1、 第五章 典型液壓系統分析 典型液壓系統分析1、進行對象工況分析，總結實現方法與手段；、進行對象工況分析，總結實現方法與手段； （要求、工作、動作循環）（要求、工作、動作循環）2 2、分析系統中各元件的類型和作用，找出他們、分析系統中各元件的類型和作用，找出他們之間的聯系之間的聯系( (基本回路）基本回路）。 （泵（泵 執行元件執行元件控制閥控制閥輔助元件）輔助元件）3 3、分析系統工作原理與控制調節策略、分析系統工作原理與控制調節策略4 4、總結系統性能特性。、總結系統性能特性。 （對復雜系統，將元件、油路分別進行）（對復雜系統，將元件、油路分別進行）液壓系統圖分析方法液壓系統圖分析方法 典

2、型工業液壓系統分析典型工業液壓系統分析n組合機床液壓系統組合機床液壓系統n大噸位油壓機液壓系統大噸位油壓機液壓系統 組合機床動力滑臺液壓系統組合機床動力滑臺液壓系統基本回路組成基本回路組成n卸荷回路卸荷回路n容積節流調速回路容積節流調速回路n換向回路換向回路電液換向回路電液換向回路n快速運動回路快速運動回路差動回路差動回路n速度換接回路速度換接回路n背壓回路背壓回路n順序動作回路順序動作回路 組合機床動力滑臺液壓系統組合機床動力滑臺液壓系統 性能分析性能分析n采用出口背壓閥，低速運動平穩性高。采用出口背壓閥，低速運動平穩性高。n采用調速閥調速，速度采用調速閥調速，速度- -負載特性好。負載特性

3、好。n采用差動連接以及變量泵，能源利用合理，減少采用差動連接以及變量泵，能源利用合理，減少動力消耗。動力消耗。n利用壓力繼電器控制電磁換向閥，控制動作順序。利用壓力繼電器控制電磁換向閥，控制動作順序。n電液換向閥通流能力強。電液換向閥通流能力強。 組合機床動力滑臺液壓系統組合機床動力滑臺液壓系統 組合機床液壓系統組合機床液壓系統組合機床液壓系統原理圖組合機床液壓系統原理圖 工作原理工作原理動作循環：動作循環：基本回路組成基本回路組成n調壓回路調壓回路 n卸荷回路卸荷回路n減壓回路減壓回路n保壓回路保壓回路n順序動作回路順序動作回路n換向回路換向回路n快速運動回路快速運動回路n速度換接回路速度換

4、接回路 組合機床液壓系統組合機床液壓系統 性能分析性能分析n采用出口節流調速，運動平穩性高。采用出口節流調速，運動平穩性高。n采用調速閥調速，速度采用調速閥調速，速度- -負載特性好。負載特性好。n采用兩位兩通電磁閥控制溢流閥卸荷，減少動力消耗。采用兩位兩通電磁閥控制溢流閥卸荷，減少動力消耗。n利用壓力繼電器控制電磁換向閥，控制兩缸動作順序，利用壓力繼電器控制電磁換向閥，控制兩缸動作順序，確保先夾緊后加工。確保先夾緊后加工。n利用單向閥和蓄能器保壓，保證夾緊動作可靠。利用單向閥和蓄能器保壓，保證夾緊動作可靠。 組合機床液壓系統組合機床液壓系統大噸位油壓機液壓系統 典型工程機械液壓系統分析典型工

5、程機械液壓系統分析 單斗挖掘機液壓系統單斗挖掘機液壓系統 單斗挖掘機液壓系統單斗挖掘機液壓系統 132挖掘機工況概述挖掘機工況概述 單斗挖掘機液壓系統單斗挖掘機液壓系統 n挖掘工況通常以斗桿和鏟斗液壓缸2、3的伸縮、驅動斗桿和鏟斗轉動來進行挖掘。有時還要以動臂液壓缸1的伸縮驅動臂轉動來配合，以保證鏟斗按特定的軌跡運動。 n滿斗回轉工況挖掘結束，動臂液壓缸1伸出使動臂提升。同時回轉液壓馬達（圖中未示出）旋轉，驅動轉臺回轉到卸土處進行卸土。 n卸載工況回轉到卸土處，回轉停止。通過動臂和斗桿液壓缸1、2的配合動作，使斗對準卸土位置。縮回鏟斗液壓缸3，使鏟斗向上翻轉卸土。 n返回工況卸載結束，轉臺反轉

