工程機械絕大(dà)部分需要用到液壓系統,根據需求(qiú)的不同,有的(de)簡單有的複雜,同時,在(zài)液壓回路上也有開式和閉式之分,它們的區别主要在于油(yóu)液的循環方式不同。
最基本的(de)閉式回路由液壓泵、液壓馬達和主回路管道構成(chéng)
我們常見的挖掘機液壓系統比較複雜,至少有下列執行元件:2個行走(zǒu)馬達,1個回(huí)轉馬達,1~2個大臂油缸(gāng)、1個小臂油缸和1個鏟(chǎn)鬥油缸,而且還需要(yào)做出複合動作。液(yè)壓油經液壓泵加壓後通過換向閥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(zé)經換向閥或多路閥回(huí)到油箱,這就是典型的開式回(huí)路。
典型的開(kāi)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(bǐ)如靜液壓驅(qū)動(dòng)的裝載機、推土機、滑移(yí)裝載機等,如果我們暫且不管工作裝置用(yòng)到的液(yè)壓系統,單純從傳動這一塊來看,就是液壓泵驅動(dòng)液壓馬達,那還需要用開式回路嗎(ma)?如果把液壓馬(mǎ)達的回油直接接到液壓泵的進油管上是不是可(kě)行呢?實際上不僅可行,各廠商也是這麼(me)做的(de),這就是閉(bì)式回路。
閉式回路的(de)基本構成,油(yóu)箱12的作用比較小
在閉式回路中(zhōng),液壓泵的進油(yóu)管直接與執行元件的回油管相連,工作液體(tǐ)在系(xì)統的管路中進行封閉循環。閉式回路結構較為緊湊,主回路具有(yǒu)對稱性和輸入輸出的可逆性。閉式回路通常采用可雙向變量的液壓泵,本身兼有調節流量和(hé)改變流向的雙(shuāng)重功能,可連續調節液壓馬達的轉(zhuǎn)速和旋轉方向,無需在主油路中(zhōng)設置換(huàn)向閥,液壓油的(de)流動損失較小。
閉式回路元(yuán)件簡圖
同時,閉式(shì)回路能夠(gòu)自動識别(bié)與适應負(fù)荷,可在(zài)驅(qū)動工況和制動工況(kuàng)之間(jiān)瞬間轉換而無(wú)需通過閥組切換油(yóu)路,從靜止到(dào)最高速度都可以連續控制(zhì),傳動的平穩性好。而且還能實現動力制動,取代摩擦(cā)元件構成行車制動系統。
圖中的推土機采用了4台(tái)液壓泵分别驅動兩側的各兩台液壓馬達(dá)
當然上面所談的都(dōu)是(shì)原理(lǐ),閉(bì)式回路在實際運用中還(hái)需要安全閥、洩油管路、變量機構、補油系統(tǒng)、沖洗油路等(děng)才能構成(chéng)實用的液壓系統。從上面(miàn)的介紹(shào)也可以看出,閉式(shì)回路适用于以(yǐ)液(yè)壓馬達驅動行走的車輛以及混凝土輸送罐這樣需要連續旋轉的(de)工作部件,這也是為(wéi)什麼在裝載機、推土(tǔ)機、滑(huá)移裝載機能看到閉式回路的(de)原因。
滑移裝載(zǎi)機(jī)内部,籃圈中是行走液(yè)壓泵,藍色(sè)箭頭所指為兩側的行走馬達
在上(shàng)述幾種機械上,通常(cháng)采用一個液壓泵對應一個液壓馬達,這樣(yàng)如果是兩側各有(yǒu)一個驅動輪那麼就有兩套閉(bì)式回路,另外工程機械除(chú)了行走外還需要工(gōng)作裝置,因此還有一(yī)套用(yòng)于工作裝置的開式回路。這樣雖然性能得到提升,但成本會比采用機械傳動(dòng)要(yào)高一些(xiē)。
對于挖掘機(jī)來說,中小(xiǎo)型挖掘機的開式回路實際上相當于用一個或一組公共液壓動力源為衆多執行元件供(gòng)能,雖然有利于實現集成化、通用化和标(biāo)準化,但對于回轉性能來說,實際是有所犧牲的。挖掘機的回(huí)轉雖然與行走一樣都使用(yòng)液壓馬達,但行走(zǒu)與挖掘機的工作性能無關,而(ér)且會(huì)造成嚴重的磨損,所以挖掘機并不(bú)強調行走(zǒu)。而回轉則(zé)涉及工作性能(néng),因此非常重要。
大(dà)型挖掘(jué)機(jī)由于采用多個液壓泵(bèng)(組(zǔ)),因此會有單獨的(de)回轉泵(組(zǔ))以提高(gāo)回轉性能,比如卡(kǎ)特6090采(cǎi)用了8台工作泵和6台回(huí)轉泵。不(bú)過有的挖(wā)掘機(jī)為了避免同時配備(bèi)開式(shì)和閉式回路,以及在(zài)不需要回轉時回轉泵的(de)流(liú)量可以被工作裝置(zhì)所(suǒ)用,雖有回(huí)轉泵但(dàn)不(bú)是閉式回路,僅采用(yòng)回轉優先的設計來提高回轉(zhuǎn)性能(néng)。其餘的挖掘機則在回轉上采用(yòng)了閉式回路,回轉泵專門用(yòng)于回轉,不與工作回路合流,因此回轉性能也達到了(le)最大化。目前,采用(yòng)閉式回轉回(huí)路的挖掘機越來越多,70噸級産品也有采用。