液壓挖掘機(jī)講座一

1、概 述一、液壓挖掘機(jī)基本動作分析和對液壓系統(tǒng)的要求要了解和設(shè)計挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)，首先要分析液壓挖掘機(jī)的工作過程和了解挖掘機(jī)的作業(yè)要求出發(fā)。從分析液壓挖掘機(jī)基本動作著手。要掌握各液壓作用元件動作時的流量，力和功率要求，液壓作用元件互相配合的復(fù)合動作要求，共同工作時油泵對同時動作各液壓元件供油時的流量分配和功率分配。下面對液壓挖掘機(jī)工作循環(huán)的四個基本動作：挖掘滿斗舉升回轉(zhuǎn)卸載返回，以及行走進(jìn)行分別說明。（一）基本動作1、挖掘通常以鏟斗液壓缸或斗桿液壓缸分別進(jìn)行單獨挖掘，或者兩者配合進(jìn)行挖掘。在挖掘過程中主要是鏟斗和斗桿有復(fù)合動作，必要時配以動臂動作。平整土地和切削斜坡時，須同時操縱動臂和斗桿，使斗

2、尖能沿直線移動（見圖1），此時斗桿收回和動臂抬起，希望斗桿和動臂分別由獨立泵供油，以保證彼此獨立，互不干擾。并要求泵供油流量小，使油缸動作慢，容易控制，要保持鏟斗一定切削角并按一定軌跡進(jìn)行切削，或用斗底來壓整地面，則需鏟斗、斗桿、動臂三者同時動作完成復(fù)合動作（見圖2）。圖1斗尖沿直線掘削圖2保持鏟斗切削角進(jìn)行切削和壓整地面為提高掘削速度，采用斗桿挖掘時，一般采用雙泵合流（個別采用了3泵合流）。鏟斗單獨挖掘時，也有采用雙泵合流（特別是大型挖掘機(jī)）。下面以3泵系統(tǒng)來說明復(fù)合動作挖掘時，油泵流量分配和分合流油路連接供油情況。當(dāng)斗桿和鏟斗復(fù)合運(yùn)動挖掘時，供油情況如圖3所示，斗桿油壓接近溢流閥壓力時，原

3、來溢流的油供給鏟斗有效利用。圖3 斗桿和鏟斗復(fù)合挖掘時供油情況 圖4 斗桿和動臂復(fù)合動作時供油情況當(dāng)斗桿和動臂復(fù)合動作時，因動臂僅是起調(diào)整位置作用，主要是斗桿挖掘，因此采用斗桿優(yōu)先合流，雙泵供油，如圖4所示。當(dāng)動臂、斗桿和鏟斗復(fù)合運(yùn)動時，為了防止同泵供油，相互動作干擾，對三泵系統(tǒng)，各泵單獨供一個液壓作用元件較好。對2泵系統(tǒng)，復(fù)合動作相互干擾可能性大，需采用節(jié)流等措施進(jìn)行流量分配，其流量分配要求和3泵系統(tǒng)相同。進(jìn)行溝槽側(cè)壁掘削和斜坡整修時，為進(jìn)行有效的垂直掘削，要求向回轉(zhuǎn)馬達(dá)提供壓力油，產(chǎn)生回轉(zhuǎn)力，保持鏟斗貼緊側(cè)壁進(jìn)行切削，因此需回轉(zhuǎn)和斗桿同時供油，一起動作，如圖5所示。圖5溝槽側(cè)壁掘削回轉(zhuǎn)和斗

