装载机液压系统分析与改进设计
本文以徐工集团的ZL50G型装载机为研究对象，在了解其液压系统工作原理的基础上，对ZL50G型装载机的一些常见问题进行分析。ZL50G型装载机的工作装置液压系统容易出现液压缸无杆腔过载导致的活塞杆弯曲、油封损坏等故障，针对这一不足，在转斗液压缸的无杆腔油路中，添加一个双作用安全阀，以起到过载保护和快速补油的作用；而转向液压系统由于采用的是全液压转向系统，在非转向工况下容易出现转向泵带压溢流现象，从而导致系统能耗大、温度高等缺点，为改良这一不足，用线控转向系统取代全液压转向系统，使系统压力能得到及时释放，并在为驾驶员提供良好路感的同时，改善装载机的转向精度。关键词 轮式装载机，液压系统，工作装置，转向系统，线控转向
目 录
1 绪论 1
1.1 装载机概况 1
1.2 装载机的液压系统概述 1
2 ZL50G型装载机工作装置液压系统分析与改进设计 2
2.1 ZL50G型装载机工作装置液压系统的分析 3
2.2 ZL50G型装载机工作装置液压系统的改进设计 7
3 ZL50G型装载机转向液压系统分析与改进设计 9
3.1 ZL50G型装载机转向液压系统的分析 9
3.2 ZL50G型装载机转向液压系统的改进设计 14
4 轮式装载机液压设计的发展趋势 15
结论 17
致谢 18
参考文献 19
1 绪论
1.1 装载机概况
装载机属于土石方作业机械，集铲、装、运、卸等多功能为一体，被广泛应用于公路铁路设施建设、海港矿山、民用建筑及国防等工程项目中，在国家基础设施建设中占有重要的位置。轮式装载机一般由五大系统组成：动力系统、机械系统、液压系统和控制系统。动力系统的主要组成部件为发动机，发动机为装载机输出能量，以驱动装载机运行，装载机发动机一般为柴油发动机，因为其具有较高的可靠性、较好的燃油经济性和较硬的功率特性曲线硬。机械系统主要包括行走装置、转向机构和工作装置。液压系统以油液为介质，将发动机输出的机械能转换为液压能传递给油缸，再在油缸内转换为机械能，驱动铲斗等工作。控制系统用来对发动机、液压泵和 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
执行元件进行控制。
由于装载机具有操作简捷，施工效率高，维修方便快捷，性价比高等优点，近十几年来在国内外的需求量居高不下，在可预见的未来，轮式装载机仍将是土石方作业机械中最重要的机种之一，装载机的市场也将愈加庞大。
面对国际上巨大的需求量以及国内日渐深入的基础设施建设，国内各地政府都认识到装载机的重要性，纷纷给予政策上的扶持，市场竞争激烈。尽管中国的装载机发展迅猛，销量也位居全球第一，但在高水平的装载机市场上，很难看到中国商家的身影，由于不能掌握装载机的关键技术且没有高精尖的研究团队，国内的装载机目前仍在走低档次，低价格路线。面对日益严峻的市场形势，国产装载机必须加大技术投资，在关键部件上进行技术创新，慢慢从低档次、低价位、低质量向高精尖、中价位、高质量过渡，摆脱中国装载机外形雷同、功能单一、用户反馈差等标签，并开发自己的拳头产品，从市场追随者向市场领导者蜕变。
由于液压系统的特殊性以及国内装载机技术的不成熟，目前国产装载机的大部分故障都与液压系统有直接或间接的关系，液压系统的分析与改进，对装载机性能和稳定性的提高有很大的影响。
1.2 装载机的液压系统概述
装载机液压系统的作用是为装载机传导动力以及运动。其液压系统一般由工作装置和转向系统两个部分组成，但由液压驱动行走机构的全液压装载机是个例外，因为它的液压系统比一般液压系统多了一个油路，所以它拥有三个部分。
工作装置拥有多个油缸，呈空间多杆结构，用于挖取、卸载物料。其位于装载机的前部，工作装置结构形状和工作性能的任何一个细微改变都能对装载机的工作效率、实际工况、整车性能产生直接影响，是装载机最重要的装置之一。为了适应不同的施工环境，工作装置的形式结构有许多种，其中比较常见的是正转六连杆机构、正转八连杆机构以及反转六连杆机构，这中间最为常用的是反转六连杆机构。
