国内外用得最多的是液压助力式的动力转向系。系统中与转向器相联系的是转向液压系统,利用液压缸伸缩来偏转车轮或绞接车架,达到转向的目的。这种系统大大降低了劳动强度,结构简单、工作平稳,而且液压元件标准化程度高,便于维修并降低维修成本。
1.柳州ZL50型转向系
柳州ZL50型转向系的液压系统如图2-81所示。此系统的特点是结构简单、成本低、调试方便,但转向流量随发动机转速的变化而变化,因此转向稳定性较差,液压系统无良好的卸载元件,系统功率损耗较大。
2.厦门ZL50型装载机液压转向系
厦门ZL50型装载机液压转向系的系统部件大部分与柳州ZL50型相同,其主要区别在于液压系统中采用了蓄能器,如图2-82所示。
图2-81 柳州ZL50型装载机液压转向系系统图
1—转向液压缸 2—转向阀 3—转向器 4—溢流阀 5—转向泵
图2-82 厦门ZL50型装载机液压转向系系统图
1—转向液压缸 2—转向阀 3—转向器 4—蓄能器 5—单向溢流阀 6—转向泵
此系统的特点是:直线行驶时,液压泵向蓄能器供油,使蓄能器储存压力能,要连续转向时,由蓄能器和液压泵同时向转向液压缸供油,使转向速度较高,从而提高转向的灵敏性。当发动机转速低时,液压泵供油量相应减步,但蓄能器可以适当补油,保证了一定的转向速度,这对下坡遇急弯时,可提高转向安全性,同时,系统功率损耗较柳州ZL50型小一些,但因蓄能器体积较大,结构不够紧凑,安装上较为困难。
图2-83 新型装载机液压转向系系统图
1—转向液压缸 2—转向阀 3—转向器 4—恒流阀 5—转向泵
3.新型的液压转向系(www.daowen.com)
一种转向稳定性好,结构紧凑,尺寸小,而且效率相对较高的液压转向系统,如图2-83所示。
(1)系统工作原理
1)当转向盘不动时,转向泵5输出的液压油经恒流阀4及转向阀2流回油箱。由于转向阀处于中位,转向液压缸1的前后腔油压相等,因此,前后车架保持在一定的相对位置上。
2)当转动转向盘时,随着转向盘的转动,转向阀2的阀芯产生一定的位移,液压油经恒流阀,转向阀后进入液压缸一侧,使前车架转向,随着前车架的相对偏转,与前车架连接的随动杆便带动摇臂向前或向后回转,在摇臂的推动下,锥形齿轮、齿条和螺母也随着向上、向下摆动使转向阀的滑芯回到中间位置。转向液压缸停止进油,转向即停止。此时,前后车架保持在一定的角度位置上,完成了转向过程。
3)不断转动转向盘,车架的转向角度也不断改变,转向盘的转角越大,转向液压缸的行程越大,车架的转向角度也就越大;
4)转向过程中系统的工作压力取决于道路的状况。在平坦的路面上,由于行驶阻力比较小,系统的工作压力比较低,反之工作压力就较高。转向系统中最高工作压力是由装在恒流阀上的调整丝杆来调整的。
(2)恒流阀的功用和工作原理
1)恒流阀的功用。转向系中恒流阀是一种结构特殊、用途专一的专用阀,它在转向系中主要有以下独特的功能:①使液压泵通往转向阀的油流量基本稳定在一定的数值上,不使供给转向的油流量随发动机转速高低而发生太大的变化,以达到良好的转向稳定性;②在恒流阀内设有先导安全锥阀,使整个转向系统压力控制在一定范围内,以达到使转向系统具有足够克服阻力的能力,又能保证转向系统的工作安全可靠。
图2-84 恒流阀的结构图
1、2、12—螺塞 3、15—O形密封圈 4—主阀弹簧 5—导阀座 6—锥阀 7—导阀弹簧 8—弹簧座 9—调压丝杆 10—锁紧螺母 11—阀盖 13—阀体 14—节流孔板 16—管接头 17—恒流阀芯
2)恒流阀的结构与工作原理。恒流阀的结构如图2-84所示。工作原理为:液压泵输出油经管接头16进入阀体13,通过节流孔板14向转向阀输出。油液经过节流孔板14的小孔后,在A腔及B腔产生压力差,A腔的压力通过恒流阀芯17上斜孔作用在该阀芯右端,B腔的压力通过螺塞1上直径为1.2mm的阻尼孔作用在恒流阀芯17的左端。由于A腔压力高于B腔压力,因此恒流阀芯17向左移动,直到向左的液压推力与弹簧力平衡。当液压泵输油过多时,A腔与B腔的压力差逐渐增大,因而将恒流阀芯17更向左移,位移增大,直至A腔与C腔连通。这时,有一部分油液通过恒流阀芯17与C腔之间的缝隙进入C腔,然后回到油箱。这样,通过节流孔板14的流量便减少了。液压泵供油流量越大,则恒流阀芯17的开口越大,分流到C腔的油液也就越多,从而使进入转向阀的流量稳定在一定的数值上。反之,当液压泵输油量小到一定数值时,恒流阀芯17右移,将分流油液切断,使液压的油全部输往转向阀。当转向负载增加到某一数值时,B腔压力升高,油液通过螺塞上直径为1.2mm的阻尼孔传递到D腔,推开锥阀6,D腔的油液通过锥阀回油。因B、D两腔间有阻尼孔,所以形成了压力差,使恒流阀芯17的两端压力差更大,液压泵的输出油液通过C腔溢流,保护了转向系统。调整调压丝杆9,可改变导阀弹簧7对锥阀6的预紧力,从而可调整转向系统的最高压力。调整压力时,可将螺塞12卸下,装上压力表管接头,即可调试压力,当发动机转速为1500r/min时,调整调压丝杆,使压力表读数显示为7.35MPa。
液压转向系统是以液体作为工作介质来传递力和运动的,工作压力远远高于机械传动与气压传动,工作灵敏度高,液压传动能使动力更直接、迅速地传递到所需要的位置。液压系统压力高,结构紧凑,重量轻、尺寸小,可吸收外来的冲击,又起减振作用,对冲击载荷具有良好的适应性。因此,在工程机械车辆中获得广泛的应用。
新型液压转向系的主要特性是:转向流量稳定,不随发动机转速变化而变化;直线行驶时,转向泵卸载,能量损失小,效率较高;体积比蓄能器小,便于安装。
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