4、桿收縮同時動作，由同一泵供油，需采用回轉(zhuǎn)優(yōu)先油路，否則油流向壓力低處，使得掘削時緊貼側(cè)臂很困難。在斗桿油缸活塞桿端回油路上設(shè)置可變節(jié)流閥，此閥開口大小和節(jié)流程度由回轉(zhuǎn)先導(dǎo)壓力來控制，回轉(zhuǎn)先導(dǎo)壓力大，節(jié)流大，則斗油缸回油壓力增高，使泵供油壓力提高。因此隨著回轉(zhuǎn)操縱桿行程增大，回轉(zhuǎn)馬達(dá)油壓增加，回轉(zhuǎn)力增大。在挖掘過程中，有可能碰到石塊和樹根等，往往挖不動，需短時增大掘起力時，希液壓系統(tǒng)能暫時增壓，把主壓力閥壓力提高，增力把障礙物挖掉。2、滿斗舉升回轉(zhuǎn)挖掘結(jié)束后，動臂缸將動臂頂起，滿斗提升，同時回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)使轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)向卸土處。此時主要是動臂和回轉(zhuǎn)的復(fù)合動作。動臂舉升和回轉(zhuǎn)同時動作時，兩者要求在速度上匹

5、配，要求回轉(zhuǎn)到指定卸載位置時，動臂和鏟斗自動舉升到正確地卸載高度。由于卸載所需回轉(zhuǎn)角角度是不同的，隨挖掘機(jī)相對自卸車的位置而變，因此動臂舉升速度和回轉(zhuǎn)速度相對關(guān)系應(yīng)該是可調(diào)整的。卸載回轉(zhuǎn)角度大，則要求回轉(zhuǎn)速度快些，而動臂舉升速度慢些。在回轉(zhuǎn)起動時，由于慣性較大，油壓會升得很高，有可能從溢流閥溢出，此時應(yīng)將溢流的油供給動臂如圖6所示圖6動臂和回轉(zhuǎn)同時動作 圖7工作裝置同時動作 圖8 工作裝置同時動作（3泵系統(tǒng)）在回轉(zhuǎn)舉升時，除了動臂舉升外，斗桿要同時外放，有時還需對鏟斗進(jìn)行調(diào)整，此時是回轉(zhuǎn)、動臂、斗桿和鏟斗進(jìn)行復(fù)合動作。由于滿斗舉升時動臂油缸壓力高，導(dǎo)致變量泵流量減小，為使動臂舉升和回轉(zhuǎn)、斗桿外

6、放相配合，因此除一個泵專供動臂缸以外，另一泵除供回轉(zhuǎn)和斗桿外，另有部分油供動臂，如圖7所示，但由于動臂舉升油壓較高，大部分時間單向閥是關(guān)閉的，左泵只供回轉(zhuǎn)和斗桿3泵系統(tǒng)供油情況如圖8所示。各泵分別供給一液壓動作元件，動作無干擾?；剞D(zhuǎn)運(yùn)動一般所需流量較小，宜采用較小流量泵，用大流量泵驅(qū)動，在啟動和制動過程中轉(zhuǎn)動慣量很大，產(chǎn)生功率損失較大。3、卸載轉(zhuǎn)至卸土位置時，轉(zhuǎn)臺制動，用斗桿調(diào)節(jié)卸載半徑和卸載高度，用鏟斗缸卸載。為了調(diào)整卸載位置，還需動臂配合動作。卸載時，主要是斗桿和鏟斗復(fù)合作用，間以動臂動作。4、空斗返回卸載結(jié)束，轉(zhuǎn)臺反向回轉(zhuǎn)動臂，同時動臂缸和斗桿缸相配合動作，把空斗放到新的挖掘點。此工況是

7、回轉(zhuǎn)、動臂和斗桿進(jìn)行復(fù)合動作。動臂下降有重力作用，壓力低，變量泵流量大，下降快，要求回轉(zhuǎn)速度快，因此該工況的供油情況是：一個泵全部流量供回轉(zhuǎn)，另一泵大部分油供動臂，少部分油經(jīng)節(jié)流供斗桿如圖9所示。 圖9 空斗返回同時動作當(dāng)發(fā)動機(jī)在低轉(zhuǎn)速時，油泵供油量小，為防止動臂因重力作用迅速下降，動臂油缸產(chǎn)生吸空現(xiàn)象，可采用動臂下降再生補(bǔ)油，利用重力將動臂缸的油缸腔的油供至活塞桿腔。5、行走時復(fù)合動作在行走的過程有可能要求作業(yè)裝置液壓元件（回轉(zhuǎn)、動臂、斗桿和鏟斗）動作進(jìn)行調(diào)整。在雙泵系統(tǒng)，一泵供左行走，另一泵供右行走。此時如某一液壓元件動作，使某一泵分流供油，就會造成一側(cè)行走速度降低，影響直線行駛性。特別是

