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挖掘机等工程机械三大液压系统功能恢复的主要办法
2013年10月13日   作者:于彩新      关注:4439

挖掘机等工程机械三大液压系统功能恢复的主要办法

摘要:工程机械三大液压系统中泵阀的解决方案
关键词:工程机械;液压系统;泵;阀

闵满林 李翀翀  朱凌  张万坤 于彩新


        安徽博一流体传动股份有限公司可对目前市场上的正流量、负载敏感及负反馈工程机械特别是号称工程机械之王的挖掘机液压系统进行液压系统功能再恢复工作。    

1、正流量典型的液压系统动作过程,负载的动作首先从先导手柄开始,按照机型的不同通过液控或电控将信号发到相应的泵控制器或中央控制器,最终通过主泵出油通过分配阀推动负载,其典型的特点是手柄在中位时泵基本上或完全不出油,从而达到节能的目的;由于主泵长期处于高压、高速及不停的变量状态,正流量系统中液压泵的损坏也较为常见,在现时,改造或替换即可完成目标;目前正流量主阀国内尚不成熟,如果主阀损坏严重,无法通过合理的方式再造,从国内选择性能优良的负反馈系统的主阀和主泵直接更换从而恢复机器正常动作也是一个很好的办法。典型的正流量系统原理图:

图1日立EX200-5正流量液压系统图

       对于正流量系统而言,泵头的动作良好与否相当关键,如果对泵头进行翻新和修理的工作超出其本身的价值,建议直接更换主泵,我们可以从并联双泵或直轴双泵中按照机器本来的技术参数考虑发动机实际的情况调节新泵的参数;一般的,正流量的泵原理图可用下面的框图来模拟。

图2 正流量泵液压原理图


        我们成功的经验里面一款泵的典型参数如下:

图3 主油泵先导压力流量特性曲线



图4 主泵压力功率流量特性曲线

        在先导齿轮泵方面,我们专门针对特殊的场合开发了一款自立减压阀解决中位时先导压力不能抬升的问题,该阀的典型外形如下,使用时只需将其串到相应的主泵出口即可在没有齿轮泵的情况下正常的操作机器,经过实际测试,其产生的先导压力变化范围为2.5MPa(低负荷情况下)-4.5MPa(大负荷情况下),机器动作非常协调。
外形如图:

图5自立减压阀安装在主泵的出口

图6 日立EX200-5用BP001正流量系统的改造实例

2、负载敏感挖掘机系统
        负载敏感在液压行业有着得天独厚的优势,这基于负载敏感系统的最大流量决定于所有负载流量之和,最高压力只比负载最高压力高出一个很小的规定值。具体的工作过程首先是手柄动作,然后主阀开始移动同时系统压力开始建立,负载敏感压力与负载压力同步上升,系统流量有变大趋势,这样主泵的实际输出压力和流量相应的迅速增加,从而产生与操作者意愿相符的复杂动作,其流量值可以相对其他的系统做的很精准,对机手的要求很低,对复杂工况的处理能力极强,实际工业界经常在各种场合广泛使用,工程机械特别是挖掘机行业也不例外,下面是一个典型的负载敏感系统,对于这样的系统,如果确准阀没有问题,经常性的也是主泵出问题的几率较大。
 

图7负载敏感液压系统图

        对负载敏感系统而言,由于主泵不但要负责系统流量的调节,甚至当系统压力相对负载压力高过规定的数值时也需要通过变量来恢复,相对于其他调节方式,对泵的灵敏度和寿命要求更高,所以负载敏感系统不但是常规意义上的液压控制,更深层次的涉及到元件的制造、工艺和装配。
主泵的控制原理图如下所述。

图8负载敏感泵液压原理图

        为达到良好的控制目的,主泵的负载压力曲线成为非常重要的指标;下图为负载敏感泵负载压力与系统压力之差,所谓负载压差流量特性曲线


图9典型泵内部结构图如下

        作为液压系统功能恢复或维修行业,选择合适的负载敏感泵或阀能够满足最现实的生产要求。改造实例如下,飞轮盘和连接盘及各液压附件均为定制。




图11装有自立减压阀的负载敏感泵用于改制玉柴YC85挖掘机

3、负反馈挖掘机系统

        按照西方人的说法,负反馈系统是远东一些地区广泛使用的一种系统,相对于正流量的原始精准、负载敏感的强适应性而言,负反馈系统有着更为执着的耐久力,这是由于负反馈系统是通过主多路阀的根部溢流阀的泄漏大小来决定系统的流量,更多的泄漏也不会直接影响系统的有效动作,相对而言可维护性比较强。典型的负反馈系统原理如下。


图12负反馈泵阀整体改装实例


图13博一BP112DT泵和F002多路阀联合改制的日立挖机

        对负反馈而言,泵的变量是靠从多路阀根部溢流阀来的能够反映主阀开度大小和流量的泄漏油压力来决定的,和负载敏感不同,它无需与系统主压力直接在泵头上作比较,所以相对而言泵的反应比较“迟钝”,但这也正是它的优点。在国内,这一系统目前应用相当广泛,生产该系列系统的元件厂其产品也相当成熟,系统出现问题解决问题不再是难题。
4、工程机械功能恢复前景广阔
        据粗略统计,目前国内工程机械主要机种的市场保有量300万台左右,这一数字还是比较保守的。
        一般而言,工程机械产品使用3到5年后,用户的使用和维护成本显著增加,产品普遍存在跑冒滴漏等污染环境的负面影响。
        同时,如果大量废旧的工程机械机器报废,就将成为一堆不能创造任何经济价值的废铁,同时会给环境带来很大的压力。于是,带有循环经济色彩的液压系统功能再恢复迎合行业发展和社会可持续发展的需要应运而生。
在工程机械三大液压系统中,正流量和负载敏感主泵应用已经普及,负反馈系统无论是在主泵还是主阀方面都已成熟,在工程机械液压系统功能再恢复行业应该能够发挥她们应有的作用。

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