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伸缩臂叉车负荷传感转向系统研究

时间:2017-7-28 9:09:00   来源:本网   添加人:admin

  伸缩臂叉车是将汽车起重机伸缩臂结构与传统叉车装卸功能有机结合的装卸机械。可以改变伸缩臂的长度,以达到所要求的作业高度和距离,解决了传统叉车结构形式的限制。可实现一机多用,配属多种快换装置,实现叉装、装载、举升等作业。具有作业距离大、作业高度高、能越障装卸货物和具有宽广的视野及较好的作业安全性能等优点。伸缩臂叉车转向系统的设计直接影响其作业性能,负荷传感转向系统可以满足伸缩臂叉车多种转向方式的要求。

  1伸缩臂叉车转向方式的分类转向系统的基本要求是操作轻便灵活,工作稳定可靠,使用经济耐用。转向性能是保证机械安全行驶,减轻驾驶人员的劳动强度,提高作业生产率的重要因素,因而成为评价轮式工程机械行驶性能的一个重要方面。

  轮式作业机械的转向方式可以分为偏转车轮转向和铰接转向2类。偏转车轮转向包括偏转前轮转向、偏转后轮转向、四轮转向和蟹行转向。

  该叉车的设计任务要求满足前轮转向、四轮转向和蟹行转向3种方式,如所示。

  前轮转向一般常采用偏转车轮转向方式,此时,前外轮的弯道行驶半径最大。在弯道行驶时,驾驶员易于用前外轮是否避过障碍来判断整机的行驶路线。后轮偏转方式比前轮偏转方式的阻力小,机动性好。无论前轮或后轮转向方式,在转向时,导向轮的滚动方向与机架的纵向轴线方向是不一致的。四轮转向主要用于对机动性有特殊要求的机械或机架特别长又要求弯道行驶半径不太大时,前后轮的导向轮以相反方向偏转。蟹行转向是前后轮同时偏转的另一种行驶方式,此时,全部车轮基本向相同的方向偏转。蟹行转向时能从斜向靠近或离开作业面。某些具有宽工作装置的机械在工作时,往往因为作用力不对中而使机械行驶方向偏扭,采用蟹行能够减少或消除这种现象,提高其在斜坡上作业时的稳定性。

  有些工程机械作业要求同时拥有前轮、后轮、四轮转向的集中转向方式。但由于转向方式越多,其转向结构就越复杂,如此会抵消一些转向形式性能的优越性。因此在设计多种转向形式的机械时,应做充分调查,并尽可能采用简单可靠的机构。

  2伸缩臂叉车转向系统的组成伸缩臂叉车液压转向系统的组成如所示,主要由方向盘、转向柱、转向器、转向梯形机构、转向液压缸和转向阀组成。该车采用最先进负荷传感转向系统,不同于传统液压助力转向。

  负荷传感液压转向系统主要由液压泵、优先阀、负荷传感转向器、转向溢流阀、系统溢流阀组成。

  3伸缩臂叉车负荷传感转向系统原理1个定量泵、1个YXL型优先流量控制阀(以下简称优先阀,静态信号)与负荷传感型转向器组成静态负荷传感液压转向系统,见优先阀为定差减压元件,无论负载压力和液压泵供油量如何变化,优先阀均能维持转向器内变节流口C1两端的压差基本不变,保证供给转向器的流量始终等于方向盘转速与转向器排量的乘积。

  液压泵可以采用定量泵,压力补偿变量泵及压力、流量补偿变量泵。使用定量泵时其他工作回路(EF)必须采用开芯系统,使用压力、流量补偿变量泵时,EP采用负荷传感系统或闭芯系统。

  优先阀必须满足最大泵流量要求,必须保证优先流量,优先阀控制压力应与转向器控制流量相匹配,动态信号优先阀与动态信号转向器相匹配。

  LSf路将来自转向器内部动节流口的压力信号通常小于2MPa)传到优先阀。优先阀中的溢流阀设定压力应比转向需求压力高2MPa如果需要设置系统安全阀来满足液压泵的安全,其压力必须高于优先阀中的溢流阀的设定压力。