8、當(dāng)挖掘機(jī)進(jìn)行裝車運(yùn)輸，上下卡車行走時，行駛偏斜會造成事故。為了保持直線行駛性：（1）對三泵系統(tǒng)供油情況如圖10所示，左右行走分別一泵供油，另一泵供作業(yè)液壓作用元件（動臂、斗桿、鏟斗和回轉(zhuǎn)）圖10 行走時三泵供油情況 圖11一泵供行走，一泵供作業(yè) 圖12雙泵合流并聯(lián)向作業(yè)和行走供油 （2） 雙泵系統(tǒng)：目前液壓挖掘機(jī)采用以下方式：a. 一泵并聯(lián)供左右行走，另一泵供作業(yè)液壓作用元件，供作業(yè)裝置液壓作用元件多余的油，可通過單向閥向行走供油，如圖11所示b. 雙泵合流并聯(lián)向左、右行走馬達(dá)和作業(yè)裝置液壓作用元件同時供油，如圖12所示。（二）液壓挖掘機(jī)對液壓系統(tǒng)的性能要求 液壓挖掘機(jī)具有多種機(jī)構(gòu)：行走、回轉(zhuǎn)

9、、動臂、斗桿和鏟斗等、多自由度，液壓作用元件數(shù)量多，要求實現(xiàn)的動作很復(fù)雜，對液壓系統(tǒng)提出了很高的要求，挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)是工程機(jī)械液壓系統(tǒng)中最復(fù)雜的。 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的主要要求：1操縱控制性能要求高，各作用元件的調(diào)速性要好，精細(xì)作業(yè)要求微動，高生產(chǎn)率要求快速動作，調(diào)速范圍要求廣，作業(yè)阻力變化大，各種不同作業(yè)工況所需功率變化范圍大。2挖掘機(jī)作業(yè)需各液壓作用元件單獨動作，但更多情況下要求各作用元件互相配合實現(xiàn)復(fù)合動作，而且動臂、斗桿、鏟斗、回轉(zhuǎn)和行走之間幾乎都要復(fù)合動作，復(fù)合動作范圍廣，形式多樣復(fù)雜，同時要求復(fù)合動作時有良好的復(fù)合操縱性能，能合理地分配共同動作時各液壓作用元件的流量和功率。為了實現(xiàn)這

10、些要求液壓系統(tǒng)必須采用各種措施，因此液壓系統(tǒng)很復(fù)雜。3挖掘機(jī)作為生產(chǎn)設(shè)備，工作時間長，能量消耗大，要求液壓系統(tǒng)效率高，節(jié)能降低能耗和排放，使總發(fā)熱量小，液壓油溫不要太高，因此對各液壓元件和管路都要求降低能耗。在液壓系統(tǒng)中要充分考慮節(jié)能措施。4提高挖掘機(jī)生產(chǎn)效率很重要，液壓系統(tǒng)要考慮能與發(fā)動機(jī)很好匹配，能充分利用發(fā)動機(jī)全功率。5挖掘機(jī)工作條件惡劣，載荷變化劇烈，沖擊振動大，對各液壓元件的可靠性和耐久性有很高的要求。二液壓挖掘機(jī)液壓回路的基本類型液壓挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)很復(fù)雜，形式和種類很多，可以從不同的角度進(jìn)行分類，下面從閥和泵兩方面進(jìn)行分類。（一） 從多路閥的型式來看：可以分成兩大類1. 中位開式系

