工程機械絕大部分需要用到液(yè)壓系統,根據需求的不同,有的(de)簡單有的複雜(zá),同時,在(zài)液壓回路上也有(yǒu)開式和閉式之分(fèn),它們的(de)區别主要在于油液的循環(huán)方式不同。
最基本(běn)的閉式回(huí)路由液(yè)壓泵、液壓馬(mǎ)達和主回路管道構成
我們常見的挖掘機液壓系統(tǒng)比較複雜,至少有下列(liè)執行元件:2個行走馬達,1個回轉馬達,1~2個大臂油缸、1個小臂油缸和1個鏟鬥(dòu)油缸,而且還需要做出(chū)複合動作。液壓油經液(yè)壓泵加(jiā)壓後通過換向閥(fá)或多路閥給液壓缸或液壓馬達供油以驅動工作機構,而回油則經換向閥或多路閥回(huí)到油箱(xiāng),這就是典型的開式回路。
典型的開式系統,回(huí)油流回油箱
不過有些機械相對來說比較簡單一些,比如靜液壓驅動的裝載機、推土機、滑移裝載機等,如果我們暫且不管工作裝置用到(dào)的(de)液壓系統(tǒng),單純從(cóng)傳動這一塊來看,就是液壓泵驅動液壓馬達,那(nà)還需(xū)要用開式回路嗎(ma)?如果把液壓馬達的回油直接接到(dào)液壓泵的進油管上是不是可行呢?實際上不僅可行(háng),各廠商也是這麼做的,這就是(shì)閉式回路。
閉式回路(lù)的基本構(gòu)成,油箱12的(de)作用比較小
在閉式(shì)回路中,液壓泵的進油管直接與執(zhí)行元件的回油管相連,工作液(yè)體(tǐ)在系統的管(guǎn)路中進行封閉循環。閉式回路結構較為緊湊,主回路具有對(duì)稱性和輸入輸出的(de)可逆性。閉式回路通常采用可(kě)雙向變量(liàng)的液壓泵(bèng),本身兼有調節流(liú)量和改變流(liú)向的雙重功能,可連(lián)續(xù)調(diào)節液壓馬達的轉速(sù)和旋轉方向,無需在主油(yóu)路中設置換向閥,液壓油的流動損失較小。
閉式回路元(yuán)件簡圖
同時,閉式回路能夠自動識别與适應負荷,可(kě)在(zài)驅動工況和制動工況之間瞬間轉換而無需通過閥組切換油路,從(cóng)靜止到最高速度都可以連(lián)續控制,傳動的平穩性好(hǎo)。而且還能實現動力制動,取代摩擦(cā)元件(jiàn)構成(chéng)行車制動系統。
圖中的推土機(jī)采用了4台液壓泵分别驅動兩(liǎng)側的各兩台液壓馬達
當然上面所談的都是(shì)原理,閉式回路在實際運(yùn)用中還需要安全閥、洩油管路、變量(liàng)機構、補油系統(tǒng)、沖(chòng)洗油路等才(cái)能構(gòu)成實用的液壓系統。從上面的介紹也可以看出,閉式回(huí)路适用于以液(yè)壓馬達驅(qū)動行走的車輛以及混凝土輸送罐這樣需要連續旋轉的工作部件,這也是為什麼在裝載機、推(tuī)土機、滑移裝載機能看到閉式回路的原因。
滑移裝載機内部,籃圈中是行走液壓泵,藍色箭(jiàn)頭所指為(wéi)兩側(cè)的行走(zǒu)馬達
在上述幾種機械上,通常采用一個液(yè)壓泵(bèng)對應一個液壓(yā)馬達,這樣如果是(shì)兩側各有一個驅(qū)動輪那麼就有兩套閉式回路,另外(wài)工程機械除(chú)了行走外還需要工作裝置,因此還有一套用于工作裝置的開式回路。這樣雖然性能得到提(tí)升,但成本會比采(cǎi)用機(jī)械傳動(dòng)要高一些。
對于挖掘機來(lái)說,中小型挖掘機的開式回路實(shí)際上相當于用一個或一組公共液壓動力(lì)源為衆多執行元件供(gòng)能,雖然有利于實(shí)現集成化、通用化和标準化,但對于(yú)回轉性能來(lái)說(shuō),實際是有(yǒu)所犧牲的。挖掘機的回轉雖(suī)然與行走一樣都使用(yòng)液壓馬達,但行走與挖掘機的(de)工作(zuò)性能無關(guān),而且會造成嚴重的磨(mó)損,所以挖掘機并不強調行走。而回轉則涉及(jí)工作性能,因此非常重要。
大(dà)型挖掘機(jī)由于采用多個液壓泵(組),因(yīn)此會有單獨的回轉(zhuǎn)泵(bèng)(組)以提高(gāo)回轉性能,比如卡特6090采用了8台工作(zuò)泵和(hé)6台回轉泵。不過有的挖掘機為了避免同時(shí)配備開(kāi)式和閉式回路(lù),以及在不需要回轉時回轉泵的流量可以被工作裝(zhuāng)置所用,雖有回轉泵但不是閉式回路,僅采用回轉優(yōu)先的設計(jì)來提高回轉性能。其餘的挖掘機則在回轉上采用了閉式回(huí)路,回轉泵專門用于(yú)回轉,不與工(gōng)作(zuò)回路(lù)合流,因此回轉性能也達到了最大化。目前,采用閉式回轉回路的挖掘機越來(lái)越多,70噸級産品也有采(cǎi)用。