
摘要:大中轮拖产品系列主要是40-280马力系列,我国农业生产中的主要动力机械是轮式拖拉机,大中轮拖主要应用BZZ系列全液压转向器,此转向器的操作轻便、转向灵活、安装布置方便等优点受到了大家的喜欢。所以,对BZZ系列全液压转向器工作原理以及常见故障的了解对提高工作效率和服务针对性以及有效性很有意义,更降低了制造成本。
一、前言
液压转向技术一般分为全液压转向,液压助力转向两种形式。全液压转向系统仅仅依靠液压介质为动力去实现转向功能,且转向控制元件与执行元件之间无需刚性连接。全液压转向技术通常用于时速≤60km/h的非道路轮式移动车辆的方向操控。全液压转向系统具有操作轻便、转向灵活以及安装布置方便等诸多优点,是由全液压转向器、液压泵和液压缸等组成的液压转向系统来实现车辆的动力转向。无论是全液压转向还是液压助力转向,其技术创新点和故障多发零部件都离不开转向控制元件-全液压转向器(SCU)。
二、BZZ型全液压转向器的主要组成和作用
全液压转向器按照阀的移动方式可分为滑阀式和转阀式两大类。其中滑阀式又可分为机械滑阀式(循环球滑阀式)和液压滑阀式两种。液压转向器按阀芯的功能形式又可以分为开芯无反应、开芯有反应、闭芯无反应、闭芯有反应、负荷传感和同轴流量放大等几类。大中轮拖主要使用的是BZZ1型(开心无反应)系列全液压转向器,其结构如图1:BZZ1型全液压转向器结构图。BZZ1型全液压转向器主要由随动阀、摆线针轮离合副、连动轴、拨销、弹簧片和单向阀等组成。由阀芯、阀套和阀体组成旋转随动阀,控制油流的方向,阀芯是直接与方向盘转向柱连接的;由转子和定子组成一对内啮合齿轮,即摆线针轮啮合副,在动力转向时起到计量马达的作用,保证流进转向油缸的油量与方向盘的转角成正比,在人力转向时相当于手动油泵;连接转子和阀套的联动轴及拨销,在动力转向时保证阀套与转子同步,在人力转向时起传递扭矩的作用;弹簧片的作用是确保不转向时随动阀回中位;进、回油口之间的单向阀,在人力转向时,把转向油缸一腔的油经回油口吸入进油口,然后通过摆线针轮啮合副再压入油缸的另一腔,而在动力转向时确保油液不从P口直接流向T口见图2BZZ1型转向器液压功能图。
三、BZZ系列全液压转向器工作原理
3.1 BZZ型全液压转向器工作原理。
(以BZZ1型为例)可以从全液压转向器的液压功能图(图2BZZ1型转向器液压功能图和图3BBZ1型转向器在左转状态时的液压功能图)所展示的油路原理来解释,从液压功能图上可以看出转向器的工作状态分为3个工况:中位状态、左转状态和右转状态。当方向盘带动阀芯向左或者向右转动时,阀芯将克服阀芯套间弹簧片的弹力,使阀芯相对于阀套产生了一定量的转角,只要该转角大于1.5-2°,阀芯与阀套间在中位时处于封闭状态的油槽就开始打通,且随着其相互间的转角增大,各配油槽的开口亦随之增大,使进入转向器进油口的油液经阀芯套以及阀体的配油槽进入到摆线啮合副(即:转、定子啮合副)一侧的容积腔,使油液得以计量的同时又推动转子相对于定子做行星运动。
3.2 实现这一运动的目的。
通过另一侧排油腔容积腔的变化(容积腔的缩小)将经过计量的油液排入转向器的左或右转向油口(A口或B口)。从而使进入转向油缸的压力油与计量马达的排量建立起比例关系。利用该转子的同向自转运动(与阀芯的转动方向相同)通过齿轮联轴器的运动传递,将该同向转动的运动反馈至起配油机构作用的阀套上,使阀套与阀芯的转动实现随动,即:当方向盘带动阀芯的转动一旦停止,在转子的自转运动带动下,阀套会自动将与阀芯间的配油槽关闭,使转向器进油口(P口)的压力油无法进入转向器内部,转向器便立即处于中位状态,从而使进入转向油缸的压力油容积与方向盘的转速建立起联系。
