50型裝載機液壓轉向系統的優化設計

嚴亮

（江西省萍鄉市方圓實業有限公司，江西 萍鄉 337253）

50型裝載機液壓轉向系統的優化設計

嚴亮

（江西省萍鄉市方圓實業有限公司，江西 萍鄉 337253）

50型裝載機是當前一種主要的裝載機，作為裝載機整體系統的一部分，液壓轉向系統對于裝載機的運行具有重要的作用，本文首先對50型裝載機液壓轉向系統進行了簡要的概述，繼而重點針對不同液壓轉向系統下的功率消耗問題進行了分析，并通過對比的方式，尋找到了節能性質最好的系統，完成了50型裝載機液壓轉向系統的優化設計過程。希望能夠為有關領域及人員提供具有參考價值的意見。

50型裝載機；液壓轉向系統；優化設計

0 引言

作為目前一種較為先進的裝載機，50型裝載機在使用性能以及使用壽命方面均具有一定的優勢，但在長期的使用過程中，其液壓轉向系統卻不可避免的會出現問題，因此有必要對不同的問題進行分析，并提出不同的設計優化策略。根據可持續發展理念，在50型裝載機液壓轉向系統的設計優化過程中，必須遵循節能的理念，因此對節能問題的探討尤其重要，這對工程成本的節約也具有重要價值。

1 50型裝載機液壓轉向系統概述

1.1 50型裝載機液壓轉向系統簡介

50型裝載機液壓轉向系統的主要功能在于為形式中的車輛提供及時轉向的功能，需要注意的是，在這一過程中，一定要保證車輛能夠平穩運行，這就為有關設計人員提出了更高的要求。傳統的轉向系統在轉向過程中往往缺乏一定的靈活性，液壓轉向系統的出現有效解決了這一問題，將其應用在50型裝載機中，使得裝載機的轉向性能得到了極大程度的提升。

1.2 50型裝載機液壓轉向系統構成

50型裝載機液壓轉向系統主要包括兩種構成形式，具體為負荷傳感轉向系統與流量放大轉向系統。兩種構成形式實現轉向的原理相同，但在過程方面有所差別，因此在構成方面也存在著不同之處。

（1）負荷傳感轉向系統。負荷傳感液壓系統液壓功能的實現主要需要通過液壓油箱、轉向閥、轉向缸以及優先閥等多個部分組成，其中，優先閥在轉向功能的實現方面具有最為明顯的價值。通過優先閥，流量能夠優先供給給轉向系統，以保證轉向過程的實現，在順利完成轉向后，流量才能夠供應給工作油路。這一系統的設計對于轉向功能的實現具有極大價值。

（2）流量放大轉向系統。與負荷傳感轉向系統相同的是，流量放大轉向系統同樣存在轉向泵以及液壓油箱，與其不同的是，在這一系統下，對流量的控制需要通過BZZ3轉向器控制流量放大閥主閥芯的位移來實現。通過這一方法，能夠實現對流量大小的實時控制，以此實現轉向的目的。

2 50型裝載機液壓轉向系統功率損失

節能型轉載機的建設不僅符合國家當前對能源節約的要求，同時也能夠有效的節約工程成本，因此，有必要對50型裝載機液壓轉向系統的節能情況進行分析，對此，可以通過對其功率損失進行分析的途徑來實現。

2.1 負荷傳感轉向系統功率損失

對負荷傳感轉向系統功率損失的計算首先需要對這一系統的性能進行了解，其中發動機轉速、轉向泵排量、傳動比以及轉向器排量等都屬于必須關注的參數，在對功率損失進行計算的過程中，都需要有所應用。對功率損失的計算需要從三個角度出發來實現，一種情況為無轉向動作工況，第二種為單獨轉向工況，第三種為復合轉向動作工況。

就第一種情況而言，由于在這一工況下不存在轉向動作，因此在對其功率進行計算的過程中，由轉向泵運轉所帶來的功率的損失便等同于當前情況下的功率損失。

就第二種情況而言，鑒于其處于單獨轉向的情況，因此可以認為，裝載機除轉向動作之外，并不存在其他動作。在對這一情況下的功率進行計算的過程中，首先需要了解轉向泵在運行過程中所輸出的總功率，其次要對轉向所消耗的功率進行計算，將計算前者所得到的數值減去后者的數值，便為這一情況下的功率損失量。