11、統(tǒng)：采用六通閥，該閥特點是有兩條供油路，一條是直通供油路，另一條是并聯(lián)供油路，如圖13所示圖13開式油路這種油路調(diào)速方式是進(jìn)油節(jié)流和旁路節(jié)流同時起作用的形式，其調(diào)速性能差，調(diào)速特性受負(fù)荷壓力和油泵流量的影響。因此這種閥系統(tǒng)操縱性能差。同時這種油路系統(tǒng)的液壓作用元件一起復(fù)合動作時，相互間有干擾，使得復(fù)合動作操縱非常困難。對液壓挖掘機(jī)來說調(diào)速性能和復(fù)合動作操縱性是很重要的，因此這是中位開式系統(tǒng)的大缺點。2. 中位閉式負(fù)荷傳感壓力補(bǔ)償系統(tǒng)圖14閉式油路閉式油路如圖14所示，可以采用一個泵同時供給所有液壓作用元件，每一個液壓元件動作速度只和操縱閥的閥桿行程有關(guān)，與負(fù)荷和泵流量無關(guān)，多個液壓元件同時動作

12、時相互無干擾。操縱性好是閉式油路的主要優(yōu)點。3. 開式和閉式油路的對比開式油路主要問題是：閥調(diào)速特性隨負(fù)荷波動；多負(fù)荷同時工作互相干擾，液壓元件最大速度不能任意設(shè)定。這些問題采用閉式油路后都可以解決，而且對各種附屬裝置適應(yīng)性強(qiáng)，根據(jù)附屬裝置需要，可以通過調(diào)整補(bǔ)償程度來實現(xiàn)完全補(bǔ)償特性、接近開式油路特性和中間狀態(tài)特性。閉式油路主要問題是：動態(tài)性能差，目前已有改進(jìn)措施；有人認(rèn)為壓力補(bǔ)償產(chǎn)生壓差會使系統(tǒng)效率降低，能量損失大。根據(jù)日本小松在10T級和20T級二種挖掘機(jī)所作實際測試結(jié)果，作業(yè)效率以每小時土方量來表示：以開式油路為1，對閉式油路，10T級為1.04，20T級為1.13；燃料消耗量以每升燃料

13、的土方量來表示：以開式油路為1，對閉式油路，10T級為1.02，20T級為1.09。結(jié)論是閉式回路的作業(yè)效率高，燃料消耗量低，因此日本小松把大量挖掘機(jī)從開式油路改為閉式油路。（二）從泵的型式和控制方式來看1. 泵的數(shù)量：單泵、雙泵、三泵和多泵采用液壓泵的數(shù)量多少要考慮以下因素：（1） 液壓傳動的缺點是遵守“帕斯克”原理，泵的油壓按共泵供油液壓元件的最高壓力來確定，多液壓元件同時工作所需油壓不同，必然存在壓差損失，從這點來看，油泵數(shù)宜多。（2） 通常中位開式系統(tǒng)，泵數(shù)量增加，可以不受相互干擾的獨立動作的液壓元件數(shù)目增多。雙泵系統(tǒng)由于只有兩個泵，只能保證二個動作完全獨立，三個液壓元件同時復(fù)合動作時

14、，必然失去相互動作的獨立性，產(chǎn)生動作不確定性的缺點，三泵系統(tǒng)可實現(xiàn)三個動作獨立。（例如：三泵能使回轉(zhuǎn)、動臂和斗桿三者獨立動作），從而使挖掘機(jī)操縱性提高。（3） 但液壓泵數(shù)量增多，液壓零部件數(shù)量增加，泵的驅(qū)動麻煩，泵的結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜，變量泵的控制比較困難，制造成本提高，液壓回路損失也會增大，對經(jīng)濟(jì)性和可靠性不利。液壓系統(tǒng)泵的數(shù)量的選取，主要應(yīng)該考慮同時動作的需要，日本廠商挖掘機(jī)油路中主要考慮二個液壓作用元件同時動作情況居多，因此采用雙泵系統(tǒng)較多。歐美國家為保證回轉(zhuǎn)作業(yè)的獨立性（特別是用于起重作業(yè)），采用3泵系統(tǒng)，回轉(zhuǎn)油路采用排量較小的定量泵或變量泵。液壓小挖掘機(jī)工作裝置往往增加了推土板和動臂偏轉(zhuǎn)二

