天工-利勃海尔L551B型装载机作业液压系统

天工-利勃海尔L551B型装载机实物如图5-47所示。

图5-47 天工-利勃海尔L551B型装载机实物

L551B型装载机是从德国利勃海尔公司引进的具有世界先进水平的装载机。其斗容量为4m³，额定载重量为7t。大型装载机作业液压系统的设计直接影响整机性能，一般来说，用户要求作业液压系统操纵简单轻便，动作灵敏准确，使用安全可靠，自动化程度高，容易维护保养，低能耗以利于环保和降低作业费用等。日前，国际上大型装载机的设计都充分考虑了以上特点。下面以L551B装载机为例，对此做简要分析。图5-48所示是其作业液压系统原理。

图5-48 装载机作业液压系统原理

1—作业/转向泵 2—辅助泵 3—蓄能器 4—截止阀 5—减压式液控先导阀 6—悬浮位电磁阀 7—铲斗自动放平电磁阀 8—动臂举升限位电磁阀 9—多路阀 10—主安全阀 11～16—双作用安全阀 17—动臂缸 18—翻斗缸 19—附加缸

该系统主要由作业/转向泵1、多路阀9、辅助泵2、减压式液控先导阀5、电磁阀6～8、动臂缸17、翻斗缸18等组成。由于采用了分片式多路阀，可按需要增加阀片和附加缸及相应的附件。

本系统采用恒流量与恒功率组合调节变量，柱塞泵（图5-48中的元件1）为系统动力源。该泵的工作曲线如图5-49所示。

当装载机在额定负载内的举升和下降作业工况时，泵处于恒流工作区，即图5-49中的ab段，此时泵具有最大并基本恒定的流量和较低的工作压力（16MPa以下），使装载机在满足举升力和倾翻力条件下具有很快的作业速度。当装载机进行挖掘装载工况时需要泵提供较高的压力（16～27MPa）和适当的作业速度。此时泵转入恒功率工作区，即图5-49中的bc段，泵输出功率基本恒定，但工作压力大幅上升，流量显著下降，较好地适应装载机挖掘装载等高负载工况的需求。当系统压力接近27MPa时，泵的输出流量基本为零，不会产生大流量的溢流，从而避免了能量损失和系统发热。

系统多路阀为分片式三位六通换向阀，共两片。这一点是与众不同的。为了实现动臂的悬浮功能，系统内设置了悬浮位电磁阀（图5-48中元件6），通过相应的电控开关来实现悬浮。这种设计的原因将在下文提到。

图5-49 作业/转向泵的工作曲线(www.xing528.com)

a～b—恒流量工作区 b～c—恒功率工作区

作业液压系统多路阀的控制由先导控制回路完成。回路的工作压力为2.6MPa。辅助泵（图5-48中元件2）的控制油通过四个减压式液控先导阀（图5-48中元件5）分别控制两片多路阀，实现动臂举升、下降，铲斗外翻、收起四个动作。每个先导阀都有微动、半开、全开三个位置，可以精确控制作业装置的位置。

纵观L551B型装载机作业液压系统，其设计中非常注意系统的安全性、操纵性，并利用电-液技术相结合使系统功能得到增强。

在安全性方面，系统在先导控制回路中设置了蓄能器（图5-48中元件3）和截止阀（图5-48中元件4）。这样，在发动机突然熄火、辅助泵停止供油时，可以利用蓄能器中的液压油，使作业装置依靠重力回复到安全位置。当装载机处于行驶状态时，可以关闭截止阀，使整个先导控制回路被锁死，防止误操作。此外，系统特别为控制悬浮功能的电磁阀（图5-48中元件6）设计了一套安全性很高的电子回路：位于仪表盘上一左一右的A₁、A₂两个方键开关控制悬浮功能。只有先按下A₁开关并在4s内启动A₂开关，悬浮功能才启动。这就从根本上杜绝了此功能的误操作，提高了整机的安全性。

操纵方便是1551B型装载机的另外一个显著特征。图5-50所示为一个多功能操纵杆。通过它的前后左右运动，推动四个减压式液控先导阀（见图5-51），可以控制动臂缸及翻斗缸的动作。按钮4可以实现铲斗自动放平，按钮3为前进-后退挡位选择开关，旋转按钮1可以进行挡位选择（空挡、1挡、2挡、自动挡）。所以说，当右手握住这根操纵杆时，只需动一动手指头，即可实现诸多控制功能。而且，精心设计的手柄外形完全符合人机工程学，即使长时间操作也不会感到疲劳。由于转向系统采用了流量放大阀等技术，因此方向盘上的转动力矩很小，完全可用一只左手胜任。这些都极大地减轻了操作者的负担。

图5-50 多功能操纵杆

1—控制手柄（挡位选择） 2—减压式液控先导阀（四个） 3—前进-后退挡位选择开关 4—铲斗自动放平按钮 5—控制电缆 6—防尘护套

图5-51 减压式液控先导阀原理

该系统在先导控制回路中设置了两个电磁阀（图5-48中元件7、8），运用接近开关等电传感器控制它们，将电液技术结合在一起，实现了动臂举升高度限位、铲斗自动放平功能，进一步提高了整机的工作效率。特别是动臂举升高度限位功能，可以限制铲斗最大举升高度，非常适用于在高度有限的空间，如桥下、车间内、高压线下等场地施工，而且高度限位开关的调节非常方便。这就进一步减轻了驾驶员的负担，使驾驶员可以集中精力进行作业。当然，对提高作业时的安全性也是有好处的。