TR100矿用自卸车转向部分培训教材

山达克项目 运修厂

第一节 转向系统的组成及工作原理

转向系统是提供同步转向的储能型装置,它与发动机的转速无关即使发动机关闭后仍能提供一定限值的转向储能压力。

转向和制动控制油箱、转向泵、转向储能器、多路安全阀、转向阀、双向卸载阀、转向缸、转向滤清器。 一 转向和制动控制油箱

转向和制动控制油箱简介

转向和制动控制油箱(1)是一种常用的贮油装置,它装于主液压油箱旁的左车架纵梁外侧。

油箱总成(1)包括油滤器总成(10) 吸油滤网(11) 窗螺母(12) 油位开关(6) 维修盖(3 4)使更换油滤器总成(10)和吸油滤网(11)非常容易。

工作原理

括号中号码见图1， 除非另有说明括号中字母指图3 ，转向和制动控制油箱的液压原理图见图2。

转向和制动控制油液是由装置在传动箱动力输出端的转向泵经吸油滤网(11)从口“A”泵出。油被泵入转向系统的安全多路阀及制动控制系统的制动多路阀。内部泵漏油从转向泵的泄油口经“B”口回到油箱(1)。“C”口堵塞为油箱放油点。安全多路阀和制动排放阀的回油经“D”口回油箱(1) 。返回的油液经油滤器总成腔室、中心管和滤芯流回油箱。一旦油滤器总成(10)堵塞，油阻力增大，油压开关（10 图2)关闭，向位于仪表板右侧的转向油滤器阻力警报灯发出信号，证明该换油滤器。

注：如油温达到50℃(112 F)时，油温开关(11图2)打开，油温开关(11 图2)与油压开关(10 图2)相串联，转向油滤器阻力报警灯直到油达到正常操作温度时才会闪亮。

口”E”堵塞油位开关(16)位于口“F”处，向右仪表板发出信号，报警灯闪亮，指示此时油位降至安全工作液位以下。来自制动脚踏阀、制动多路阀、驻车制动阀的回油经 “C”口回油箱(1)。

口”H”处的呼吸油路与装在油箱和盘制动冷却油箱顶部的普通呼吸器相连接”可使进入油箱(1)的空气释放到大气中去，防止油箱(1)总成内压力积存。

来自减压阀、换向阀、缓行控制阀和缓行电磁阀的油经 “J”口进入油箱。 来自组合制动阀的油经“K”口回油箱(1)。

二 转向泵

转向泵简介

括号内号码见图1 。

转向泵安装在变速箱动力输出端(PTO)上。转向泵是一轴向柱塞、变排量(可调)泵，具有高压工作能力，用于为转向和制动控制系统提供压力，并在任何给定时间内控制输出量，以满足系统要求。补偿器总成(1)调节系统压力为159巴(2300磅力/英寸2)。

转向泵从驱动轴端看是右旋(顺时针)转动。泵的主要零件有：泵体(18)、 驱动轴(46)、 斜盘(52)、转动组件、控制活塞(23)、 偏置活塞(26) 、阀体(14)和补偿器总成(1)。

变排量泵组件与机械装置相配合,控制垫板(51)的角度，当缸体总成(45)和驱动(46)旋转时，垫板控制每个柱塞(50)的行程，阀体(14)作为整个组件的后端盖，并包括进出油口；阀体(14)上的轴承和泵体(18)上轴承用以支承驱动轴。 转向泵工作原理

泵驱动轴转动引起缸体、滑板和柱塞转动（见图2），柱塞由滑板紧靠在斜盘面上，斜盘面的角度引起每个柱塞在缸体内往复运动。输入和输出口联接在阀盘上槽孔中，当柱塞向缸体外运动时，产生真空，由大气压作用将油压入空腔中，油在缸体中流动经过阀盘的油槽孔，到达阀盘排油槽孔，柱塞反向运动时，油被压出缸体进入排油口。从输出压力接口流出的油到多路安全阀，给转向油路提供压力，由多路安全阀的三通分流到多路/PAS阀的油提供制动控制油路压力。泵的内泄油通过转向泵上的泄回到油箱。

控制泵的排量

可通过改变斜盘和驱动轴之间的夹角，来改变排量，如图4中视图“A” “B” “C”