运输物料是装载机的基本功能，为此，转向是装载机不可缺少的机动之一。驾驶者只需转动方向盘，油缸活塞杆便会在液压系统的作用下推动车轮产生相应偏转，使装载机完成转向动作。对应不同的作业环境，装载机的转向系统也分为不同的种类，来保证不同工况下装载机都能保证直行的稳定和转向的灵活。根据装载机的整体结构，转向方式可以分为三类：偏转轮转向方式、铰接式转向、滑移式转向。转向机构的控制系统是装载机转向系统。在转向液压系统这一块，偏转轮和铰接式转向系统基本没有差别，在静液驱动的装载机上广泛使用的是滑移式转向[1]。
液压系统由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油五个系统组成。油泵是液压系统的动力元件，他的作用是将发动机产生的机械能转化为油液的液压能，从而完成整个系统的动力传递。执行元件可以将液体的压力能再转换为机械能，驱动各装置运作。控制元件是指各种液压阀，它们的的作用是控制和调节液压系统中液体的流向和压力。对应不同的功能，液压阀有村力控制阀、流量控制阀和方向控制阀三种分类。辅助元件由油箱、油管、滤油器、高压球阀、压力表、油位油温计等组成。液压油是指在油管中传递能量的介质，由各种矿物油、乳化液和合成液压油等组成。
由于工作环境越来越复杂，市场对于装载机的可靠性要求也越来越高，而液压系统与整机的匹配程度以及液压系统性能高低都对装载机的整体性能都有直接影响，因此，目前的重中之重就是深入分析并改进转载机的液压系统，使其性能能达到更高的工作指标和性能要求，并进一步提高装载机的工作效率，简化液压系统结构，使装载机工作更稳定，乘坐更舒适，维修更简单[2]。
2 ZL50G型装载机工作装置液压系统分析与改进设计
本文选用徐工集团生产的ZL50G型装载机为样机，ZL50G是徐工集团工程机械股份有限公司在吸收引进日本川崎装载机的先进设计与制造技术的同时，经广泛市场及技术调研而开发设计的一种新型装载机，它适用于作业环境恶劣、危险性较大的矿山施工，具有较高的稳定性、工作安全性、传动可靠性等特点。
工作装置液压系统是液压控制系统的重要组成部分，该系统由动臂升降液压工作回路和铲斗液压工作回路组成，它的作用是将液压系统内的液压能传递给装载机的工作装置。动臂升降液压工作回路通过控制动臂油缸的伸缩从而带动动臂和铲斗的升降，而在装卸物料时铲斗的翻转和静止主要由铲斗液压工作回路来控制。由于动臂升降液压工作回路和铲斗液压工作回路为互锁回路，因此液压泵泵出的油液一次只能流入一个回路。当铲斗换向阀不在中位工作时，动臂换向阀的油路便会被切断，只有当铲斗换向阀在中位工作的时候，动臂换向阀才会被接通，这导致了动臂和铲斗动作的单一性。
目 录
1 绪论 1
1.1 装载机概况 1
1.2 装载机的液压系统概述 1
2 ZL50G型装载机工作装置液压系统分析与改进设计 2
2.1 ZL50G型装载机工作装置液压系统的分析 3
2.2 ZL50G型装载机工作装置液压系统的改进设计 7
3 ZL50G型装载机转向液压系统分析与改进设计 9
3.1 ZL50G型装载机转向液压系统的分析 9
3.2 ZL50G型装载机转向液压系统的改进设计 14
4 轮式装载机液压设计的发展趋势 15
结论 17
致谢 18
参考文献 19
1 绪论
1.1 装载机概况
装载机属于土石方作业机械，集铲、装、运、卸等多功能为一体，被广泛应用于公路铁路设施建设、海港矿山、民用建筑及国防等工程项目中，在国家基础设施建设中占有重要的位置。轮式装载机一般由五大系统组成：动力系统、机械系统、液压系统和控制系统。动力系统的主要组成部件为发动机，发动机为装载机输出能量，以驱动装载机运行，装载机发动机一般为柴油发动机，因为其具有较高的可靠性、较好的燃油经济性和较硬的功率特性曲线硬。机械系统主要包括行走装置、转向机构和工作装置。液压系统以油液为介质，将发动机输出的机械能转换为液压能传递给油缸，再在油缸内转换为机械能，驱动铲斗等工作。控制系统用来对发动机、液压泵和 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
执行元件进行控制。
由于装载机具有操作简捷，施工效率高，维修方便快捷，性价比高等优点，近十几年来在国内外的需求量居高不下，在可预见的未来，轮式装载机仍将是土石方作业机械中最重要的机种之一，装载机的市场也将愈加庞大。
