川崎KMX15R挖掘机多路阀的功能与结构pdf2026-05-25 03:10:29

维普资讯 设计制造 川崎 KMX15R挖掘机 / 一多路’’’阀的功能与结构 陈世教 樊万锁 丁 6, 。j 内窖摘要:本文~A/ll崎KMXI5R型多路阀为例分析了当今垒液压挖掘机对多路阀所提出的一些特殊功能的要 求以及多路闼为实现这些功能的结构原理。 关毽词:垒液压挖掘机 多路阀 ’- .《S怕 _ __ _ __ 。- ●_ - _ - - _ _ _一 ● ■_ _- ●_ 一 随着世界性的技术进步,当今全液压挖掘机的 Atr,&r——接右行走马达进出油 口; 液压系统将高效、节能、操作舒适、安全、可靠作为其 A——用于主安垒阀两级压力控制,与P 相连 主要追求 目标,相继开发出多种形式的液压系统和 Pc——接伺服控制泵。 元件。作为液压系统的关键元件之一的多路阀,除 了要满足对动臂、斗杆、铲斗三组液压缸以及 回转、左、右行走马达等六个执行元件进行换 向、单动、复合动作,双泵合流供油控制 以及对 元件的过载保护等功能外,当今液压挖掘机对 多路阀还提出了向主泵提供流量控制信号,节 能,行驶与作业复合动作,主安全阀两级压力 控制等多种功能的要求。本文以It本川崎重工 株式会社 9O年代开发的KMx15R型多路阀 为例 (如图 1)。 P ,P2——接 主泵 1、主泵 2; R1,R2——主油路 回油 ; 舡——与 加 相接; XAtt,船 “——接左行走马达伺服控制阀; Art,B ——接左行走马达进出油 口; XAsXBs——接回转马达伺服控制阀; As, ——接回转马达进出油口; XAb2,X——与 XAb相连 ; XAaLXBal——接斗杆缸伺服控制阀; Aa1,Bal——接斗杆缸大、小腔; n i,n2,n ——接油箱; CKl——与 LCK相连 ; K2—一接铲斗缸伺服控制阀检索信号; , _厂r——左、右主泵负流量控制信号 ; XAa2_—一与XAa1相连; XBa2-- 与 XBa1相连 ; AK1,BKl——接铲斗缸大、小腔; XAK。xBK——接铲斗缸伺服控制阀; A0,B0——备用接 口 XAtr,xBr——接右行走马达伺服控制阀; 图 1 k 建自坤I攮 1999(6) 维普资讯 设计制造 相适应,既满足了速度的要求,又降低了不必要的溢流 1 主泵流量控制信号的提供 损失 当今垒液压挖掘机在提高生产率的同时,为了 尽量降低能量损失,要求回路中在没有执行元件工 作时使主泵的排量 自动降到最小;当执行元件工作 时,若阀芯全开,主泵的排量 自动增大提高作业速 度:阀芯微动调速时,主泵的排量 自动地与执行元件 需要的流量相适应 ,从而减小阀芯处于中位以及进 行微动过程中系统 的溢流损失。为此 ,液压挖掘机 普遍采用了带负载敏感阀的变量主泵,利用主泵与 执行元件之间的节流压差ap作为控制信号调节主 泵排量(图2(a)。当ap升高时,主泵排量减小;而当 ap下降时 。主泵排量增加,即所谓的 “负流量控 制”。为了满足主泵这种控制需要,液压挖掘机的多 路阀要能够感受到系统对流量需求的信号,且将该 信号采集送到主泵。 KMxl5R多路阀在两条中位 回油油路上设置 了簿壁小孔节流阀NR1和NR2以及与它们并联 的两个溢流阀如图2(b)。将两回路中节流前的回油 压力信号 Ap.、△P:分别从油 口F, 取 出送到主 泵的控制系统。这时,两条回路中换向阀阀芯开度 分别与NR1,NR2组成 了两个可变节流 口的节流 阀。节流前后压差 由节流阀的特性方程得到: = 筹 式中: K——系数; Q——通过节流口的流量; A——节流 口通流面积。 (b) 当回路中所有换向阀阀芯处于中位,泵的全部 围2 流量穿阀卸荷时,通过节流 口的流量Q 达到最大 值。由上述方程Ap=Ap… (Ap… 由与NR1或 2 再生回路的设置 NR2并联的溢流阀调定),由Fr或 取出的信号 使主泵的排量 自动减到最小。当回路中某换向阀垒 液压挖掘机作业过程中工作装置频繁提升和下 开时,由于主泵的流量几乎全部进入相应的执行元 降。当动壁、斗杆举升时液压能被转化为工作装置 件。通过 NR1或 NR2的流量几乎为零 ,则 Ap= 的势能;当它们下降时,该势能最终又转化为液压 0。由Fr或 取出的信号近似等于系统的回油背 能。在传统的多路阀中,往往在动臂缸大腔,斗杆缸 压,该信号使主泵的排量 自动增加到最大以满足作 小腔回油路上设置单向节流阀限制工作装置因白重 业速度的需要。