15、個液壓作用元件，液壓作用元件數(shù)較多，因此不少采用三泵系統(tǒng)。大型和特大型挖掘機(jī)因為所需的流量和功率大，只能采用多個泵組合。一般來說一個泵采用一個閥塊，雙泵采用二個閥塊，即2P2V系統(tǒng)，三泵三個閥塊，即3P3V系統(tǒng)。2. 泵的型式：定量泵和變量泵定量泵結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，用于需要價格便宜的微型挖掘機(jī)。但定量泵角功率大（最大壓力乘最大流量），要求發(fā)動機(jī)功率大，使發(fā)動機(jī)功率利用率低，影響生產(chǎn)率。同時定量泵不能按需變流量供油，功率損失大，因此油耗高、經(jīng)濟(jì)性差和排放不好。從挖掘機(jī)作業(yè)要求來說應(yīng)該采用變量泵。3. 泵的控制方式節(jié)能控制方式：有負(fù)流量控制、正流量控制和負(fù)荷敏感壓力補(bǔ)償控制三種，目前挖掘機(jī)都選用

16、其中一種控制方式來實現(xiàn)節(jié)能要求。與發(fā)動機(jī)匹配控制方式：有壓力感應(yīng)控制和轉(zhuǎn)速感應(yīng)控制，目前挖掘機(jī)一般都具有這兩種控制方式。另外一般液壓挖掘機(jī)還有工況控制、自動怠速控制、平穩(wěn)操縱控制和自動掘削控制等。三、中位開式多路閥設(shè)計布置（一）、多路閥內(nèi)閥桿油路連通方式有串聯(lián)式、并聯(lián)式、優(yōu)先式（串并聯(lián)）三種。1. 串聯(lián)式：如圖15所示前聯(lián)換向閥的回油口和后聯(lián)換向閥的進(jìn)油口相連，串聯(lián)油路的特點可以實現(xiàn)兩個和兩個以上液壓動作元件同時動作。液壓泵的工作壓力是同時工作液壓元件壓力的總和。圖15串連油路在初期挖掘機(jī)上曾采用過這種油路。但是挖掘機(jī)一般都在重負(fù)荷下工作，為了使結(jié)構(gòu)緊湊，減輕重量，每個液壓作用元件都按液壓泵壓

17、力設(shè)計，不允許兩個液壓元件串聯(lián)工作，因此串聯(lián)油路目前在挖掘上不采用。2. 并聯(lián)式液壓泵出口壓力油并聯(lián)供給各閥桿，各閥回油并聯(lián)相通回油箱并聯(lián)油路特點是多閥桿同時動作時，泵供油首先進(jìn)入負(fù)荷壓力最低的液壓元件，負(fù)荷高的液壓元件由于壓力低不能動。要實現(xiàn)多液壓元件同時動作，必須通過閥桿節(jié)流，控制去各液壓元件的流量來實現(xiàn)同時動作時的調(diào)速。因此并聯(lián)方式要實現(xiàn)復(fù)合動作，須有高超的技術(shù)，而且不穩(wěn)定，隨各液壓元件負(fù)荷變化情況和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速等因素變化。可以說該油路實現(xiàn)同時復(fù)合動作較困難。3. 優(yōu)先式（串并聯(lián)式）液壓泵出口壓力油順序供油，上游的閥桿打開進(jìn)行工作時，就把下游閥桿的進(jìn)油路切斷了，因此下游閥就得不到液壓泵壓力

