针对上述问题对框架车轨迹调整液压系统进行了改进,为了建立起背压,提出了两套改进方案:方案一改进后系统原理如图7-11所示,在转向液压缸相连的回路上安装平衡阀和蓄能器,给密闭的容积充上一定压力后利用蓄能器和平衡阀双重保压,建立背压后可以有效地解决转向过程中出现的油液可压缩性问题;蓄能器里的油液可以及时地补充管路和各阀口泄漏的油液。
图7-11 方案一改进后轨迹调整系统原理图
该方案的优点在于平衡阀和蓄能器为常见的液压元件且体积较小、易于安装,可以解决转向过程中油液可压缩性问题,并且可以通过蓄能器补充油液,延长轨迹调整后的保持时间。
图7-12为方案二改进后的系统原理图,在转向液压缸的密闭容积回油管路上加有两个球阀,且后边装有一个手动泵。当手动轨迹调整完毕后,通过手动泵给系统提供一定压力的油液,然后关闭球阀,利用球阀的关闭密封性能使回油管路上建立起和手动泵出口调定压力值相等的背压。
该方案中,手动泵可以提供可调节的压力油补充到系统回路中,通过关闭球阀保持背压改善跑偏现象,其优点是手动泵可以随时给系统补油,但是手动泵以及与其相匹配的小油箱所需安装空间相对较大,且对后加球阀的密封性能要求相对较高,所以对于空间有限的框架车手动轨迹调整系统来讲不太合适。
通过比较后,框架车的手动轨迹调整系统的改进选用方案一,在AMESim软件环境中建立起改进后轨迹调整系统的模型如图7-13所示。图中可调节流阀代替球阀的开关,改进前系统无平衡阀和蓄能器,用正弦信号控制手动轨迹换向阀换向,平衡阀为华德液压的DC型,开启压力2.5MPa,蓄能器选用囊式的,用于补充系统的泄漏油液,可以迅速建立起背压。
图7-12 方案二改进后轨迹调整系统原理图
图7-14显示的为手动轨迹调整液压系统改进前后与转向液压缸相连回路上的背压变化情况,从图中可以看出在改进前当手动轨迹调整转向机构完毕且处于中位工作状态时,大约在1.5s以后系统由于泄漏等原因背压为0.1013MPa,等于大气压,几乎没有背压,所以会造成上述的跑偏问题。改进后的系统在调整完毕后可以明显地形成2.5MPa左右的压力,平衡阀形成的背压可以使转向液压缸前后部分处于直线位置。(www.xing528.com)
蓄能器主要是用来补充系统中由于泄漏而损失的流量的,在改进后的系统中,如果回路出现泄漏,蓄能器就会输出一定流量的液压油来及时补充。在仿真中通过可调节流阀的打开通往油箱来模拟实际泄漏情况,在此情况下蓄能器出口流量变化曲线如图7-15所示。图中显示在1~1.5s蓄能器在充油液流量为正,在5~6.5s系统出现了泄漏,此时蓄能器开始进行油液的补充流量为负,在整个过程中蓄能器可以及时地为泄漏部分补充油液,可以达到设计目的。
通过对改进前后框架车手动轨迹调整液压系统的仿真分析,可以看出平衡阀和蓄能器的联合使用可以有效地解决跑偏问题,与原系统相比具有明显的优势。对改进后的手动轨迹调整系统用压力表进行压力测量,如回路中确实建立起了一定的背压,有效地减缓了框架车转向时出现的跑偏现象。
图7-13 改进后轨迹调整系统仿真模型
图7-14 改进前后系统回路背压对比曲线
图7-15 改进后系统蓄能器出口流量变化曲线
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