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液压元件/液力元件 |
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同轴流量放大器及其应用 |
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作者：黄振德 李福荣 吴继飞 |
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摘要 针对装载机液压系统设计不合理及元件选择不当等问题，本文提出一种负荷传感流量放大全液压转向器及其在ZL50型装载机上的成功使用；说吸这种同轴流量放大器的工作原理。结构和主要特点。
关键词：液压传动 负荷传感 流量放大
大型工程机械的全液压转向通常有两种方法：一种是增加全液压转向器中摆线计量装置的排量和转向器内部通道面积，另一种是用一个小排量转向器控制一个分立的具有较大通流面积的流量和大器。前者体积较大，安装不便；后者元件较多，管路复杂。工作可靠性差，负荷传感流量放大全液压转向器集控制和放大油路于一体，具有体积小，结构简单和工作可靠等优点。
中国农机院液压所与镇江液压件总厂合作研制的TLF系列负荷传感流量放大全液压转向器（简称同轴流量放大器）。可与优先阀配合使用，组成各种负荷传感液压转向系统，在转向油路与工作油路不同且以最大流量工作的情况下（即装载机工况），液压泵供油量等于转向油路或工作油路两者中所需较大流量的值，液压泵供油优先满足转向油路使用。剩下余部分供给工作油路使用。因此，既能保证转向油路可靠工作，又减少了液压排量，达到节能的目的。由于转向阀和放大阀合二为一，因此具有体积小，重量轻，排量大和压力损失小等优点。图1所示是一咱装有同轴流量放大器的液压车向系统。当优先阀EF油口与回油口与回油路连接时，中位压力损失为0.4--0.7MPa。其转向灵敏度与发动机转速载关，常州林业机械厂和成都工程机械厂生产的ZL50型装载机均采用了该系统，并通过优先阀EF油口将剩余的流量并入工作油路，从而减少了泵的排量，提高了工作效率，降低了油温，取得了明显和节能效果。
图1 装有流量放大器的液压转向系统
1.转向液压缸，2.组合阀块，3.同轴流量放大器，4.供工作油路，5.优先阀
同轴流量放大器和传统的BZZ系列全液压转向器一样，由控制转向阀和摆线计量装置等组成。阀套上有各种槽和孔，槽孔间形成各种节流口。图2是阀芯与阀套配合表面的平面展开图，涂黑部分为阀套上的槽和孔。图3是沿某一方向转动方向盘时，转向器内部油路图。阀芯相对阀套偏 转，打开除C9和C10以外和各个变节流口，使压力油通过摆线计量装置进入转向液压缸，被油液推动的转子，带动阀套沿阀芯转动方向运动，关闭变节流口，使供给转向缸的油液体积与方向盘转角成正比。同轴流量放大器中，控制转阀上设置了一个负荷传感变节流口C1，外接的优先阀控制其两端压差，使它保持恒定，于是该节流口的开口面积与流通量成正比。
同轴流量放大器还在控制转阀上增设了流量放大节流口C8，该节流口上游接节流口C1的上游，其开度与节流口C1的开度同步变化，形成一条与包括计量装置在内的控制油路并联的浪量放大油路，因此，供给缸的油量等于通过控制油路的流量和放大油路的流量总和。
放大油路中串联了一个单向阀。当转向液压缸达到行星终点时，该阀可防止油液沿放大油路倒流，避免形成转向器内部油液环流，从而使系统压力上升，直至转向缸已达到终点。
未转动方向盘时，同轴流量放大器的阀芯与阀套无相对转动。除节流口C9、C10外，其余节流口关闭。由于C9的油液阻力很大，在C9、C10的分压作用下，LS油口保持低压。这时，只要PP油口有较低压力，便可以将优先阀阀芯推向右侧，关小通往转向油路的阀口，使大部分油液经过EF油口供给工作油路。
当沿某一方向转动方向盘时，关闭C9、C10，打开其他变节流口。改变节流口C1的开度与方向盘转速成正比，当方向盘处于某一转速时，C1对应有一开度。如果受到某种干扰，使流经转向油路的流量增加，引起C1两端压差增加，通过PP油口和LS油口传到优先阀阀芯两端，推致力阀芯右移，关小通向转向油路和阀口，减小转向油路流量，直至C1两端压差恢复到变化以前的数值，相反，当外干扰引起流量减小时，C1两压差减小，使优先阀阀芯左移，开大通向转向油路的阀口，增加转向油路的流量，优先阀保持C1两端压差基本不变。流经C1的流量与方向盘转速成正比。由于串联的变节流口C8和单向阀放大油路与串联的C1、C4、C5及摆线计量装置的控制油路并联，并且C8的开度与和C1的开度同步变化，因此供给转向缸的油液流量应为：
Q =nq（1+N·SQRT（1+（Δp1+Δp2+Δp3）/Δp4））
式中 n----方向盘转速，r/min , q----计量装置排量，L/r， N----阀套上构成C8的孔数除以构成C1孔数之比， Δp1----上压降之和，Mpa， Δp2-----计量装置上的压降，Mpa，Δp3 -----单向阀上压降，Mpa ，Δp4-----的压降， Mpa，若Δp1+Δp2=Δp3，则Q=nq(1+N)这时，供给转向液压缸的流量等于通过计量装置流量的N+1倍。
图1所示系统的主要特点是，同轴流量放大器与优先阀配合，能够优先按转向油路要求，分配流量，液压泵剩余流量可以全部供给工作油路。如果转向油路和工作油路不同时出现在最大流量要求，液压泵供油量只要稍大于两油路需求流量较大者即可。
BZZ系列全液压转向器供给转向液压缸的流量必须全部通过摆线计量装置，控制转阀的计量配油阀口及通道的阻力是转向状态下转向器内部压力损失的主要部分，同轴流量放大器采用较小排量的摆线计量装置，可以降低这部分压力损失，同时能利用上述阻力造成流量放大油路上下游之间的压差，实现流量放大，因此，明显降低了同轴流量放大器的转向时的压力损失。
(end)
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| 文章内容仅供参考
(投稿)
(10/25/2004) |
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