18、油，就無法動作。優(yōu)先閥回油路并聯(lián)回油，雖然如果上游閥桿不在最大開度位置，部分油會通過節(jié)流口流向下流閥，存在下流閥控制的液壓元件動作的可能性。但是嚴(yán)格來說優(yōu)先油路只能一個液壓作用元件動作。因此在挖掘機(jī)上不能全部采用優(yōu)先油路，只能采用局部優(yōu)先油路。如圖四所示，右邊二個閥組采用行走優(yōu)先油路，當(dāng)行走閥操縱時，下游閥的供油被切斷，這樣就可防止下游閥桿動作，使泵分流，使左右行走馬達(dá)供油不均，破壞直線行駛性。目前開式油路采用六通閥，有兩條供油通路：直通供油道：在閥桿中位時，該油道通，可通過各閥桿回油箱，實現(xiàn)中位卸載功能，該供油道是優(yōu)先式油道，在各閥桿之間可組成優(yōu)先油路，上游閥桿動作，切斷此油道，下游閥桿得不

19、到供油。并聯(lián)供油道：并聯(lián)地向各閥桿供油，在各閥桿之間組成并聯(lián)油路。目前挖掘機(jī)上采用的開式油路都是兩者組合油路，利用不同的組合方式，可以形成各種形式并聯(lián)和優(yōu)先復(fù)雜組合的油路系統(tǒng)。進(jìn)一步還可以在直通供油道和并聯(lián)供油道中加上液控閥和電控閥，可實現(xiàn)更為復(fù)雜供油關(guān)系的閥組，來滿足挖掘機(jī)復(fù)雜多樣的作業(yè)工況要求。（二）日立OHS液壓系統(tǒng)（Optimum Hydraulic System）早期挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)的改進(jìn)，主要是在多路閥直通供油和并聯(lián)供油的聯(lián)通方式上，和增加一些合流閥和直線行走閥等，使得液壓系統(tǒng)更好的符合作業(yè)要求、作業(yè)過程各工況要求。OHS系統(tǒng)是日立80年代設(shè)計的液壓系統(tǒng)，當(dāng)時自稱是最優(yōu)液壓系統(tǒng)。該

20、液壓回路是并聯(lián)油路和優(yōu)先油路的組合，充分考慮動臂、斗柄、鏟斗、回轉(zhuǎn)和行走復(fù)合動作要求而設(shè)計的一個實例。如圖16所示。圖16OHS液壓系統(tǒng)P2泵供右閥組，該閥組行走閥優(yōu)先，下面是備用、動臂和鏟斗三閥并聯(lián),下游是斗桿閥。P1泵供左閥組，該閥組連接關(guān)系較復(fù)雜，回轉(zhuǎn)閥和動臂閥之間聯(lián)通關(guān)系是并聯(lián)加優(yōu)先，回轉(zhuǎn)和動臂上升是并聯(lián)關(guān)系，回轉(zhuǎn)和動臂下降是優(yōu)先關(guān)系?；剞D(zhuǎn)和斗桿、行走三者并聯(lián)，但通往斗桿進(jìn)油路節(jié)流，通往行走閥進(jìn)油路有單向閥和節(jié)流口。該液壓系統(tǒng)具有以下功能：1、作業(yè)過程中1) 動臂和斗桿單獨動作，可實現(xiàn)閥外雙泵合流供油。2) 回轉(zhuǎn)和動臂舉升同時動作時，P2單獨供動臂，P1并聯(lián)供油給回轉(zhuǎn)和動臂，使回轉(zhuǎn)加速

21、時不產(chǎn)生溢流閥溢流?；剞D(zhuǎn)和動臂下降同時動作時，P1供油給回轉(zhuǎn)，不向動臂供油，僅P2供油給動臂，由于兩泵分別給回轉(zhuǎn)和動臂，油路上互相獨立，這樣就避免了油路相連，由于動臂重力快速下降，建立不起油壓，使回轉(zhuǎn)加速性能差的缺點。3) 回轉(zhuǎn)和斗桿同時工作時，P1并聯(lián)供油給回轉(zhuǎn)和斗桿（經(jīng)節(jié)流孔），P2供油給斗桿。4) 回轉(zhuǎn)、動臂、斗桿三者同時工作時，P1并聯(lián)供油給回轉(zhuǎn)、動臂和斗桿（經(jīng)節(jié)流孔），P2供油給動臂。5) 回轉(zhuǎn)、動臂、斗桿、鏟斗四者同時工作時，P1并聯(lián)供油給回轉(zhuǎn)、動臂和斗桿（經(jīng)節(jié)流孔），P2供油給動臂和鏟斗。2、在行走過程中，回轉(zhuǎn)、動臂和斗桿三者中只要有一個動作就會產(chǎn)生先導(dǎo)油壓，作用在合流閥上，使合

