叉車液壓系統開發出新技術研究所余建福課程主要內容叉車液壓傳動系統的原理及組成系統回路分析主要組成元件介紹三大油缸泵、閥、轉向器輔助元件系統的維護與保養及故障分析液壓傳動是利用工作液體傳遞能量的傳動機構。叉車的液壓傳動是通過油液把運動傳給工作油缸（起升油缸、傾斜油缸和轉向油缸），以達到裝卸貨物的目的。所以液壓傳動裝置是叉車的重要組成部分之一。液壓傳動借助于承載密閉容積內的液體的壓力能來傳遞能量或動力。液體雖然沒有一定的幾何形狀，卻有幾乎不變的容積，因而當它被容納于密閉的容器之中時，就可以將壓力由一處傳遞到另一處。當高壓液體在幾何容器內被迫移動時，就能傳遞機械能。叉車液壓傳動系統的原理及組成叉車液壓傳動系統的原理叉車液壓傳動系統的原理圖叉車液壓系統的組成1）動力機構：油泵，用以將機械能傳給液體，造成液體的壓力能。2）執行機構：包括油缸或油馬達，它們把液體的壓力能轉換為機械能，輸出到工作裝置上去。3）操縱機構：又稱控制調節裝置。通過它們來控制和調節液流的壓力、流量（速度）及方向，以滿足叉車工作性能的要求，并實現各種不同的工作循環。該部分包括多路閥、分流閥和安全閥等部件。4）輔助裝置：包括油箱、油管、管接頭、濾油器等。5）傳動介質：傳遞能量的流體，即液壓油。系統回路分析油泵回路

所謂油泵回路是解決油路中起升、傾斜、轉向各油缸是采用單泵、雙泵或是三泵供油的問題。在大噸位的叉車上由于各油缸所需流量很大，多用兩個油泵分別供油。即用一個大油泵供給起升和傾斜油缸；小油泵供給轉向油缸。這樣兩個油泵單獨工作，可以互不干擾。但是在某些叉車上也有采用單泵供油，這樣液壓系統結構比較簡單，整車容易布置，維修方便，同時也比較經濟，所以在叉車上采用較為普遍。采用單泵供有的液壓系統，為保證轉向油缸的用油，在泵的壓油油路上需裝設分流閥。分流閥的任務是將油泵的流量按比例的分流，一路去轉向油缸，另一路去起升油缸和傾斜油缸。采用分流閥的油泵油路的液壓系統原理圖如下。采用分流閥的油泵回路負載回路負載回路包括起升油缸和傾斜油缸的油路。起升和傾斜油缸的動作順序可用分配閥控制。分配閥在結構上可以實現幾種不同的油路。串聯油路

串聯油路指的是當兩個分配閥同時操縱時，其中一油缸的回油為另一油缸的進油。如圖所示傾斜油缸的回油為起升油缸的進油。這種油路的特點，不滿載起升負載時，可與傾斜油缸同時動作。若要求滿載同時動作，則P=P1+P2，這樣對油泵的壓力要求更高，故不甚合理。在叉車上很少用。油缸的串聯油路并聯油路并聯油路指的是由分流閥來的油不論何時都可以同時進入兩個分配閥和起升與傾斜兩個油缸。這種油路特點，顯然是P=P1=P2.若起升油缸與傾斜油缸內液壓相等時，則兩缸可同時動作，否則在P1<P2或P1>P2都不能同時動作，如仍要同時動作，必須在負荷小的那個分配閥上進行節流控制。目前在許多叉車上都采用這種并聯油路。油缸的并聯油路卸載回路

當油缸不工作時，要使油泵處于無負荷的運轉狀態，也就是要求卸荷。如不進行卸荷，則油缸停止工作時，油泵打出的將會通過安全閥會油箱，因安全閥開啟壓力很高，所以油泵仍在滿載工作狀態。這樣，不僅造成功率浪費，而且會使液體過熱，引起油質劣化，效率降低。另外，還要加速泵的磨損，使壽命降低。卸荷方法很多，但是在叉車上多采用分配閥的卸載回路。上述的負載回路各圖中均表示油缸不工作時，油泵排出的油是通過分配閥處于中間位置時無負荷地流回油箱。安全回路