  全液压转向器是由1对转阀和1对转定子计量装置组成,通过转向柱使转向器连接到车辆的方向盘上。当方向盘转动时,来自液压泵的油经转阀和转定子计量装置至液压缸的左或右腔取决于转动方向)。定子副排出的油与方向盘的转角成正比。

  负荷传感转向原理。转向器2优先阀转向器处于中位时,如果发动机熄火,液压泵不供油,优先阀的控制弹簧把阀芯推向右,接通CF油路。发动机启动后,优先阀分配给CF油路的油液,流经转向器内的中位节流口C)产生压降。C)两端的压力传到优先阀阀芯的两端,由此产生的液压力与弹簧力、液动力平衡,使阀芯处于1个平衡位置。由于C0的液阻很大,只要流过很小的流量便可以产生足以推动优先阀阀芯左移的压差,进一步推动阀芯左移,开大EF阀口,关小CF阀口,使流过CF油路的流量很小。转动方向盘时,当转向器的阀芯与阀套之间产生的相对角位移达到设定值后,中位节流口Q)完全关闭,油液流经转向器的变节流口C产生压降,C两端的压力传到优先阀阀芯的两端,迫使阀芯寻找新的平衡位置。如果方向盘的转速提高,在变化的瞬间,流过转向器的流量小于方向盘转速与转向器排量的乘积,计量装置带动阀套的转速低于方向盘带动阀芯的转速,结果阀芯相对阀套的角位移增加,变节流口C1的开度增加。这时,只有流过更大的流量才能在C两端产生转速变化前的压差,以推动优先阀阀芯左移。因此,优先阀内接通CF油路的阀门开度随方向盘转速的提高而大,优先阀向转向器的供油量将等于方向盘转速与转向器排量的乘积。

  转向液压缸达到行程终点时,如果继续转动方向盘,油液将无法流向转向液压缸。这时负载压力迅速上升,变节流口C两端的压差迅速减小。当转向油路压力超过转向安全阀的调定值时,该阀开启。压力油流经节流口产生的压降传到优先阀阀芯的两端,推动阀芯左移,迫使接通CF油路的阀口关小,接通EF油路的阀口开大,使转向油路的压力下降。熄火转向时,计量装置起液压泵作用,输出的压力油推动转向液压缸活塞,液压缸回油腔排出的油液经转向器内的单向阀返回变节流口Cl上游。

  在负荷传感型的转向系统中,通过优先阀可使转向系统和工作系统使用同一个液压泵供油或实现系统合流。另外,当使用带负载感应的液压泵时,会节省能量。负荷传感型转向器有1个LS口连接到优先阀或负载感应液压泵的LS口,使转向器的转向负载压力信号经油管雅荐管道长度<2m)传送到优先阀或负载感应液压泵,以控制系统供给转向器的供油量。当负荷传感型转向器处于中位时,转向系统内只有小于2L/mir的油量直接回流至油箱。

  根据以上分析知静态负荷传感转向系统具有以下特点|4|:对负荷变化有良好的压力补偿。

  转向回路与其他回路互不影响,主流量优先供给转向回路,中位时只有微小流量通过转向器,从而消除了由于向转向油路供油过多而造成的功率损失,提高了系统效率,改善热平衡状况。转向回路压力、流量保持优先,转向可靠。在优先保证转向流量的同时,多余的流量可完全供给EF油路。

  实际应用表明,采用该负荷传感转向系统的伸缩臂叉车能够满足3种转向方式要求,并具有很好的节能效果。

  4结论伸缩臂叉车负荷传感转向系统中同轴流量放大器与优先阀配合,能够优先按转向油路要求分配流量,液压泵剩余流量可以全部供给工作油路。如果转向油路和工作油路不同时出现最大流量要求,液压泵供油量只要稍大于2个油路的需求流量的较大者即可。

  采用负荷传感转向系统,不仅能满足伸缩臂叉车多种转向方式需要,还能使伸缩臂叉车在不同工况下,最大限度减少能量损失,降低油温,从而使发动机输出功率与伸缩臂叉车所需液压系统功率合理匹配,有效地节约能源。