22、流閥處于通路狀態(tài)。此時P2并聯(lián)供左右行走，P1供回轉(zhuǎn)、動臂和斗桿。當(dāng)P1壓力高于行走油壓P2時，P1通過單向閥和節(jié)流孔也可與P2合流向行走供油，保證行駛的直線性。由于采用優(yōu)先油路，行走時鏟斗閥桿操縱，不會影響行駛直線性，但由于鏟斗供油路被切斷，不能動作，即行走和鏟斗不能同時動作。（三）、多路閥的閥組分塊和分泵供油液壓挖掘機(jī)按泵分閥組供油，挖掘機(jī)六個液壓作用元件（動臂、斗桿、鏟斗、回轉(zhuǎn)和二個行走馬達(dá)）。在通常的雙泵供油時分成兩個閥塊，分別控制三個液壓作用元件，考慮到需要經(jīng)常同時動作的液壓元件，不要由同泵供油，因此最常用的分組方式是回轉(zhuǎn)、斗桿和行走在一個閥組，由一個泵供油動臂、鏟斗和行走在一個閥組

23、，由一個泵供油這是因為動臂和回轉(zhuǎn)、斗桿和鏟斗需經(jīng)常同時動作和左右履帶要求分別驅(qū)動。（四）、合流問題為了提高挖掘機(jī)生產(chǎn)效率，縮短作業(yè)循環(huán)時間，要求動臂提升，斗桿收放和鏟斗轉(zhuǎn)動有較快的工作速度，要求能雙（多）泵合流供油，一般中小型挖掘機(jī)動臂液壓缸和斗桿液壓缸均能合流，大型挖掘機(jī)的鏟斗液壓缸也要求合流。這是挖掘機(jī)油路系統(tǒng)設(shè)計中需要考慮的問題。目前采用的合流方式有以下幾種：1閥外合流，如圖17所示圖17閥外合流油路該油路是并聯(lián)油路和優(yōu)先油路的組合，兩閥組都前三閥桿并聯(lián)連接，然后與第四閥桿優(yōu)先方式聯(lián)結(jié)。這樣合流方式，合流的液壓作用元件由兩個閥桿供油，該兩閥桿分別布置在兩個閥組中，由兩泵分別供油。合流供油

24、的液壓元件，由兩個閥桿供油，由先導(dǎo)液壓操縱油路聯(lián)動打開兩閥桿，壓力油通過閥外管道連接合流供給液壓作用元件。合流的閥桿被布置在優(yōu)先油路的下游，當(dāng)其他液壓元件動作時，油流就被切斷，不能實現(xiàn)合流。圖17方案斗桿是單獨的一個合流閥桿，因此斗桿操縱收放兩個方向都能合流供油。而動臂和鏟斗是合用一個合流閥桿，因此動臂只能舉升時合流下放時不合流。鏟斗只在挖掘時合流，卸載時不合流。閥外合流，操縱閥數(shù)量增多，需要通過閥外管道來連接，管道和接頭數(shù)量增多，使用上不方便。2 閥內(nèi)合流，泵和閥塊的連接、閥桿的布置如圖18所示，用于小挖掘機(jī)上，有三個泵和三組閥，通過連接板把所有閥連成整體。合流的油道在內(nèi)部溝通。圖18閥內(nèi)合