3.3 从上述原理,可以很容易得出以下结论。
3.3.1 转向器是由随动转阀和摆线计量马达所组成的控制元件,主要功能是将转向系统的压力油液依据方向盘转动的方向和速度按照一定的比例传输到所指定的转向油缸内来实现动力转向。
3.3.2 转向器输入至转向油缸的流量公式为:Q= q×n Q—— —流量 q —— —转向器的排量 n —— —方向盘的转速
3.3.3 实现动力转向的必须条件是供给转向器的流量必须大于转向器的输出流量,否则转向器就变成了手动阀,转向力矩就必然变大,成为人力转向。
3.3.4 在动力转向状态下,转向器的操作扭矩取决于弹簧片的弹力。
四、BZZ型全液压转向器常见故障分析
4.1 转向沉重故障。
4.1.1 吸油不充分可引起:油箱的油液量不足、油液黏度太大、吸油滤油器堵塞等都能导致油泵吸不上油。核查油箱的液面高度,添加足够的液压油;更换合适的油液;清洗或更换滤芯。
4.1.2 阀芯与阀套变形可引起,会导致两者卡死:装机前须往进油口中加注少量液压油,转动阀芯时应灵活自如,若出现卡滞现象应进行研磨。有时,在拧紧转向器底部螺栓时用力不均匀,也会出现阀芯被卡死的现象,正确的方法是分2-3次均匀地拧紧螺栓。
4.1.3 油泵过度磨损,内漏过大可引起:须检查油泵的工作情况,修理或更换。
4.1.4 杂质使单向阀钢球与阀座密封不严可引起:单向阀钢球掉入阀套与阀体环槽之间或钢球磨损,导致动力转向时单向阀关闭不严,进出油路连通。应检查单向阀的安装情况、油液是否清洁、清洗转向器;检查单向阀钢珠与阀座的密封情况,不严时可采用研磨修复,然后换装新钢珠。
4.1.5 转向器安全阀失灵可引起,过早开启:应检查安全阀弹簧是否变形或失效,若弹簧弹力不足,可在弹簧与座之间增加垫片。
4.2 转向器漏油。
轴颈处胶圈损坏或溢流阀处胶圈损坏或阀体、隔盘、定子及后盖结合处漏油。通过更换胶圈;结合面处有脏物应清洗干净;有划伤应研磨平,并紧固螺栓(紧固后盖7个螺栓时应有顺序地每隔2个拧1个,要逐渐拧紧,拧紧力矩为:40~50N.m)。
4.3 转向失灵。
4.3.1 检查弹簧片若折断,更换损坏弹簧片,严禁用其它零件代替。
4.3.2 转子与联轴器相互位置装错可引起。重新装配(转子齿底凹槽与联动:轴端面冲点标记位置对齐即可)。
4.3.3 若联轴器开口折断或变形,更换联轴器,严禁用其它零件代替。
4.3.4 阀块中双向缓冲阀失灵(钢球被脏物卡住、弹簧失效、密封圈损坏),清洗双向缓冲阀或更换弹簧、密封圈。
4.4 转向轮跑偏的原因及分析。
转向器内阀芯与阀套的三对定位弹簧片折断,使阀套不能自动回到中立位置,转向器失去随动功能而回至中立位置。排除方法:更换定位弹簧片。
4.5 人力转向时,方向盘转动油缸起初微动,后来不动原因。
油箱油量偏低。排除方法:加油至规定油面高度即可。
4.6 动力转向时,油缸活塞达到极端位置,驾驶员终点感不明显,人力转向时方向盘转动油缸不动原因。
因长时间使用,转子与定子的径向间隙或轴向间隙变得过大。排除方法:更换转子和定子;若因轴向间隙变得过大,可研磨定子端面。
4.7 无人力转向原因。
转子与定子的径向间隙与轴向间隙过大。排除方法:更换转子与定子。
五、结束语
笔者们通过对全液压转向器的工作原理分析,对全液压转向器的结构做了详细阐述,并对全液压转向器可能出现的故障形态做了详细的原因分析和解决方法,对从事大中轮拖维修的人员有一定帮助。
参考文献:
[1]王金龙.转阀式全液压转向器的结构分析与故障排除[J].建筑机械.2003(08).
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