基于港口装载机转向液压系统的综述
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摘要：本文主要论述了装载机的转向方式和转向系统的基本要求,然后针对不同的转向方式所采用的液压系统对比分析了各自的工作原理和优缺点,指出根据装载机的不同选择最为合适的转向液压系统。以下是本人的一些个人见解，可供同行参考借鉴。
关键词：港口装载机； 转向系统； 液压系统；
前言
本文主要分别对装载机的转向系统和液压系统进行了性能分析和匹配应用，对比不同的转向液压系统，不能说那个转向液压系统最好，只能说某个装载机选用哪个液压系统最合适。装载机的转向液压系统与其它技术一样，总是在不断改进完善之中，以下就是一些自己的见解。
一、装载机转向系统的基本要求分析研究
1．工作稳定可靠，使用经久耐用
转向系统对保证装载机安全行使关系很大，因而转向系统的零件要有足够的强度、刚度和寿命。对于动力转向系统还要保证发动机在怠速状态也能正常转向。
2．操作轻便灵活
由于装载机在工作过程中频繁转向，转向系统是否轻便灵活，是减轻驾驶员的劳动强度、提高生产率和保证装载机安全作业和行驶的重要因素之一。所以就要求操纵力小，操纵行程小。
3．转向功率足够大
随着生产率的提高，工程机械的重量和操作速度已相应增加，加之使用条件复杂以及采用了宽基或超宽基的低压轮胎，这就要求转向系统能克服更大的转向阻力矩，并要求转向过程中具有相当的转向速度。
4．具有应急转向功能
大型工程机械包括装载机在内，在使用过程中难免出现这样或那样的故障，对于转向系统也是一样。如果出现故障，一般总是要将其转移到维修站或某一维修场地进行维修，这时就需要应急转向系统发挥作用了。 否则转向系统发生问题，就是想拖动也无法实现。
5．系统经济节能
装载机液压系统功率消耗占整机功率的比例比较大，无论是大机型还是小机型采用节能型系统或采用合流系统已是转向系统的大趋势，但如何挖掘潜力真正提高系统的作业效率，还需要做大量的实验研究工作。
二、轮式装载机的转向方式分析研究
1．偏转轮转向
偏转轮转向通常在整体式车架的装载机上使用。主要通过转向梯形较容易形成相对稳定的转向中心，使轮胎在转向过程中处于纯滚动状态，所以这种转向方式转向阻力小、轮胎使用寿命长。偏转轮式转向分为偏转前轮转向、偏转后轮转向和前后轮同时偏转转向三种方式。由于装载机作业过程中转向频繁，驱动桥承受较大的载荷，这样会降低转向轮和转向机构的使用寿命，所以偏转轮转向主要在其它工程机械上应用，目前在装载机上的使用仅限于小型挖掘装载机一类的小型机械上。
2．铰接式转向
铰接式转向在装载机上具有更大的适应性和可靠性，该结构形式在装载机上应用越来越广泛，并成为装载机主要的转向结构形式。其车架分成前后两部分，中间由销轴联结，由油缸保持或改变前后车架的相对角度，从而使车辆保持直线行走或以不同半径在地面上实现转弯。与偏转轮转向方式不同，当车架相对偏转时，分别装在前后车架上的前、后桥与车架一起偏转。所以铰接式转向不需要转向梯形，其前后桥在水平面内的交汇点就是转向中心，因而转向机构要简单很多。
3．滑移转向
滑移转向主要应用于静液驱动的装载机上，其转向是通过左、右两侧轮的转速差来实现的。这种转向形式小巧灵活，使用方便，又能选用各种附属工具。滑移转向装载机的转弯半径可以很小，理论上可以为零，即可以完成原地转向。所以采用滑移转向的机械更具灵活机动性，主要应用于市政建设和园林作业以及道路维护等方面，特别适于狭窄地带的作业施工。由于轮胎侧向滑移阻力的影响，转向状态下与直线行使状态相比，滑移转向装载机转向状态下的最大牵引力小于直线行使状态下的最大牵引力， 整机的牵引力会减少很多。同时根据路面状况不同，相对铰接式转向和偏转轮式转向，滑移转向牵引力变化则大得多。特别是滑移转向机械在转向状态时轮胎边滚边滑，受力情况特别复杂，因而在转向状态时其驱动力会大打折扣，而且轮胎磨损也较严重。
