控制 回路的互锁功能。 支腿 回路包括负载敏感 比例阀 ， 多路换 向阀、 支腿 展收油缸 、 支腿升降油缸 。负载敏感 比例阀将支腿 回路 和臂架控制回路互锁 每一支腿升降油缸都设置液压 锁 ． 使支腿在任何位置都能可靠锁紧。 为保证在系统动力 出现故障的情况下 ．将臂架安 全收回． 系统 中设置了电动应急泵。 3 液压系统 调试 加油车专用设备在作业过程中 ． 如出现故障 ， 应进 行全面的调查和分析 ． 找 出故障的真正原因 。 采用恰 当 的方法去排除 。 现将一般故障及排除方法列于表 1中。 该加油车液压系统在具体调试过程 中．发现 的主 要问题及解决方法如下 3 ． 1 加油试验时系统达不到额定流量要求 故障分析 当发动机转速 1 2 5 0 r ／ mi n ， 对应 的输油泵 转速为 7 6 0 r ／ m i n ．继续提高发动机转速至 1 3 5 0 r ／ m i n ． 输 油泵转速无明显提升 后来将 比例 阀从输油泵马达回路 中拆除 ． 由液压泵直接驱动输油泵马达 ， 发现发动机转 速在 1 1 5 0 r ／ m i n时输油泵马达转速 即可达到 9 8 0 r ／ mi n 由此可判定故 障点为 比例换 向阀。将 比例阀拆解后发 现其 阀芯存在机械卡滞现象 ． 阀芯无法运动到位 ， 从而 限制 了 A、 B口的最大流量 ，从而导致输油泵马达转速 无法达到设计值 解决方法 比例 阀生产厂家技术人员对 比例阀进 行维修 ． 并将故障排 除。将维修后的比例阀接人输油泵 马达 回路 ， 输油泵马达达到预定转速 。 故 障现象消除。 3 ． 2折叠臂展收过程的初期出现不稳定现象 故障分析 缓慢扳动 中臂手柄 至全开状态 ． 中臂在 展收初始时存在抖动状态 ， 随着展 收角度的增 大 ， 抖动 现象逐渐减弱 。 当中臂接近竖直位置时抖动现象消除。 经分析得 知 ．此现象是 由中臂 四连杆机构 的运动特性 与液压系统之 间的矛盾决定的。 解决方法 采取 了限制油缸运动速度、 改善管路特 性等措施 ， 经过多次调整 ， 故障现象消除。 表 1 液压系统一般故障及排除方法 3 ． 3 汽 车底 盘 调 平时支 腿 油缸 有异 常现 象 故 障分析 两支腿油缸在收 回到位后 ． 再次展开时 液压锁处有异响 ． 经过计算分析知 ． 系统流量略高于液 压锁正常工作时的最大流量 解决方法 在 比例阀处降低支腿分路流量 ． 适当调 低支腿换 向阀溢流压力等 ， 经过多次调整和调试 ， 故障 现象消除。 4 结束语 液压系统的设计 不仅要考虑设备工况 的要求 ． 还 要充分考虑在使用过程中系统工作 的可靠性。新型加 油车的执行机构较多 。液压系统较复杂 ．经过系统调 试 、 作业可靠性试验及道路行驶试验等 。 系统运行稳定 性好 ， 可靠性高 。 各项性能指标均优于或达到了项 目任 务书的要求。 参考文 献 [ 1 】 陈浩， 肖巍， 周瑜 ． Y H C 一 0 1型液 滑油加油 车 的设 计[ J ] ． 机械工 程师， 2 0 0 7 ， 6 1 0 7 1 0 8 ． [ 2 】 贾铭新， 曹诚明． 液压传动与控制[ M】 ． 哈尔滨 哈尔滨工程大学 出版社 ． 1 9 9 5 ． 2 3