当回路中换向阀阀芯处于微动时, 造成的超速下降,使下降过程中由工作装置势能转 主泵的流量经换向阀的分流部分进入相应的执行元 化成动能再经动能转化成的液压能因节流发热增加 件,其余部分经NR1或NR2回油箱。该部分流量 了系统的热负荷,降低了液压系统的效率。现代液 介于上述两者之间,则 Ap有 0Ap△ ,使主 压挖掘机的多路阀,通过设置再生回路部分回收势 泵排量介于最大、最小排量之间而与执行元件的需求 能降低系统发热;同时加快了工作装置的下降速度 建筑机摊 ~999(6) 51 维普资讯 设计制造 又防止了其超速下降。 的行程分别为A 、A 和 L,当采用传统的多路阀 在KMx15R多路阀中,斗杆 1换向阀有两个 回 时,斗杆缸伸出过程 中从小腔排出的压力油AL全 油通道 T、T2,且在 T 通油箱的通道上设置 了一 部经节流阀返回油箱使系统发热。设泵的供油量为 个二位二通阀 (图3),并从斗杆缸大腔进油通道上 Q,则此时斗杆缸的伸出速度为QIA 。而设置了再 将压力油引至该二位阀底部。当斗杆缸大腔进油压 生回路的KMx15R多路阀在 同样的过程中,若不 力升高,作用于二位阀底部的力大于其上端弹簧力 计损失 ,从斗杆缸小腔排出的这部分压力油被全部 时,该二位阀向上换位,T 回油通道接通,否则,二 回收供给大腔 ,斗杆缸的伸 出速度则加快为 : 位阀处于图示位置,T 回油通道被切断。 Q/fA】一A2),在节能的同时加快了斗杆下降速度。 当斗杆继续下降铲斗触地,由于斗杆缸继续伸 回油 出受阻导致其大腔压力上升且大于小腔压力时,换 向阀芯的单向阀关闭。由于小腔回油被切断又进一 步使大腔压力升高,当大腔压力油足以克服二位阀 上端弹簧作用力使二位阎换位时,T 回油通道被接 通,小腔 回油无阻,斗杆缸即转入挖掘状态。 当今液压挖掘机的多路阀有的还在动臂缸大腔 回油路上设置类似的再生回路,回收动臂下降过程 中整个工作装置的势能,其工作原理与上述相同。 图 3 3 直线行驶阀的功能及主要安全阀两级压 力设定 当斗杆 1换向主阀芯右移,主泵向斗杆缸小腔 全液压挖掘机在一般情况下左、右行走马达工 供油时,斗杆缸大腔回油。此时斗杆缸大腔径 回 作时,两主泵分别向两行走马达供油。若主泵为定 油畅通,由于回油压力不高,二位阀处于图示位置, 量泵或全功率变量泵,无论 由地面附着力所决定的 斗杆上升。 两主泵的瞬时工作压力相等与否,两主泵向行走马 当斗杆 1换向主阀芯左移,主泵 向斗杆缸大腔 达的供油量均保持相等(为简化起见,这里暂不考虑 供油,且该腔压力不足以克服图3中二位阀上端弹 两主泵、两行走马达及其换向阀的容积效率和两履 簧作用力时,斗杆缸小腔经 T 回油箱的油路被切 带张紧程度的差异,下同。),整机的直线行驶性能 断,要靠大腔压力升高到使二位阀克服其上端弹簧 即可保证。若主泵为分功率变量泵,只要 由地面附 作用力换位后,小腔回油才畅通,斗杆缸伸出使斗杆 着力决定的两主泵的工作压力均小于各 自的起始变 下降。若铲斗不触地,在斗杆及铲斗 (含斗内物料) 量压力,且两主泵最大流量相同时,由于两主泵均向 自重作用及大腔液压油共同作用下,由于小腔回油 各 自的行走马达供给最大流量.此时两履带行走直 畅通 ,往往会造成斗杆超速下降,引起大腔压力迅速 线性也可保证。只是 由地面附着力决定的两个主泵 降低,二位阀复位切断小腔回油。在防止了斗杆超 的工作压力不相等,且分别超过它们的起始变量压 速下降的同时,使小腔压力急剧升高。此时,小腔由 力时,整机的直线行驶性能才不能保证。对于采用 于斗杆、铲斗势能在下降过程 中经动能转化成的高 交叉恒功率调节的变量泵,往往与负流量控制配合 压油随即克服斗杆 1换向主阀芯内的单向阀的作用 使用。若两条履带的行走阻力相等,只要控制左、右 力,将其开启,向大腔补油的同时继续保持斗杆缸向 行走马达的换向阀开度一致时,两主泵流量保持相 外伸出运动,使斗杆、铲斗继续下降。从而将势能经 等,挖掘机直线行驶性能也能保证。 动能转化的液压能回收利用。斗杆 1换向主阀内由 当今全液压挖掘机的多路阀设置直线行驶阎的 单向阀构成的小腔 向大腔补油的回路,也被称为 “再 目的,并不完全是为了解决两行走马达同时驱动时 生回路”。
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