小型多功能工程机液压系统设计

      小型多功能工程机是一种以装载为基本功能，并可装备和更换挖掘、叉运、推土、开沟、铣刨、破碎和搅拌等多种工作装置的多用途综合性养护机械。具有良好的机动性、灵活性及多用性，可在很小的工作范围内进行作业，极大地提高了狭窄场地机械化施工作业的程度，广泛应用于工矿企业、建筑工程、车站、仓库、料场等各种场合的物料装运、施工作业，以及大型机械难以发挥作用的狭小空间内的多种作业。
液压系统是小型多功能工程机的一个重要组成部分，影响整机的可靠性和使用寿命。为确保多功能工程机的机动灵活性和在狭窄场地施工作业的适应性，液压系统应能够使整机实现无级变速，具备正反两方向行驶的能力以及转向灵活等功能。
1、液压系统设计
1.1 液压系统类型的确定
小型多功能工程机发动机的输出端设有齿轮分动箱，将功率分流后分别驱动双联泵和左右调速泵。其中，双联泵驱动工作装置液压系统（工作臂升降、铲斗倾翻及附具控制等）；左右调速泵则分别驱动左右行走马达，再经左右最终减速箱驱动左右侧前后车轮同步运转。传统采用液压传动的机器通常没有必要设置主离合器和液力变矩器，利用液压控制系统既可以实现发动机卸载，也可以实现机器无级变速。这样既有利于操作，又减轻了整机重量，使结构简单化。
液压系统由压力控制回路、速度控制回路和方向控制回路等基本回路组成。压力控制回路利用压力控制阀控制系统的工作压力，以满足执行元件对力或力矩的要求，实现稳压、增压、减压等目的，防止系统过载及减少能量损耗；速度控制回路控制和调节进人液压油缸或液压马达的流量，来满足对运动速度的各项要求，如调速、限速、制动、多个元件的同步运动等；方向控制回路用来对油路进行接通、切断或改变方向，从而使执行元件能按照需要相应做出起动、停止、换向等一系列动作。
对于多功能工程机来说，压力控制还可以采用溢流阀的方式，其行走速度控制则不能使用通常的速度控制回路，因为这种回路的传动效率太低。行走系统应该采用效率高、可靠性好的闭式变量系统，这种系统综合了节能、控制方便、结构紧凑、油箱体积小、工作稳定等优点，它的主要缺点是冷却条件差，因此需要一个可靠的冷却系统。
1.2 液压系统工作原理
液压系统由工作装置液压控制回路和行走液压控制回路两部分组成。在工作装置液压系统中，除装载工作装置外，其他作业装置的油缸或油马达均备有预留液压接口。
1.2.1工作装置液压系统
如图1所示，工作装置液压控制系统采用双泵双回路定量系统，主要由双联定量泵1、多路换向阀2、斗杆油缸3、动臂油缸5、单向节流限速阀4、安全阀面9、背压阀8和快换液压接口7等液压元件组成，每个回路采用并联供油。泵I输出的压力油供工作装置、动臂油缸及斗杆油缸，泵II输出的压力油除供斗杆油缸和动臂油缸外，还可向行走液压系统（图2）中的补油系统3和伺服控制阀2供油。

系统由双联定量泵供油，通过2组多路换向阀来控制工作装置、斗杆和动臂的动作，实现动臂升举、铲斗反转或前倾，也可控制备用工作装置作相应运动。在2组多路换向阀中，各有2个阀用连杆控制联动，可实现对动臂油缸和斗杆油缸的双泵合流供油，以提高其动作速度。该系统还设有单向节流限速阀和安全阀，可实现满载时动臂稳速下降，保持动作平稳，避免惯性冲击，在动臂油缸闭锁状态超载时，具有保护系统安全的功能。
1.2.2行走液压系统
如图2所示，行走液压系统是由2个独立的闭式油路组成，主要包括2个变量调速泵1；2对行走液压马达5；左右伺服控制阀2；梭阀6；溢流阀7；冷却器4和补油系统3等。双向变量泵可同步变量，每个油泵把高压油直接供给工程机一侧的一对定量液压马达，从而实现全轮驱动。
液压马达的转速与泵排出的液压油流量成正比，而旋转方向与泵出油口的位置有关。泵排出的液压油流量大小与方向是由相应的伺服控制阀控制的。改变左右2个调速泵的排量，可以改变其排出液压油的流量，即可调节和改变工程机的行驶速度；推动阀芯改变2个调速泵的排量和排油方向，即可改变行驶速度和方向，实现前进或倒退；当左右2个调速泵的转向和排量一致时，即可实现直线行驶。由于泵的排量是无级变化的，故马达的转速也是无级变化的，从而实现车速的无级调节。当伺服控制阀两端的控制腔室均与油箱相连时，活塞杆在弹簧作用下使缸体摆角为零，行走马达停止转动，从而实现制动。
系统除主油路外，还有补油系统（由工作装置液压系统中的泵II供油）经补油阀给液压回路补油，在正常条件下，进入系统的多余油量经溢流阀7流出，通过马达的壳体后，进入散热器对系统进行散热，在制动及超速时，补油系统的液压油保证不出现吸空。补油系统还有一个作用，就是带走系统工作时产生的磨屑。
1.2.3滑移转向原理
整机的滑移转向是依靠行走液压系统来实现的。转向时，操纵左右2个伺服控制阀，改变和调整左右调速泵的排量，无级调节左右驱动轮转速差，即可实现不