叉車液壓系統中可能由于超載工作或油缸到達終點油路仍未切斷，以及油管堵塞等引起壓力突然升高，從而引起油管接頭，特別是油泵等液壓件損壞，增加漏損。因此，系統中必須設安全保護裝置，常用的就是安全閥。安全閥一般設置在油泵的出口。若采用共泵分流閥時，應將安全閥設置在分流閥之后，這樣可以不影響分流閥的分流效果。如圖2-1所示，安全閥A限制工作油缸油路的壓力，安全閥B限制轉向油路的壓力。安全閥的最大調定壓力應高于系統工作壓力的20％左右，但不得超過油泵所允許的最高壓力。限速回路當起升油缸活塞滿載下降時，可能出現下降速度過快，從而產生液壓沖擊，造成振動，致使管路或元件損壞，影響全車的穩定性。另外當滿載傾斜時（前傾），由于重力幫助活塞桿推出，可能使油缸另一腔來不及供油，出現真空的現象。因此，液壓系統應當采取速度限制措施。起升油缸下降速度的限制對于起升油缸下降限速方法主要有兩種，一種是節流限速，它包括利用分配閥節流（主要靠操作認真熟練，當起升油缸活塞下降時，該油缸分配閥的滑閥不要推到極端位置，利用滑閥凸肩節流）和單向節流閥節流。另一種是采用流量調節閥限制。傾斜油缸前傾速度的限制對于傾斜油缸的前傾限速方法主要有兩種，一種是靠分配閥節流，另一種是利用單向節流閥限速。防回跌回路在分配閥進油的閥體內或在進入分配閥的高壓管路上一般裝有單向閥,它的作用是當分配閥滑閥自中立位置向兩端移動時,要經過一個油泵,油缸和油箱互通的過渡位置,在此瞬時,油缸活塞會因重力作用而自動下降,將油缸中的油壓出通過分配閥滑閥的過渡位置回到油箱.因此,當緩慢移動分配閥滑閥時,會出現油缸先下降后上升的現象,即所謂的回跌現象.這樣對泵將產生沖擊,為避免這種現象,阻止液體倒流,裝設了防回跌單向閥.另外,裝了單向閥,當起升重載時油泵至分配閥一段高壓管如突然破裂損壞,可以避免貨叉下滑.液壓系統圖液壓系統主要元件介紹系統設計主要參數發動機額定轉速2400r/min發動機額定功率45kW額定起重量3000kg滑架重量153kg貨叉重量145kg內門架重量155kg起升高度3000mm傾斜油缸行程167mm轉向油缸行程2×100mm空載起升速度420mm/s滿載起升速度380mm/s前傾速度≤100mm/s門架傾角（前傾/后傾）6/12起升油缸液壓系統的參數設計包括下列各項內容：首先為滿足已定的載荷和運動速度，確定工作油缸的直徑和輸油量；計算管路系統液體壓力損失及容積損失；確定油泵的主要參數，液壓系統原動機功率的計算；管路通徑、油箱容量和過濾能力的計算等等。除此以外在必要時還應對工作部件進行校驗。起升油缸結構簡圖

