典型铁路起重机液压系统的调速分析

王　佳

（吉林铁道职业技术学院，吉林　吉林　132000）

典型铁路起重机液压系统的调速分析

王佳

（吉林铁道职业技术学院，吉林吉林132000）

液压系统是起重机的重要组成机构。对传统液控换向阀的液压工作回路与电液比例控制的工作油路进行分析研究，该液压系统的采用，降低了定压系统能耗高、发热大的现象，节约了能源，降低了成本，简化了结构，提高了液压系统的效率。

铁路起重机；液压调速；液控换向阀；电液比例阀

1　起重机液压系统的应用

液压传动是现代流动式起重机广泛采用的传动方式。它通过液压泵将内燃机的机械能转变成液压油的液压能，在各种液压控制元件的控制下，将液压能传递给各机构的液压执行元件（液压马达、液压缸），还原成机械能。

液压传动方式的主要优点是：①元件尺寸小、重量轻、结构紧凑；②调速范围大，且可无级调速；③反应速度快，动特性好；④运转平稳，液压油的弹性可以缓冲；⑤操纵方便，易于实现自动控制；⑥由于液压元件日趋标准化、系列化，所以质量稳定，成本下降。

2　传统液控换向阀的液压工作回路分析

图1为铁路起重机的液压系统工作原理示意图，柴油机带动压泵与定量马达、液压油缸等组成开式循环系统。而具体执行元件的速度控制则由操作手柄下的先导阀的开度大小来控制供给液控换向阀的控制油压力大小，从而控制换向阀的开口量使流量控制得以实现。图1中序号1为执行元件油缸或液压马达；序号2为液控换向滑阀；序号3为操纵阀。

图2为电液压比例阀控制原理示意图。向左扳动操纵阀3，使其左位先导阀开启，使制油P′进入液控滑阀的对应一侧，控制油的压力克服复位弹簧推力后，推动主阀芯按相应的压力左移一段距离，从而使工作油路通过P，O口连通，执行元件则按相应流量所决定的速度动作，随着操纵阀的扳动角度加大，作用在主阀芯的控制压力大，使复位弹簧进一步被压缩，主阀芯的开度加大，流量加大，执行元件的速度就随之变快。这样，操纵阀的开度大小与执行元件的速度建立了线性关系。

图1　液控滑阀控制原理

图2　电液比例阀控制原理

但是由于复位弹簧的刚度不易控制，往往需安装前在试验台进行多次试验调整，同时，由于结构本身的限制，控制油压可调范围较窄，即这种线性坡度较陡，工作平缓性较差。

3　电液比例控制的工作油路分析

从图2可知，原液控换向阀换成了电液比例方向阀2，原换向阀操纵阀换成手柄机构下装有双向电位器的手动比例电压控制阀3（以下简称手控电阀），控制油路也由控制电压U来取代。手控电阀扳动的角度变化，是经其下端电位器发给比例电磁铁的电压信号的强弱随之变化。由于比例电磁铁水平位移——力特性，相应地比例电磁铁压缩阀芯弹簧的力就不同。这样，主阀芯与阀体间的开口量也就不同，这就使电液比例方向阀开口量与手控电阀的搬动角度成一定比例。从而可通过扳动手动电阀角度的变化来调整比例方向阀的流量，进而控制执行元件的速度。比例电磁铁的水平位移——力特性平稳，手控电阀的调压范围较宽，故整个调速控制系统的线性坡度平缓，加强了动态稳定性。

双阀控制的应用，在位置调整阶段（即系统压力较低），流量伺服阀与电液比例溢流阀组成调速系统，比例溢流阀根据液压缸压力的反馈信号调节系统压力，使流量阀的流量输出基本不受负载变化的影响，在这个阶段基本上进行位移控制，流量伺服阀作为主要控制对象，电液比例溢流阀辅助控制。在试验力控制阶段（系统压力开始上升），电液比例溢流阀主控，流量伺服阀辅助控制。这一阶段试验力、试样变形和液压缸活塞位移都要控制。

［1］李长森，李小杰，董惠仁.微机控制电子液压万能试验机［J］.试验技术与试验机，1996，（3）.

［2］钟绵新.液压万能试验机数字式电液比例控制系统的研究［M］.杭州：浙江大学流体传动及控制研究所，1989.

The Speed Regulation Analysis of Typical Locomotive Crane Hydraulic System

WANG Jia
（Jilin Railway Technology College，Jilin，Jilin 132000，China）

The hydraulic system is an important structure of locomotive crane.Through analysis of traditional pilot operated directional control valve's hydraulic working circuit and electro-hydraulic proportional control's working circuit，the adoption of hydraulic reduces the phenomena of high waste and high heat，saves energy resource，reduces cost and improves the efficiency of hydraulic system.

locomotivecrane；hydraulicspeedregulation；pilotoperateddirectionalcontrolvalve；electro-hydraulicproportional valve

TH213.7

A

2095-980X（2015）11-0046-01

2015-10-28

王佳（1983-），男，河北人，大学本科，讲师，主要研究方向：工程机械、汽车职业教育。