独立振动和蟹行转向液压控制技术在压路机上的应用

目前国外工程机械发展总的趋势是：发展快，水平高，可靠性、安全性、舒适性、环保性能都得到了高度重视，这在今年四月初的世界工程机械宝马展示会上得到了充分的肯定，展示会上BOMAG、INGERSOLL、HAMM及DYNAPAC等主要压路机厂家都推出了独立振动、蟹行转向、无级调幅等各种新技术应用的压路机，成为这次展示会的亮点。借鉴国外工程机械产品的现状及发展趋势，我国工程机械产品的发展走势应是：广泛应用机电液一体化技术，实现工作状态的自动控制，大力提高产品的质量、可靠性和技术水平；拓宽产品种类，大力加强新技术的应用，改善驾驶员的工作条件。在此环境下我们徐工研究院开发全新的整体式全液压双钢轮串联式压路机XD121。该车的车架采用整体式焊接车架，经过前后两个立柱式铰接结构通过横梁与前后振动轮连接，可实现灵活的转向方式，还可以实现蟹行功能，即前后轮前进轨迹错开一定的距离。该产品推出全新的整车造型，不仅外表美观、结构合理，同时具有世界先进的液压应用技术，实现了前后两个振动轮的独立自动控制及转向蟹行。本文将重点介绍XD121压路机独立振动、蟹行转向液压系统的工作原理，阐述如下：
　　一、液压振动系统：
　　振动系统采用进口轴向柱塞泵和马达，组成闭式串联回路，系统中加以电磁阀控制，从而实现对压路机前后两个振动轮的独立的振动操作。系统简图如下“图一”：
　　系统中由振动工作泵PuMP，液控三位三通阀VOLVE2，弹簧对中电控三位四通阀VOLVEL，单向阀VOLVE3和MOtERL、MOtER2两个振动工作马达等构成。图中A、B为泵的两个工作腔输出点，A、B为电磁阀的两个工作切换端。
　　工作过程概述：刚开机时，电磁阀VOLVEL不通电，振动工作泵运转，输出压力油带动两个串联工作马达同时同转速运转，工作马达带动前后两个工作轮偏心块转动，从而实现机器前后两工作轮的同时振动。若想实现两轮的独立控制，只需对电磁换向阀VOLVEL进行通电控制：当电磁阀A端通电时，MOtERL因其两端工作腔短路而停止工作，此时只有MOtER2工作；同理当电磁阀B端通电时，MOtER2因其两端工作腔短路而停止工作，此时只有MOtERL工作。
　　对于正常运转的马达如果突然停止，会因惯性转动出现短暂的供油不足问题，为此我们在系统的PSt处加以单向补油阀VOLVE3在解决补油的同时也限定了系统的压力。补油阀VOLVE3有效地解决了停动马达的瞬间吸空题，既保护了元件也保证了整机系统的使用寿命。
　　分析图一可知，液控三位三通阀VOLVE2在系统中对闭式系统的油液起到更新和散热作用，由于VOLVE2是装在工作泵的A、B腔油路上，不会影响两个马达MOtERL和MOtER2的流量，估该系统在有效解决压路机前后两个振动轮的独立动作的同时，同样保证了两个振动轮相同的振动频率，改善整机结构件在工作时的受力情况，提高了工作效率。
实现的动作机能顺序表见“表一”。
　　二、液压转向蟹行系统：
　　转向系统采用进口齿轮泵和单作用油缸，通过转向器组成开式并联回路，系统中加以电磁阀控制，对前后两个转向油缸进行单独控制，从而实现对压路机前后两个行走轮的独立的转向、蟹行操作。系统简图如下“图二”：
　　由图二可知此系统的组成有：齿轮泵PuMP、开心无反应全液压转向器REDIRECtOR和两个转向蟹行油缸CYLINDERL、CYLINDER2、电磁阀VOLVEL、VOLVE2以及转向器的阀块VOLVE3、散热器RADIAtOR和滤油器OILｆILtER等组成。
　　图A1、A2、B1、B2为电磁阀的四个工作装置。
　　工作过程概述如下：开机后油液先经滤油器过滤进入齿轮泵的吸油腔，齿轮泵排出的工作油进入转向器，在转向器不动作时油液经转向器直接回散热器进入油箱；一旦转向器动作，齿轮泵排出的油经转向器内的压力阀限压后建立起压力，进入电磁阀，进而进入转向蟹行油缸，使油缸动作。具体的转向或蟹行动作过程分述如下：
　　1、蟹行动作分析：当电磁阀VOLVEL的A1电磁铁和电磁阀VOLVE2的A2电磁铁端同时通电工作时，电磁阀VOLVEL的左侧位和电磁阀VOLVE2的左侧位同时进入工作状态，转向油缸CYLINDERL和CYLINDER2同时同速度动作，两个油缸各推动工作轮向两个方向平行移位，实现两个工作轮的同步错位而达到整机的蟹行要求。同理当电磁阀VOLVEL的B1电磁铁和电磁阀VOLVE2的B2电磁铁端同时通电工作时，电磁阀VOLVEL的右侧位和电磁阀VOLVE2的右侧位同时进入工作状态，转向油缸CYLINDERL和CYLINDER2同样也能同时同速度动作，实现整机的蟹行。
　　2、转向动作分析：该机转向控制要求实现前后两个工作轮的独立控制，也就是说前后两轮可以同时进行转向，也可以只要求其中一个轮子转向，现分述如下：
　　两轮同时转向的控制：当电磁阀VOLVEL的A1电磁铁和电磁阀VOLVE2的B2电磁铁端同时通电工作时，电磁阀VOLVEL的左侧位和电磁阀VOLVE2的右侧位同时进入工作状态，转向油缸CYLINDERL和CYLINDER2同时动作，推动两个工作轮向同一方向转动，实现整机的两轮同时转向；同理当电磁阀VOLVEL的B1电磁铁和电磁阀VOLVE2的A2电磁铁端同时通电工作时，电磁阀VOLVEL的