挖掘机力士乐液压系统分析-第一部分 多路阀液压系统

[主要内容]

介绍了力士乐闭中心负载敏感压力补偿挖掘机液压系统组成及其工作原理、特性。重点分析了多路阀

液压系统、液压泵控制系统、各主要液压作用元件液压回路及多路阀先导操纵系统等。

目前液压挖掘机有两种油路: 开中心直通回油六通阀系统和闭中心负载敏感压力补偿系统, 我国国产液压挖掘机大多采用“开中心”系统, 而国外著名的挖掘机厂家基本上都采用“闭中心”系统。闭中心具有明显的优点, 但价格较贵。国内厂家对开中心系统比较熟悉, 而对闭中心系统不太了解,因此有必要来介绍一下闭中心系统, 本文重点分析力士乐闭中心负载敏感压力补偿(LUDV) 挖掘机油路。

LUDV  意为与负载无关的分配阀。

LUDV系统

力士乐挖掘机液压系统可以看作由以下4 部分组成:

①多路阀液压系统(主油路) ;

②液压泵控制液压系统(包括与发动机综合控制) ;

③各液压作用元件液压子系统, 包括动臂、斗杆、铲斗、回转和行走液压系统, 还包括附属装置液压系统;

④多路阀操纵和控制液压系统。

1 　多路阀液压系统

多路阀液压系统是液压挖掘机的主油路, 它确定了液压泵如何向各液压作用元件的供油方式, 决定了液压挖掘机的工作特性。力士乐采用的闭中位负载敏感压力补偿多路阀液压系统的工作原理见图1 (因换向阀不影响原理分析, 故未画出) 。

图1 　挖掘机力士乐主油路简图

挖掘机力士乐主油路由工装油路和回转油路二个负载敏感压力补偿系统组成。

1.1 　工装油路

工作装置和行走油路(除回转外) 简称工装油路,用阀后补偿分流比负载敏感压力补偿(LUDV)系统, 具有抗饱和功能。在每个操纵阀阀杆节流口后, 设压力补偿阀, 然后通过方向阀向各液压作用元件供油。LUDV 多路阀原理符号见图2 。

图2 　力士乐多路阀原理符号图

LUDV 每个阀块主要由操纵阀和压力补偿阀组成, 其原理符号如图2a 所示。为了便于理解阀的原理, 把操纵阀进行分解后可知, 它实际上由阀的节流部分和阀的换向部分两部分组成。阀块原理展开如图2b 所示, 压力油进入操纵阀先通过阀节流部分, 后经压力补偿阀, 最后通过阀换向部分去液压作用元件。阀后补偿压力补偿阀布置在操纵阀可变节流口之后, 由于液压作用元件一般都是双作用, 有A、B 两条油路, 为了避免两条油路都设压力补偿阀, 因此油路换向部分必须设在压力补偿阀之后。为了简化阀的结构, 把节流部分和换向部分集成于一体(操纵阀中) , 如图2a 所示。

　工作装置和行走操纵阀虽基本相同, 但中位油路连通有所区别。工作装置操纵阀中位A、B 油口封闭, 如图2a 、2b 所示, 行走操纵阀中位A、B油口与回油路通过节流相通, 如图2c 所示。对压力补偿阀取力平衡得(见图1) : Pm1 =PLmax = Pm2 。即压力补偿阀进口压力都相等, 故经各操纵阀的压差都相等( △P1 = △P2 = △P = PP- PLmax) , 则通过各操纵阀的流量Q = k ΔP ,只与反映阀杆行程(开口量) 的k 有关, 具有抗饱和的功能。负荷低的压力补偿阀产生压力降:

△PC =PLmax - PL2 (设PL1 = PLmax) ,

此压降正好补偿负荷压力差, 因此压力补偿阀实际上起了负荷均衡器的作用。多路阀液压系统工作原理图1 中, 检出最高负载压力PLmax采用的是梭阀网, 而实际液压系统中, 工装和行走油路不采用梭阀网, 而是采用三位三通的压力补偿阀来检出最高负载压力作为补偿压力。

1.2 　回转油路

力士乐把回转独立出来, 采用阀前补偿(减压阀型压力补偿阀) 负载敏感压力补偿油路。它与工作装置油路并联。回转负载油压通过单向阀与油泵负载敏感腔相通。当工作装置油路中各液压元件单独动作或同时动作时, 就如同单泵阀后补偿分流比负载敏感压力补偿系统一样, 油泵单独供该系统。当回转单独动作时, 为阀前补偿负载敏感系统。回转油路和工装油路同时动作情况: 当工装油路最高负载压力高于回转油路时, 工装油压由于受单向阀阻隔, 传不到回转油路, 由于两油路是并联系统, 油优先流向负载压力低的回转油路; 当工装油路最高负载压力低于回转油路时, 回转油压PC 通过单向阀传至工装油路负载压力补偿, 工装和回转负载压力均衡平衡相等, 按各自操纵阀的开度大小向各执行器分配供油。