液压挖掘机在作业过程中，工作装置频繁提升和下降

液压挖掘机在作业过程中,工作装置频繁提升和下降,当动臂、斗杆举升时,液压能被转化为工作装置的势能;当它们下降时,该势能又转化为液压能。在传统的多路阀中,往往通过在动臂缸无杆腔、斗杆缸有杆腔回油路上设置单向节流阀,限制工作装置因自重造成的超速下降,致使其下降过程由工作装置势能转换为动能,经动能转换的液压能因节流发热,增加了系统的热负荷,降低了液压系统的效率。现代液压挖掘机的多路阀通过设置再生回路,能回收部分势能并将其转化成液压能,降低系统发热_{1一控制阀;2一限压阀} 这样既加快了工作装置的下降速度,又防止了其超速下降引起的吸空。

再生回路,动臂下降时,液压泵的油经单向阀,通过动臂操纵阀进人动臂液压缸有杆腔,从动臂液压缸无杄腔排出的油需经节流孔3回油箱,提高了回油压力,使得液压油能通过再生单向阀5供给动臂缸有杆腔。这样当发动机在低转速和泵工作在低流量状态时,能防止动臂在重力作用下迅速下降而使动臂缸有杆腔产生吸空,利用自重产生压力补油,可使动臂下降并与铲斗或行走同时动作时,铲斗操纵更精确,同时可避免行走速度的波动再生回路

1一动臂液压缸;2—动臂操纵阀;3-节流孔;4一油泵;5一再生单向阀;6—铲斗液压缸5.合流回路为了提高挖掘机的工作效率、缩短作业循环时间,要求动臂上升、斗杆和铲斗内收外摆有较快的工作速度,要求能双(多)泵合流供油。一般中小型液压挖掘机动臂液压缸和斗杆液压缸均能合流,大型挖掘机的铲斗液压缸也要求合流,这是挖掘机液压系统设计中需要考虑的问题。目前采用的有阀外合流、阀内合流两种合流方式

1)阀外合流

油路是并联油路和优先油路的组合,两阀组都是前三联并联连接,以优先方式与第四联连接,这样合流的液压执行元件由两泵供油,由先导液压操纵油路联动打开两阀联,压力油通过阀外管道连接,合流后供给液压执行元件。图9419中,右边阀组中的斗杆联被布置在优先油路的下游,当右边阀组中其他液压元件动作时油流就被切断,不能实现合流。同样,左边阀组中的动臂和铲斗共用一个合流阀联,该阀联也被布置在优先油路的下游,当左边阀组中的其他液压执行元件动作时,动臂和铲斗就不能实现合流。该方案斗杆单独采用一个合流阀芯,因此斗杆内收和外摆都能合流供油。而动臂和铲斗是合用一个合流阀芯,因此动臂只能上升时合流、下降时不合流,铲斗只在内收时合流,外摆时不合流。阀外合流需要通过阀外管道来连接,管路和接头数量增多,使用上不太方便

2)阀内合流三泵系统常见于小型液压挖掘机上,在该系统中,动臂上升和斗杆内收外摆都能实现合流,其中动臂采用两联阀合流供油,而斗杆则只有一联阀供油。当不行走时,P1泵优先供给右行走,然后以并联方式给动臂1联阀和铲斗联阀供油;P2泵则优先供给左行走,然后以并联方式供给动臂2联阀和斗杆联阀,动臂2联阀的出油口通过阀体内的通道A与动臂1联阀进油口汇合,通过阀内合流进入到动臂无杆腔,实现了动臂上升合流(动臂2联阀只有上升时阀芯动作,下降时,阀芯不动作);P3泵则以并联方式供给回转和附件,当回转和附件都没有动作时,P3泵供油则可以进入斗杆

联阀的进油路,通过阀内合流,实现了斗杆的内收和外摆合流,从而加快操作速度。当行走有动作,且工作装置中任何一个有动作时,先导压力p就会建立起油压,使得直行阀处于下位,此时P1泵和P2泵分别供给左右行走,P3泵则以并联的方式供给其他所有执行元件。由图可见,阀内合流不需要外部再进行接管,所以在安装上比阀外合流简单,但阀体内部结构却相对复杂,需要增加内部通道。

6.先导操纵回路现代液压挖掘机的操纵方式很多,而较多采用的是液压先导操纵,液压先导操纵具有以下优点。(1)操纵轻便,作用在手柄上的力一般是25N以内,减轻了司机工作强度,提高了工作效率。(2)传动与操纵利用同样介质,装置简单,尺寸小(3)整套先导装置是一个独立单元,可以成为一个完整的控制系统,通用于一切工程机械。减压阀式先导操纵阀在现代挖掘机上得到广泛应用。