面对国际上巨大的需求量以及国内日渐深入的基础设施建设，国内各地政府都认识到装载机的重要性，纷纷给予政策上的扶持，市场竞争激烈。尽管中国的装载机发展迅猛，销量也位居全球第一，但在高水平的装载机市场上，很难看到中国商家的身影，由于不能掌握装载机的关键技术且没有高精尖的研究团队，国内的装载机目前仍在走低档次，低价格路线。面对日益严峻的市场形势，国产装载机必须加大技术投资，在关键部件上进行技术创新，慢慢从低档次、低价位、低质量向高精尖、中价位、高质量过渡，摆脱中国装载机外形雷同、功能单一、用户反馈差等标签，并开发自己的拳头产品，从市场追随者向市场领导者蜕变。
由于液压系统的特殊性以及国内装载机技术的不成熟，目前国产装载机的大部分故障都与液压系统有直接或间接的关系，液压系统的分析与改进，对装载机性能和稳定性的提高有很大的影响。
1.2 装载机的液压系统概述
装载机液压系统的作用是为装载机传导动力以及运动。其液压系统一般由工作装置和转向系统两个部分组成，但由液压驱动行走机构的全液压装载机是个例外，因为它的液压系统比一般液压系统多了一个油路，所以它拥有三个部分。
工作装置拥有多个油缸，呈空间多杆结构，用于挖取、卸载物料。其位于装载机的前部，工作装置结构形状和工作性能的任何一个细微改变都能对装载机的工作效率、实际工况、整车性能产生直接影响，是装载机最重要的装置之一。为了适应不同的施工环境，工作装置的形式结构有许多种，其中比较常见的是正转六连杆机构、正转八连杆机构以及反转六连杆机构，这中间最为常用的是反转六连杆机构。
运输物料是装载机的基本功能，为此，转向是装载机不可缺少的机动之一。驾驶者只需转动方向盘，油缸活塞杆便会在液压系统的作用下推动车轮产生相应偏转，使装载机完成转向动作。对应不同的作业环境，装载机的转向系统也分为不同的种类，来保证不同工况下装载机都能保证直行的稳定和转向的灵活。根据装载机的整体结构，转向方式可以分为三类：偏转轮转向方式、铰接式转向、滑移式转向。转向机构的控制系统是装载机转向系统。在转向液压系统这一块，偏转轮和铰接式转向系统基本没有差别，在静液驱动的装载机上广泛使用的是滑移式转向[1]。
液压系统由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油五个系统组成。油泵是液压系统的动力元件，他的作用是将发动机产生的机械能转化为油液的液压能，从而完成整个系统的动力传递。执行元件可以将液体的压力能再转换为机械能，驱动各装置运作。控制元件是指各种液压阀，它们的的作用是控制和调节液压系统中液体的流向和压力。对应不同的功能，液压阀有村力控制阀、流量控制阀和方向控制阀三种分类。辅助元件由油箱、油管、滤油器、高压球阀、压力表、油位油温计等组成。液压油是指在油管中传递能量的介质，由各种矿物油、乳化液和合成液压油等组成。
由于工作环境越来越复杂，市场对于装载机的可靠性要求也越来越高，而液压系统与整机的匹配程度以及液压系统性能高低都对装载机的整体性能都有直接影响，因此，目前的重中之重就是深入分析并改进转载机的液压系统，使其性能能达到更高的工作指标和性能要求，并进一步提高装载机的工作效率，简化液压系统结构，使装载机工作更稳定，乘坐更舒适，维修更简单[2]。
2 ZL50G型装载机工作装置液压系统分析与改进设计
本文选用徐工集团生产的ZL50G型装载机为样机，ZL50G是徐工集团工程机械股份有限公司在吸收引进日本川崎装载机的先进设计与制造技术的同时，经广泛市场及技术调研而开发设计的一种新型装载机，它适用于作业环境恶劣、危险性较大的矿山施工，具有较高的稳定性、工作安全性、传动可靠性等特点。
工作装置液压系统是液压控制系统的重要组成部分，该系统由动臂升降液压工作回路和铲斗液压工作回路组成，它的作用是将液压系统内的液压能传递给装载机的工作装置。动臂升降液压工作回路通过控制动臂油缸的伸缩从而带动动臂和铲斗的升降，而在装卸物料时铲斗的翻转和静止主要由铲斗液压工作回路来控制。由于动臂升降液压工作回路和铲斗液压工作回路为互锁回路，因此液压泵泵出的油液一次只能流入一个回路。当铲斗换向阀不在中位工作时，动臂换向阀的油路便会被切断，只有当铲斗换向阀在中位工作的时候，动臂换向阀才会被接通，这导致了动臂和铲斗动作的单一性。
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