1—防塵圈;2—U型密封圈;3—管接頭;4—O型密封圈;5—缸蓋;6—襯套;7—鋼背軸承;8—缸筒;9—活塞桿;10—活塞；11—鋼絲擋圈;12—支承環;13—擋片;14—U型密封圈;15—管路防暴閥；16—缸底;17—銷；18—螺塞；19—塞子;20—螺釘；傾斜油缸的設計傾斜油缸的作用是使門架前傾后仰，為了實現這個動作需采用雙向作用活塞式的液壓油缸，計算任務在于確定油缸直徑和流量的校核。這首先要求確定傾斜油缸所受的載荷，受力簡圖如下圖所示：傾斜油缸受力簡圖1—加油嘴;2—耳環;3—擋圈;4—關節軸承;5—螺栓;6—螺母;7—墊圈;8—防塵圈;9—擋圈;10—導向套；11—擋圈;12—擋片;13—U型密封圈;14—O型密封圈;15—鋼背軸承；16—活塞體;17—缸筒體；18—U型密封圈；19—支承環;20—缸底；21—鋼背軸承轉向油缸設計1—活塞體;2—防塵圈;3—擋圈;4—擋環;5—擋片;6—U型密封圈;7—導向套;8—O型密封;9—鋼背軸承;10—支承環；11—O型密封圈;12—缸體;轉向器組成原理選擇計算1－3t叉車采用的是BZZ型擺線轉閥式全液壓轉向器，它為開式無路感全液壓轉向裝置。它根據方向盤轉動的角度計量地將分流閥輸來的壓力油輸送給轉向油缸而實現轉向。當發動機熄火時，油泵不供油，事故閥起作用，可實現人力轉向。轉向器由三個部分組成：行星針齒擺線泵、控制閥、閥體。行星針齒擺線泵由轉子（件7）和定子（件8）組成，定子相當于7個圓弧針齒齒形的固定內齒輪。定子與一個有著6個短幅外擺線等距離曲線齒廓的轉子嚙合。定子中心與轉子中心之間有一偏心距?？刂崎y包括閥芯（件3）和閥套（件9），閥芯通過銷軸和聯動軸（件4）與轉子相連。閥芯與方向盤、轉向軸聯成一體。在閥套上開有多排油孔，在閥芯上也開有油孔和油槽，當方向盤不轉動時，回位彈簧片（件5）使閥套居于中間位置。配油盤起著向擺線泵輸配油的作用。在閥體中的高壓進油道和低壓回油道之間裝有單向閥，轉向器正常工作時，單向閥關閉。當發動機熄火，油泵停止供油，擺線泵作手泵使用時，單向閥開啟，供擺線泵吸油用1.限位柱2.閥體3.閥芯4.聯動軸5.彈簧片6.連接塊7.轉子8.定子9.閥套剖視圖中位左轉右轉齒輪油泵組成原理選擇計算齒輪泵中的封閉空間是兩個齒輪與殼體所形成兩個封閉空間，如圖中標記字母m和n的空間。當齒輪泵的齒輪按圖示方向轉動時，字母m所表示的空間（輪齒脫開嚙合處）的體積從小變大，從而形成部分真空，油液便被吸入，而字母n所表示的空間（齒輪進入嚙合處）的體積從大變小，而將油液壓入壓力油路中去。即m是吸油腔，n是壓油腔，它們由兩個齒輪的嚙合點隔開。油泵將發動機的機械能轉變為液壓能，所以油泵是叉車液壓系統的動力機構。多路換向閥與分流閥叉車使用的多路閥是結合叉車的使用特點而開發的一種專用液壓閥。一般叉車液壓系統執行機構主要由兩個并聯的傾斜油缸（帶動門架）和兩個單作用起升油缸（帶動貨叉）和轉向油缸等組成。要求系統能夠實現貨叉的起升下降和門架的前后傾以及車體的轉向等功能。由于叉車的空間所限，一個多路換向閥必須全部完成這些動作。所以叉車使用的多路閥設計成兩個或兩個以上片式換向閥為主體的組合結構，以滿足叉車不同功能的要求。常用的二片式多路閥（如圖1-5）由四片閥體、2個滑閥、一個安全溢流閥和一個分流閥組成。四片閥體由三個雙頭螺栓和螺母將其合裝在一起，傾斜滑閥裝有傾斜自鎖閥。（1）滑閥的操作（以傾斜滑閥為例）（a）中立位置此時從油泵排出的高壓油通過中立位置返回油箱。（b）推動滑閥此時關閉中間通道，從進油口來的油打開單向閥流向油缸接口B，從油缸接口A來的油通過低壓通道流向油箱，借助于回位彈簧，可使滑閥回到中立位置。

（c）拉出滑閥此時關閉中立位置，從進油口來的油打開單向閥，并流向油缸接口A，從油缸接口B來的油通過低壓通道流向油箱，借助于回位彈簧，可使滑閥回到中立位置。主安全溢流閥由主閥A和先導閥B兩部分組成，當多路閥進行換向時，C腔與工作機構（如起升缸、傾斜缸）的高壓油相通，壓力油通過固定節流孔D、E，作用于先導閥B，當系統壓力大于系統調定壓力時，先導閥B打開，使F腔壓力降低，整個主閥閥芯A向右移動，使壓力油直通低壓通道G，使C腔卸荷以保證系統壓力的穩定，調節螺釘H可用來調整系統的穩定壓力值。分流安全閥結構較簡單，為直動式溢流，利用液體壓力直接與彈簧力相平衡的原理得到轉向系統的穩定壓力值。當操作轉向盤時，油腔M與高壓油路相通，當系統壓力大于彈簧壓力時，閥芯N右移，壓力油由T腔通低壓油路，使M腔卸荷，以保證轉向系統壓力的穩定，調節螺釘K可用來調整系統的穩定壓力值。

L閥為平衡滑閥，通過流量和壓力的不斷變化，使滑閥L向左右移動來改變R、S兩處的開度，保證去工作腔Q和出口PS去全液壓轉向器的流量自動平衡，按比例穩定分流；a、b、c為固定節流孔。（2）主安全溢流閥和分流安全閥（3）傾斜自鎖閥的動作傾斜滑閥裝有自鎖閥，主要用來防止因傾斜缸內部負壓（吸空現象）可能引起的振動，并避免因操作手柄發生貨物傾翻的危險。一般傳統結構，發動機熄火后也能操作傾斜滑閥使之前傾，但采用這種傾斜自鎖閥，在發動機熄火時，即使猛推操縱閥桿也不能使門架前傾，其結構見圖1-10，為傾斜自鎖閥在中位時的狀態。閥體的接口，“A”、“B”口分別接到傾斜缸活塞的前后腔，當拉出滑閥時（見上圖），高壓油（P）進入接口“A”，后腔的油由“B”返回油箱（T），此時門架處于后傾狀態。

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