液压挖掘机的行走马达控制.pdf

液压挖掘机的行走马达控制 口 初长祥刘 剑 中大型履 带式 挖掘机 的机重一 般都在2 0 t 以上 ， 机器的惯性很大 ， 在机器起 步和停 止 的过 程 中会 给液 压系统带来比较大 的冲击 ， 因此 ， 行走控 制系统必须改 善以适应这种工况。 行走 马达普遍 采 用高 速马达 加行星式 减速机 或 摆线针轮减速机 ， 而液压马 达部分 的 回路 和控制 有其 特点。 行走马达的控制回路 见 图l ，该 马达配备了高压 自动变量装置 ， 当挂上高速 挡时 ， 回路接手动变速油 口 来油 ，推动变速 阀左移 ， 使 马达变为小排量 ； 如果行驶 阻力增大 致使油压 升高到 设定值时 ， 油液推动变速阀 右移 ， 马达 自动变为大排量 低速挡 ， 以增大扭矩 。因此 这 种马达可 以随着行 走阻 力的变化而 自动变换挡位。 除 了马达可 以变 速之 外 ， 对 马达的控制主要由马 达控制阀完成 ， 下面结合结 构原理图 见图2 分析其工 作原理。 1 3 2 2 D { 0 假设A口进油 ，马达旋 转 ， 马达控制阀动作如下 1 打 开 单 向阀 ， 液压 油进人马达右腔 。 2 液压油通过节流孔 进入平衡 阀，并使其左移 ， 接通制动器油路 ， 使制动器 松开 ， 这个动作还接通了马 达B口的回油油路。 3 液压 油通过安全 阀 的中间节 流孔进入 缓冲活 塞腔 ，将缓 冲活塞 推到左 侧 。如果 此时系统 压 力超 过 此 安 全 阀 的 设 定 压 力 1 O ． 2 MP a ，安全 阀 将在 瞬间打开， 起到缓冲作 用。 4 如 果 马达 超速 例 如下坡时 ， 泵来不及供 油 ， 则使A口压 力降低 ，平衡阀 在弹簧力作 用下向右移动 ， 关小马达的回油通道 ， 从而 限制马达的转速。 注意 到行走 马达控 制 阀内部有2 个结构完全相 同 的安全 阀 见 图3 和图4 ， 它 们在挖 掘机 开始行走 以及 制动 时将起 到重要 的缓冲 作用。 下面分析它的工作原 理 。 当A口不供油时平衡 阀 维普资讯 回到中位 ， 由于机器惯性 的 影响使马达继续旋转 ， 马达 的功能转换为泵。由于平衡 阀的封 闭致使B口压 力升 高 ， 压力油通过左安全 阀中 间的节流孔进入缓冲腔 ， 推 动缓冲活塞右移 ， 同时打开 左安全 阀向A 腔补油。当缓 冲 活塞移动到最右 端后 ， B 腔压力上升 ， 左安全阀完全 关闭。 如果压力进一步升高 ， B腔压 力作 用在 右 安全 阀 上 ， 它限制了马达 的最高压 力 4 1 ． 2 MP a ， 此压 力就是 最大制动压 力。 两个安全阀并联 ， 当马 达 刚开始停止转 动时 ， B 腔 的压 力作 用在左安全 阀 的 a口 整个 圆面积上 ， 阀杆 左移 ， 将油泄到 b 口 注意 b口与马达控 制 回路 的A口 相通 。当缓冲活塞移 到最 右端后 ， c 口压 力上升 ， 由于 阀杆的直径差 ， 在弹簧力和 压差力作 用下阀杆右移 ， 左 安全阀关 闭。 此 时的压力叫 做一级压力。 这个过程很短 暂 ，目的是消除B口的脉冲 压力， 防止A口吸空。 左安全 阀完全关闭后 ， 马达B口的压 力作用在右安 全阀的 h i3 大直径减去小 直径的环形面积 ， 将油泄到 a l l 注意 a l l 与马达的A口 相通 ， 这个压力叫做二级压 力 ， 也就是最大制动压力。 由此可 以看 出， 尽管两 个安全阀完全一样 ， 但 由于 油压 的作用面积不同 ， 因此 阀的开启压 力也不同 ， 组合 使用后 的时间一 压力变化 曲 线见 图5，这样 的结构布置 非常巧妙 。 从整个 过程 分析 可 以 看 出， 开始行走时该阀也有 一 个短暂 的打开过程 ， 但是 马上就关闭了 ， 起到了启动 平稳 ， 制动时吸收压 力脉冲 的作用。 另有一种安全阀 ， 其结 构原理见图6 。它在普通直 动式 安全 阀 的基 础上 增加 了可移动的减振活塞 ， 采 用 了改善阀性能的节流措施。 压 力油经过 节流 孔进入 阀 芯内部 ， 再经过节流孔和阀 芯通道 到达减 振活塞 的左 腔。当系统压 力对减振活塞 产 生的推 力达 到外 弹簧 的 预紧力时压缩外弹簧 ， 使减 振 活塞右 移 ，同时锥阀打 开 溢流 ，这个过程 减小 了 系统 的压 力冲击 。系统压 力升高 到内外并联 弹簧 决 定 的设定值 时 ，锥 阀全部 打开溢流。这种 阀的时间一 压 力变化曲线见图7 。可 以 看 出 ，以上两种方 案都很 好地 解决 了机 器开始 行 走 或 者制动 时系统 产生液压 冲击的问题。 作者地址广西柳 州柳太 路1 号柳工机械股份有限 公 司技术 中心5 4 5 0 0 7 2 0 o I ． 1 01 船 维普资讯