6、，配以動臂和斗桿復合動作，把空斗返回到新的挖掘位置，開始第二個工作循環。n結論：執行元件多，復合動作頻繁。 nYW-100挖掘機液壓系統 單斗挖掘機液壓系統單斗挖掘機液壓系統 A左 5右 5左 6右 62312151417161717420192122221877911131088388888812液壓系統的主要特點 雙速行駛 限速措施 合流 冷卻油路 單獨的泄油回路 補油油路 定量系統，效率較低、發熱量大 單斗挖掘機液壓系統單斗挖掘機液壓系統 323117P1P222121P318B415A1B2A3132627B3C2B1C37回 轉斗 桿12302033C4A2B3A35A3B4A1B1

7、B3C3C2B2B4B3B2B13315C4C3C2C14A2A4C1C4A4A3A2A161614C1323224282925A4A1右 行 走左 行 走8動 臂10919B1鏟 斗11YW180YW180挖掘機挖掘機液壓系統液壓系統 n雙泵雙回路 n變量泵分功率調節 n減壓閥式先導操縱 單斗挖掘機液壓系統單斗挖掘機液壓系統 挖掘機液壓系統分析小結挖掘機液壓系統分析小結 n雙泵定量系統與雙泵變量系統 n回轉機構液壓驅動 n高速方案與低速方案 單斗挖掘機液壓系統單斗挖掘機液壓系統 雙泵定量系統與雙泵變量系統 雙泵定量系統n系統中每臺液壓泵的功率一般為發動機有效功率的1/2。定量泵的功率利用一般

8、在5460之間 ,當發動機的轉速不變時，雙泵定量系統中各執行元件原則上只有一種速度。當只需要進行單獨動作時，為了提高功率利用，可以采用合流供油，工作速度則可增加一倍。n結構簡單、制造容易、成本低，工作可靠；n由于液壓泵很少在滿載荷下工作，故使用壽命長； n執行元件的速度受外載荷變化的影響小，工作裝置的運動軌跡易于控制，挖掘質量較好。當要求挖掘軌跡有規則的形狀時，這一點是很重要的；n發動機的功率得不到充分利用 單斗挖掘機液壓系統單斗挖掘機液壓系統 n執行元件分組是否合理，對于提高功率的利用十分重要 n雙泵變量系統的功率利用要比雙泵定量系統高。雙泵變量系統按其對發動機功率利用情況的不同，可分為分功

9、率變量系統和總功率變量系統。總功率變量系統要優于分功率變量系統 n為了改善功率利用率和加快工作速度，在進行單個動作時，分功率變量系統可采用合流供油 雙泵變量系統雙泵變量系統 單斗挖掘機液壓系統單斗挖掘機液壓系統 回轉機構液壓驅動回轉機構液壓驅動 n在挖掘機的工作循環中。回轉過程約占總工作循環時間的5070，能量消耗約占2540。要提高生產率，減少回轉時間提高生產率，減少回轉時間是重要的一環。因此，應盡量增加啟動、制動力矩和角加速度，并減少回轉過程中的能量損耗。角加速度的增加受發動機或液壓泵及系統所提供的最大扭矩和行走部分與土壤的附著力矩的限制。n回轉時的動載荷不可太大，因此轉臺的回轉加速時間又

10、不可太短，這主要取決于緩沖制動閥或換向閥的性能。n轉臺回轉時，慣性載荷是主要載荷慣性載荷是主要載荷。在工作過程中，其它載荷如風載荷、摩擦載荷等一般可忽略不計。回轉角度為90，一般不超過120。因此，起動和制動時間在整個回轉過程中占的比例較大，而動力則主要消耗在起動過程動力則主要消耗在起動過程中。 單斗挖掘機液壓系統單斗挖掘機液壓系統 驅動形式：按液壓泵和制動方式的不同a）定量泵供油、機械制動。 b）定量泵供油、液壓制動。 c）分功率變量泵供油、機械制動 d）變量泵供油、液壓制動。 e）總功率調節泵供油、機械制動。 f）總功率調節泵供油、液壓制動。 bdfe 高速方案與低速方案高速方案與低速方案

