多路阀流量特性与快降阀再生功能关联性的研究与分析

大马力推土机常在提升油缸处加装快降阀，以减少液压缸内部产生的真空§降阀再生功能的开启与诸多因素有关，如油缸结构、快降阀本身的开启特性、泵的供油量和多路阀的流量特性等，本研究通过分析，得出多路阀流量特性对其有重要影响。

1 现象分析及系统组成本研究的分析来源于市场反腊多次实地测试，发现某机型出现铲刀快降动作后 ，提升铲刀延迟 1-2S后才有动作，通过对该阀先导压力升高、油温上升及油箱补油有背压等分析处理后仍存在延迟现象；而没有快降动作时，该现象消失。通过对阀内部原理及结构的分析，如果缸尾有真空，压力反馈管道也会出现真空状态，当压力建立时首先需要充满该油道，由于油道中有 .5左右稳压孔，延缓了压力建立的时间，从而导致此现象的出现。为分析原因，本研究以此机型为例对快降阀再生功能、多路阀流量特性、发动机不同转速及铲刀快降行程进行了分析。

某机型推土机提升工作液压系统(局部)如图 1所示，此系统由工作油箱 1(带回油背压)、工作泵 2、多路阀3、快降阀4和提升油缸 5组成，同时发动机和分动箱组成该系统动力源。具体参数为：发动机 n为700-2200 r/min；额定转速为 2000 r/min；t缸基本参数为 0-6140-1105；泵排量为 149 mL/r；效率为0.9；传动比为0.994；多路阀最大流量为300 lMmin。

1.工作油箱 2.工作泵 3.多路 阀 4.快降 阀 5.提升油缸图 1 液压系统原理图2 理论计算及分析快降阀原理如图2，其中弹簧参数为 18 N/mm，自由高度为63.5 mm，开启再生功能时高度为 46.9 lilm，此时，为298.8 N；节流孔半径为5.05 film；单向阀作收稿 日期：2013-03.22作者简介：李晓祥(1984-)，男 ，山东济宁人，工程师，硕士，主要从事液压与传动方面的工作。

图2 快降阀原理图对于 b至 c流量 ：g- Cq xAg XP P 17 63 546 9 f(b- )×1T× ×( . - . )A ：叮×34×其中，Q 为再生流量，L/rain；C 为流量系数，约0.65；A 为再生流量通过截面积，mm ； 为开启之后的行程，mm；p 为回油主阀前压力，MPa；p 为活塞杆侧压力，MPa；p 为缸尾压力，快降时考虑为0；p为油液密度，880 kg/m。。

Q 10021.12×(Pb-p )× /pb-3298×√ b对于b至 a流量：真空现象的出现。

3 改进设计改变油缸参数对 已售市中推土机维修难度非常大，通过数据分析，发现主阀流量系数 对系统影响非常大，以 为未知量，r5.05 mm和P 3 MPa为已知量，且Pb-P ≥0.33 MPa，整理式(6)，得：258 X KP X，/149 P (19160.22-0.0393×n)X(149 K )≤477787721由发动机在 n700-2200 r/rain，得：30≤ KP≤ 52.35，P 2.88 MPa若发动机在最小转速 n：700 r/min仍能满足要求，需要 ≤3O。

但快降阀有再生功能时，需 P -P ≥0.33 MPa，≥ 52.4。

为满足有再生功能、同时不出现快降后有真空现象，需调整 ≥52.4，取K 52.4，发动机在n700- 2200 r/rain带入，得5.055≤ r≤ 5.0933r、 4 结论及验证通过理论分析，可以得出：Q c ×A ×k/2 x(Pb-P.)-5.84×r2×、，(3)式中，Qlr为回油箱流量，L/min；A 为回油箱通过截面积，mm 。

对于泵提供的流量：Q 0.5×n×石1 4 9 -x 0.9 0. 067×n (4)为避免真空现象的出现，需满足以下状态，对于油缸分析：f ×(70。-45 )× (Q Qg)× (5)tw X 70 ×Z≤ (Q Q )X t其中，f为铲刀快降行程，mm。

整理，得：QT≤0.5867×Q -0.4133 X Q (6)对主阀进行阀芯回油部分分析：Q Kp× b (7)参考所选主阀流量特性，K 250，r5.05 mm带入式(3)，得Pb3.817 P 。

通过实测，P 3 MPa，联合式(2)～(7)，得：n9349706 r/min，即目前使用的多路阀无法避免(1)由于发动机最高转速有限，多路阀流量特性参数 K 250，该机型所用液压件不能有效地避免真空现象的出现，需要进行局部结构及参数调整；(2)主阀 参数对该机型所用系统影响很大，无论发动机转速如何， ≤30时都不存在有真空现象，但快降阀不存在再生功能；(3)在Kp1>52.4时有再生功能，不存在快降后真空现象，但发动机最低转速需要2380 r/min；(4)在 临界值 52.4的基础上，调整节流孑L半径 r5.09 mm，不存在快降后有真空现象、同时快降阀有再生功能。

根据以上分析，此机型具有负载敏感功能液压系统，对快降后提铲仍有的延迟现象进行了处理，使快降后延迟现象得到很好地控制。