25、流油路（Husco）動臂和鏟斗單獨動作時，泵P1和泵P2可合流供油給動臂缸或鏟斗缸，為雙泵合流。斗桿單獨動作時，泵P1、泵P2和泵P3可合流供油給斗桿缸，為三泵合流。不行走時P3可單獨供回轉(zhuǎn)；行走時P1和P3分別供給行走馬達(dá)；P2供給動臂、斗桿和鏟斗，不影響直線行駛性，但行走時進(jìn)行回轉(zhuǎn)動作，P3分流供回轉(zhuǎn)，將影響直線行駛性。閥內(nèi)合流，外面管路連接簡單，但內(nèi)部通道稍復(fù)雜。閥桿直徑流通面積的設(shè)計要綜合平衡考慮，各種分合流供油情況下通過的流量。照理說斗桿閥桿是三泵合流可能通過的流量最大，閥桿直徑應(yīng)該設(shè)計的大些。但從設(shè)計制造角度考慮，最好是各閥桿尺寸取得一樣。3 用合流閥供油（如圖19所示）。閥外合流

26、，采用連動操縱的兩個操縱閥桿，分別將兩個泵的油供給液壓元件。使操縱閥桿數(shù)增多，有的挖掘機(jī)油路采用結(jié)構(gòu)較簡單的合流閥代替一個操縱閥來實現(xiàn)合流。圖19中增加了一個動臂合流閥和一個斗桿合流閥，它們分別布置在兩液壓泵供油閥塊的下游。圖19合流閥合流油路（CAT）當(dāng)動臂閥在先導(dǎo)操縱油壓A作用下，處于動臂缸大腔進(jìn)油位置，該先導(dǎo)操縱油壓A同時作用在動臂合流閥上，使該閥處于圖下位，后泵的油就會通過動臂合流閥和單向閥通向動臂大腔和前泵通過動臂閥流向動臂大腔的油合流。當(dāng)動臂閥在先導(dǎo)操縱油壓B作用下，處于動臂缸活塞桿進(jìn)油位置時，由于油壓B不作用于動臂合流閥，因此僅前泵供動臂缸，無合流作用。當(dāng)斗桿閥在先導(dǎo)操縱油壓作用

27、下，斗桿油缸動作時（收或放），該先導(dǎo)作用油壓同時作用于斗桿合流閥上，使斗桿合流閥處于上位關(guān)閉狀態(tài)，通過右閥塊各閥流向回油的油被切斷，這樣不僅后泵供給斗桿油腔，前泵也通過單向閥供油給斗桿閥起合流作用。動臂合流屬于閥外合流，在通向動臂油缸大腔處合流。斗桿合流屬于閥內(nèi)合流，兩個泵的油合流后進(jìn)入斗桿操縱閥。（五）、行走和工作裝置同時動作時直線行駛性問題雙泵液壓系統(tǒng)，挖掘機(jī)行駛時往往一個油泵供左行走馬達(dá)，另一個油泵供右行走馬達(dá)，如果在行駛中需要工作裝置動作，就會造成將其中一個油泵的油分流供其他液壓作用元件，使該泵供油的行走馬達(dá)速度降低，形成挖掘機(jī)意外偏轉(zhuǎn)造成事故（特別是上下裝載卡車時）。這也是挖掘機(jī)油路系統(tǒng)設(shè)計中需考慮的問題。1CAT直行閥系統(tǒng)為了實現(xiàn)工作裝置同時動作時直線行駛性問題，一般采用直行閥，圖19表示CAT系統(tǒng)直行閥的布置，圖20為直行閥工作原理圖。在行駛過程中，當(dāng)作業(yè)裝置（動臂、斗桿、鏟斗和回轉(zhuǎn)）任一動作時，作業(yè)裝置先導(dǎo)操縱油壓就會作用在直行閥上，克服彈簧力，使直行閥處于上位，這時油路連接如圖20所示。圖20直行閥工作原理圖（CAT）前泵并聯(lián)供左右行走后泵并聯(lián)供回轉(zhuǎn)、斗桿、鏟斗和動臂后泵還可通過單向閥和節(jié)流孔和前泵合流供給行走（a）液壓系統(tǒng)（b）直行閥工作原理圖21