比例減壓閥用于液壓工程車輛的技術(shù)改進(jìn)

許多實(shí)際生產(chǎn)場合，如搶險救災(zāi)、爐渣清理、危房拆遷、船艙清理、垃圾清理等危險及惡劣環(huán)境，需對機(jī)械進(jìn)行遙控。集光、機(jī)、電、液于一體的車輛無線遙控駕駛技術(shù)是解決這一問題的有效途徑。

1．滑移轉(zhuǎn)向工程機(jī)的液壓系統(tǒng)工作原理

整車的液壓系統(tǒng)由3個互相聯(lián)系的液壓回路組成，即工作回路、行走回路和伺服控制機(jī)構(gòu)回路。其原理圖如圖15所示，整個液壓系統(tǒng)由安全閥保護(hù)。

(1)工作回路。工作回路中的液壓能源由雙聯(lián)泵8中的大泵提供，油液經(jīng)過濾器14從油箱11中吸油，然后經(jīng)管路傳送到機(jī)器后部的分配器(兩個三位六通液動換向閥)3，并按照駕駛員的意圖實(shí)現(xiàn)對臂架液壓缸2、鏟斗液壓缸1的控制，以滿足正常工作需要。同時，工作回路中的安全閥將工作壓力限定在一定范圍內(nèi)，油液做功后經(jīng)散熱器散熱后流回油箱。

(2)行走回路。行走回路是通過一個靜液壓傳動回路來實(shí)現(xiàn)的，即由兩個斜盤柱塞泵5提供液壓能，經(jīng)過高壓管路推動定量電動機(jī)7旋轉(zhuǎn)并輸出轉(zhuǎn)矩，經(jīng)過減速機(jī)構(gòu)后傳遞到機(jī)器兩側(cè)車輪上實(shí)現(xiàn)機(jī)器的運(yùn)動。電動機(jī)輸出后的油液直接流回柱塞泵形成閉式回路。為了解決閉式回路中的潤滑和散熱問題，在兩個柱塞泵上各疊加一個補(bǔ)油泵6，該泵經(jīng)過柱塞泵箱內(nèi)的單向閥16沖洗柱塞泵后直接進(jìn)入閉式回路的低壓分支，回路中多余的油液經(jīng)電動機(jī)與柱塞泵的泄油口流回油箱。

(3)控制回路。雙聯(lián)齒輪泵中的小泵供出的油液經(jīng)安全閥調(diào)整到正常的壓力范圍后經(jīng)開關(guān)閥接通控制裝置。手動操作接通伺服手柄10，遙控操作時接通比例減壓悶?zāi)K9，同時激活液壓制動器20。通過駕駛員對控制裝置9或10的操作，控制壓力油推動分配器閥心偏離中位或柱塞泵斜盤有傾角輸出，來實(shí)現(xiàn)該機(jī)器的全部控制。

2．滑移轉(zhuǎn)向工程機(jī)的電液控制改造

滑移轉(zhuǎn)向工程機(jī)通過對減壓式先導(dǎo)閥的控制實(shí)現(xiàn)對整車全液壓的控制，因此，利用二位三通電磁換向閥12將三通電磁比例減壓閥模塊9并聯(lián)于手動減壓式先導(dǎo)閥模塊10，通過對電磁換向閥12的控制實(shí)現(xiàn)手動遙控的兼容互換(見圖15)。這種方式可以實(shí)現(xiàn)滑移轉(zhuǎn)向工程機(jī)的液壓系統(tǒng)改造。

利用比例減壓閥模塊9遙控作業(yè)時，工程車輛的工作回路、行走回路都是采用復(fù)合式控制方式，這樣可以最大限度提高工程車輛的工作效率。由于滑移轉(zhuǎn)向工程機(jī)的功率是通過控制調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)油門開度來改變發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)的，通過調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)的油門開度，改變整個液壓系統(tǒng)液壓油流量和壓力，以適應(yīng)不同工況下對發(fā)動機(jī)不同功率的要求，從而實(shí)現(xiàn)對發(fā)動機(jī)的最優(yōu)控制。因此，隨著發(fā)動機(jī)油門開度的增大，雙聯(lián)泵8和斜盤柱塞泵5的泵油壓力隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的增加而增加，也就是滑移轉(zhuǎn)向工程機(jī)的工作回路、行走回路和控制回路的壓力隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的增加而增加。那么，在改變發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速時，通過改變電磁比例減壓閥模塊9的控制電流來改變控制回路的油壓，可以有效控制工作回路中的臂架液壓缸2、鏟斗液壓缸1和行走回路中的定量電動機(jī)7達(dá)到最佳作業(yè)效果，以適應(yīng)不同工況下對發(fā)動機(jī)不同功率的要求。

對于遙控手控兼容的工程車輛，要求手動控制應(yīng)具有優(yōu)先性。因此，二位三通電磁換向閥12不通電時，應(yīng)是手動減壓式先導(dǎo)閥模塊10控制整車液壓系統(tǒng)；通電時，三通電磁比例減壓閥模塊9控制整車的液壓系統(tǒng)，此時，滑移轉(zhuǎn)向工程機(jī)遙控作業(yè)。為了保證改裝后的工程車輛能正常工作，需要在控制回路上利用梭閥實(shí)現(xiàn)手控和遙控系統(tǒng)的互鎖。

這種改造方式的優(yōu)點(diǎn)是不但滿足了對手控原機(jī)型的液壓系統(tǒng)最大繼承性要求，而且使遙控電氣系統(tǒng)最大程度地簡易化，并且可以方便地并聯(lián)到原液壓回路中。而且，如果用三通電磁比例減壓閥模塊9替換原車上的手動減壓式先導(dǎo)閥模塊10，可實(shí)現(xiàn)對原車的純遙控改造。

隨著數(shù)字式無線通信技術(shù)迅速發(fā)展，出現(xiàn)了性能穩(wěn)定、工作可靠的適合于工程機(jī)械的無線遙控系統(tǒng)，例如德國HBC公司生產(chǎn)的無線遙控系統(tǒng)、美國Sum-Jack公司生產(chǎn)的油門驅(qū)動器、意大利TCN公司生產(chǎn)的比例減壓閥等都已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工程車輛的無線遙控改造。工程車輛原來手動操作的各個元件都能接受遙控電信號的指令并進(jìn)行相應(yīng)動作，成了遙控車輛。