11、 高速方案高速方案n高速方案系采用高速液壓馬達高速液壓馬達，通過減速器驅動回轉機構或行走機構n高速液壓馬達的結構和系統中所采用的液壓泵相同，提高了元件的通用性。 n高速馬達的轉速一般在850轉/分以上，在制動時，因液壓馬達慣性回轉對轉臺或履帶的滑移影響小，即滑移性能好滑移性能好。n對液壓馬達配置的減速機，可以采用機械式制動機械式制動。 n高速馬達回油背壓小，而且結構尺寸小，減速機又可安裝在履帶架中，因此整機的通過性能較好。n高速馬達的結構較復雜。 n減速機上一般采用大傳動比的擺線針輪減速機，制造工藝比較復雜。 n高速馬達加上減速機要在重量上、體積方面都比較大。 n因轉速高故轉動慣量也大。 單斗

12、挖掘機液壓系統單斗挖掘機液壓系統 低速方案低速方案n低速方案系采用低速大扭矩液壓馬達直接驅動回轉機構或行走機構 n當傳遞的功率相同時，在體積、重量方面都要比高速馬達配減速機小。 n回轉時，轉動慣性小、工作可靠。 n低速馬達的結構要比高速馬達簡單。 n低速馬達的滑移性能差，背壓大。n采用配流軸的低速馬達泄漏大 單斗挖掘機液壓系統單斗挖掘機液壓系統 輪式裝載機液壓系統輪式裝載機液壓系統輪式裝載機的工作特點及其對液壓系統的要求輪式裝載機的工作特點及其對液壓系統的要求 n對松散堆積物料可進行裝、運、卸作業n對巖石、硬土進行輕度鏟掘作業n進行清理、刮平場地及牽引作業。n如果換裝相應的工作裝置后，還可以完

13、成推土、挖土、松土、起重以及裝載棒料等工作。n在道路、特別是在高等級公路施工中，裝載機用于路基工程的填挖、瀝青混合料和水泥混凝土料場的集料與裝料等作業。 輪式裝載機液壓系統輪式裝載機液壓系統n輪式裝載機一般由車架，動力傳動系統、行走機構、工作裝置、轉向系統、液壓系統和操縱系統組成。 n輪式裝載機的工作裝置及轉向系統采用液壓傳動，而行走系統則采用機械傳動。 n工作裝置是由動臂、鏟斗、杠桿系統、動臂液壓缸和鏟斗液壓缸等組成。 輪式裝載機液壓系統輪式裝載機液壓系統 輪式裝載機液壓系統輪式裝載機液壓系統15248671312910鏟 斗 液 壓 缸11314動 臂 液 壓 缸1-轉向泵；2-輔助泵；3

14、-工作泵；4-雙泵單路穩流閥；5-溢流閥；6-轉向閥；7-鎖緊閥；8-轉向液壓缸；9-儲氣罐；10-電磁氣閥；11-卸荷閥；12-單向節流閥；13-液控多路換向閥；14-換向閥式先導控制閥 nZL90裝載機液壓系統n發動機驅動。n泵源采用三個齒輪泵的開式多泵定量液壓系統n包括工作裝置和轉向兩個液壓回路。 n采用換向閥式先導控制閥 n工作泵出口處設置卸荷閥，達到輕載低壓大流量，重載高壓小流量的目的，能夠更合理的使用發動機的功率。 輪式裝載機液壓系統輪式裝載機液壓系統裝載機轉向與工作回路之間有下列的相互關系：（1）在一個正常的作業循環中，工作裝置的高負荷和轉向回路的高負荷通常不是同時發生的。（2）

15、發動機在高轉速時，工作裝置輸出大的功率。即工作裝置的高負荷發生在發動機高轉速范圍內。（3）發動機在所有轉速范圍內，要滿足轉向機構輸出大的功率。即轉向系統的高負荷發生在發動機的整個轉速范圍內。（4）發動機在高轉速時，同時需要大的牽引力和大的工作裝置輸出功率。即高的牽引力和高的工作裝置負荷是在發動機最大的轉速下同時發生的。 輪式裝載機液壓系統輪式裝載機液壓系統 輪式裝載機液壓系統分析小結輪式裝載機液壓系統分析小結 n輪式裝載機液壓系統的特點是采用組合油路。系統的形式一般為多泵定量開式系統。它的好處是可將成本低、體積小、工作可靠，對油液的污染不敏感的齒輪泵應用于各類型的裝載機上。系統的工作壓力國產機