就第三種情況而言，在這一情景下，裝載機一般處于前兩種情況結合的狀態，換句話說，裝載機處于一邊工作一邊轉向的狀態，這一狀態下的功率損失計算并不復雜，工作人員只需要對轉向功率進行計算便能夠得到功率損失的總量。

通過對上述三種情況下功率損失的計算，最終得出負荷傳感轉向系統功率損失的情況如表1所示。

表1 負荷傳感轉向系統功率損失情況

通過對表1中的數值的觀察發現，無轉動情況下，負荷傳感轉向系統的功率損失數值為3.9kW，單獨轉向動作工況下功率損失數值為18.4kW，復合動作工況下功率損失數值為3.1kW。由此可見，在三種轉向情況下，均存在功率損失的問題，相對而言，單獨轉向動作工況下的功率損失最大，無轉向動作工況次之，復合動作工況下功率損失最小。后兩種情況功率損失量不存在較大差距。

2.2 流量放大轉向系統功率損失

與對負荷傳感轉向系統功率損失的計算過程相同，在對流量放大轉向系統功率損失的計算過程中，同樣需要首先了解系統的各項參數，其中發動機轉速、轉向泵排量、傳動比以及轉向流量等均應作為重要參數進行考慮。計算過程中，同樣分為三種工況，即無轉向動作工況、單獨轉向動作工況與復合動作工況三種。

首先，在無轉向動作的工況下，功率的損耗情況與轉向泵流量的輸出數值相等，在對流量放大轉向系統參數表進行參照的情況下，通過相應計算過程能夠得出這一工況下的功率損失。

其次，在單獨轉向動作工況下，對功率損失的計算與負荷傳感轉向系統單獨轉向動作工況下的計算方式相同，需要將轉向泵在運行過程中消耗的總流量與轉向所消耗的流量相減得出，最終計算出功率的損失情況。

最后，在復合動作工況下，工作人員可以通過流量發達閥管路壓力損失等參數計算出最終的轉向所消耗的流量，其所得出的結果即為轉向系統的功率損失。

通過對上述計算所得出的最終結果的整理，發現流量放大轉向系統在上述三種工況下的功率損失情況如表2所示。

表2 流量放大轉向系統在三種工況下的功率損失

通過對表2的分析可以發現，在無轉向動作工況下，裝載機的功率損失數值為2.9kW，在單獨轉向動作工況下，裝載機的功率損失數值為8.9kW，而在復合動作工況下，裝載機轉向系統功率的損失數值則為0.6kW。通過將三種工況下功率損失的數值的對比可以發現，流量放大轉向系統下，三種工況均存在功率的損失情況，相對而言，單獨轉向動作工況下的功率損失最大，無轉向動作工況次之，符合動作工況下功率損失最小。

2.3 兩種液壓轉向系統下功率損失對比

通過將兩種液壓轉向系統下的功率損失的對比發現，兩者之間的差別見表3。

表3 兩種液壓轉向系統下的功率損失對比

通過對表3的觀察發現，兩種系統下，單獨轉向動作工況的功率損失量均為最大，無轉向動作工況次之，復合動作工況下的功率損失數值最小。整體對比發現，相對于負荷傳感轉向系統而言，流量放大轉向系統在功率損耗方面數值較小。

3 提高50型裝載機液壓轉向系統節能性的方法

鑒于上述兩種系統在功率消耗方面的差異，為使50型裝載機液壓轉向系統節能性能夠達到最好，應用流量放大液壓轉向系統更加有利于達到這一目的。同時，在具體的轉向過程中，為最大程度節約能源，一定避免出現單獨轉向動作工況，盡可能采取便工作邊轉向的方式來完成轉向過程。

4 結論

50型裝載機在目前屬于一種較為先進的轉載機，其液壓轉向系統主要包括負荷傳感轉向系統與流量放大轉向系統兩種，針對前者而言，后者在節能方面效果較好，因此在工程中可以推廣應用。除此之外，對于工況的選擇也要傾向于復合動作工況，這樣的方式更加有利于裝載機節能效果的實現。

[1]張中元.轉載機液壓轉向系統的探討[J].化工礦物與加工，2014.

[2]楊占敏.工程機械設計與優化叢書一輪式裝載機[M].北京：化學工業出版社.2016.

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1671-0711（2016）11（上）-0075-02