三、转向液压系统的设计要求分析研究
1．工作稳定可靠
液压转向系统必须稳定可靠，因为转向操纵是否可靠，对车辆行驶的安全性影响极大。设计时必须考虑零件承受路面对其作用的交变冲击载荷，以保证机构和零件有足够的强度和寿命。对液压转向系统的稳定性问题，在考虑方案时就应尽量避免系统的振动问题，考虑在发动机的工作转速范围内液压油的压力和流量保持相对的稳定，特别是铰接轮式工程机械更应注意。
2．操纵轻便灵活
对于工程机械来说，操纵轻便灵活，能稳定地保持车辆直线行驶，并能根据要求灵活地改变行驶方向，不仅是减轻驾驶人员的疲劳所必需的，而且是提高生产率的一个重要因素。现代化的工程机械大多采用液压转向系统。在大型装载机上，受压力和流量的影响，为减小操纵力，通常采用先导控制系统。操纵力一般为20N左右；方向盘单侧转角不宜太大，一般为 2～2.5r（转） ；而方向盘每转所需的时间，保证在 1～1.5s/r 左右，这是保证轻便灵活所不可忽视的。
3．能实现应急转向
除了保证发动机在怠速时亦能正常转向外，还应考虑在发动机或油路发生故障时，有应急转向的措施。这种转向一般为主动转向，也可以考虑牵引状态的被动转向。
4．高效经济
通过单系统多泵合流或与工作装置的有限合流可以有效地提高整机的工作效率。应避免各液压系统独立配置，减少无谓功率的消耗。
四、转向液压系统的分类与选用分析研究
不同的转向机构其液压系统有所区别甚至截然不同。对应三种转向方式其转向液压系统有所区别。
偏转轮转向主要用于其他工程机械或载荷较小的装载机上，目前在装载机上的使用仅限于挖掘装载一类的小型机械上。将偏转轮转向形式和铰接式转向形式进行对比，除了转向机构不同，采用的转向液压系统没有根本的区别。用于同等功率装载机，由于偏转轮转向阻力要小，所以转向液压系统功率相应地要选小一些的。
滑移转向主要应用于静液驱动的小型装载机上，其转向是通过左右两侧轮的转速差来实现的。从工作原理上来讲滑移转向式机械已不存在单一的转向液压系统，它是将行走液压系统和转向液压系统的功能统一到一起。由于这种转向形式机动灵活，又能选用各种附属工具，所以，主要应用于市政建设和园林作业方面。另一方面由于这种转向形式不能形成一个相对稳定的回转中心，所以使得轮胎与地面形成较大的滑移。这样一方面会对轮胎造成很大的磨损、影响轮胎的使用寿命，另一方面导致转向阻力很大。因而，这种转向形式仅适用于小型轮式机械。在静液驱动的履带式机械上，这种转向方式应用很多。
铰接型转向在装载机上具有更大适应性和可靠性。由于铰接式底盘转向的功率一般比偏转车轮的功率大得多，特别是大型铰接式车辆，转向系统高压大流量，几乎都采用转向器、转向阀及转向液压缸单独布置的形式。全液压转向系统不需反馈连杆，可排除不稳定性，部件通用性好。该结构形式在装载机上应用得越来越广泛，并成为装载机的主要的转向结构形式，因此在工程机械上得到了广泛应用。
五、结语
装载机是工程机械中重要的机种，是一种集铲、运、装、卸作业于一体的自行式专用工程机械。无论在国内还是国外，装载机品种和产量都得到了迅猛的发展，广泛应用于仓库、料场、建筑、公路、铁路、水电、港口、矿山及国防工程等各个方面，成为我国发展最快的工程机械之一，在国民经济建设中占有重要的地位，是现代化建设中的一支生力军。
参考文献
[1] 权龙.液压转向助力系统能耗特性的分析和比较.工程设计学报.2002.9.
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