16、型一般為1618MPa，進口機型為2125MPa。n各種類型裝載機的工作裝置回路均采用順序單動的連接方式，以保證鏟斗可優先動作。中小型裝載機采用手動換向閥直接操縱，大型裝載機一般均采用手動先導式的換向閥。n由于輪式裝載機都是鉸接式車身結構，而且轉向頻繁，因此都采用組合式轉向系統，一般的大中型裝載機均采用三泵組合油路，超大型裝載機則采用多泵組合油路。 汽車起重機液壓系統汽車起重機液壓系統 汽車起重機液壓系統汽車起重機液壓系統 汽車起重機液壓系統汽車起重機液壓系統機構組成機構組成支腿：架起整車，不使載荷壓在輪胎上。支腿：架起整車，不使載荷壓在輪胎上。起升機構：使重物升降。起升機構：使重物升降。伸縮

17、機構：改變吊臂的長度。伸縮機構：改變吊臂的長度。變幅機構：改變吊臂的傾角。變幅機構：改變吊臂的傾角。回轉機構：使吊臂回轉。回轉機構：使吊臂回轉。 汽車起重機液壓系統汽車起重機液壓系統（二）工作原理（二）工作原理汽車起重機液壓系統圖汽車起重機液壓系統圖 汽車起重機液壓系統汽車起重機液壓系統基本回路組成基本回路組成n調壓回路n換向回路n鎖緊回路n卸荷回路n平衡回路n制動回路n調速回路 汽車起重機液壓系統汽車起重機液壓系統 性能分析性能分析u調壓回路：用溢流閥限定系統最高壓力。調壓回路：用溢流閥限定系統最高壓力。u調速回路：手動調節換向閥的開度大小，方便靈活，勞動調速回路：手動調節換向閥的開度大小，

18、方便靈活，勞動強度較大。強度較大。u鎖緊回路：采用液壓鎖將支腿鎖定在一定位置上，工作可鎖緊回路：采用液壓鎖將支腿鎖定在一定位置上，工作可靠，時間長。靠，時間長。u平衡回路：采用單向外控平衡閥，防止作業中重物因自重平衡回路：采用單向外控平衡閥，防止作業中重物因自重而下降。而下降。u卸荷回路：采用卸荷回路：采用M M型中位機能換向閥。使工作機構暫時停型中位機能換向閥。使工作機構暫時停止工作時泵卸荷，減少動力消耗。止工作時泵卸荷，減少動力消耗。u制動回路：單作用制動缸制動回路：單作用制動缸+ +單向節流閥，制動快，松開慢，單向節流閥，制動快，松開慢，確保安全確保安全。 汽車起重機液壓系統汽車起重機液

19、壓系統 瀝青攤鋪機液壓系統分析瀝青攤鋪機液壓系統分析瀝青混凝土攤鋪機是瀝青路面專用施工機械，它的作瀝青混凝土攤鋪機是瀝青路面專用施工機械，它的作用是將拌制好的瀝青混凝土材料均勻地攤鋪在路面底用是將拌制好的瀝青混凝土材料均勻地攤鋪在路面底基層或基層上，構成瀝青混凝土基層或瀝青混凝土面基層或基層上，構成瀝青混凝土基層或瀝青混凝土面層。形成有一定密實度的、平整的路面，是路面施工層。形成有一定密實度的、平整的路面，是路面施工機械中最重要的一種機型。機械中最重要的一種機型。n瀝青攤鋪機的基本結構瀝青攤鋪機的基本結構 發動機、行走機構、輸料機構（包括刮板輸送器和螺旋分料器）、夯實機構（包括熨平板、振搗梁）

20、、自動調平機構、輔助機構（包括加寬、調拱）等幾個部分。 n液壓系統液壓系統u行走系統 u輸料系統 u自動調平系統 u熨平（夯實）系統 u輔助液壓系統 瀝青攤鋪機液壓系統分析瀝青攤鋪機液壓系統分析24371568910111213141716182019151222333333367 瀝青攤鋪機液壓系統分析瀝青攤鋪機液壓系統分析系統簡圖系統簡圖接 右 輸 料 補 油 泵行 走 馬 達 變 速 閥駐 車 制 動 閥右 行 走 泵履 帶 張 緊履 帶 張 緊左 行 走 泵左 履 帶 驅 動右 履 帶 驅 動行行走走液液壓壓系系統統 瀝青攤鋪機液壓系統分析瀝青攤鋪機液壓系統分析熨平板提升缸流向熨平板液壓系統流向熨平板振動系統來自熨平板振動系統來自熨平板液壓系統左輸料系統右輸料系統接行走系統駐車制動閥及馬達變速閥油門缸怠速全速左拖點缸推滾缸右拖點缸料斗側翼缸直流