所示。泵在带载或连续提供油压时负载将作用在柱塞上和补偿阀的滑阀腔。

当系统压力达到补偿阀的弹簧设定变形时可使滑阀运动，以调节供给泵控制活塞的油量，当控制活塞产生的力克服弹簧力时，滑板角度将向最小调节位置运动(见图4)。滑板的角位移量(即排量变化量) 由系统的流量和压力所决定的，当系统流量与压力相一致时，就达到平衡。

三 储能器 储能器简介

储能器是一种活塞式并预先充氮气到55巴(800磅力英寸2)的压力容器，装于转向和制动控制油箱后部车架外侧。它由充气阀(1)、 端盖(4) 、缸体(12)、和活塞(10)组成。充气阀(1)具有锁闭功能，松开螺母(1D)阀将其打开，从此处可以检查预充压力和向缸内充气。活塞(10)作为一种分隔器将缸体(2)分为两部分。靠

近充气阀(1)部分储有预充氮气，另一部分接受从转向泵供来的液压油。

注：用氮气充注储能器在21 (75 F)时，其压力是55巴(80磅力每英寸) ，在氮气压力没有完全释放之前，不要拆下任何阀及接头，以避免人员伤害和财产损失。

储能器的工作原理

储能器下端接液压管，液压油从油箱经转向泵、转向滤清器、转向多

路阀进入储能器，储能器的压力液压系统的压力一致。当发动机发动时，转向泵为储能器补充能量，保证储能器压力为2300psi。在发动机运行过程中，在转向时，储能器起到转向缓冲的作用（在转向的瞬间，转向泵的压力不足以提供转向时，由储能器提供压力）。在发动机关闭时，转向泵不工作，储能器依然能提供一定的压力使转向系统在发动机停止的状态下也能工作一段时间。在发动机关闭状态下，如果没有使用转向系统，储能器的压力会慢慢释放，直到与预充氮气的压力一致。 四 转向阀

转向阀装在驾驶室防火壁上，与转向柱相连接，控制转向系统的液压油，转向阀为关闭的中位阀，当车辆处于随机状态或转向动作时，此阀内无油流穿过。

转向阀的组成

（括号中号码见图1）

转向阀的主要部件有：阀体(4)、壳体(5)、驱动轴(9)、衬套(11)和阀芯(12)。 阀壳体(4)上有四个接头孔：“P”--由多路安全阀供油，“T”孔--返回油箱，“R”孔--右转向油缸供油口，“L”孔一左转向油缸供油口。方向盘转动方向动作通过转向柱传递给衬套(11)和驱动轴(9) ，驱动轴又以中位销(13)固定连接于衬套上，驱动轴(9)的转动引起齿轮(6)在壳体(5)中转动。当齿轮(6)转动时，壳体(5)油槽(见图2)中的油受压通过阀芯(12)和衬套(11)流向转向缸的接口。阀芯(12)上有通向衬套(11)的油路，它在衬套(11)内旋转，提供油的方向控制。见图3。

转向阀的工作原理

（括号中号码见图1）

当驾驶员转动方向盘一定角度，向左转或向右转时，转向动作通过转向柱传递到阀芯(12)。 转动2 5度时，阀芯(12)的接口开始与衬套(11)的接口相对中，当方向盘转动到10度时，接口完全对中，充足的全流油流过，任何方向转动10度后，阀芯和衬套作为一个通过中位销(13)的总成转动。

来自多路安全阀的油流经接口“P”的阀壳体(4)被导入衬套(11)和阀芯(12) ，以及壳体(5) 。壳体(5)的油路使油流入壳体(5)和齿轮(6)之间的油槽。当阀芯(12)转动时，驱动轴(9)也随之转动。驱动轴又翻过来转动与之以花键相连的齿轮(6) ，随着齿轮(6)转动，它持续地将油从壳体(5)的油槽(12 图2)中导出，油流通过衬套(11)、 阀芯(12) ，再通过接口“R”流出阀壳体(4) ，车辆右转弯。如果通过接口“L”即车辆左转弯。油流经转向管路到达转向缸。

随着转向缸活塞的不断运动，油从转向缸导出后又回到阀壳体(4)。回流油通过阀衬套(11)和阀芯(12)， 通过接口“T”进入油箱。

转向压力释放后，阀芯(12)的转动使中位弹簧(10)处于张力之下，它使衬套(11)旋转回到其原来的位置。这样使接口脱开原来的对中状态，泵的油流不再流入转向缸。车辆不再继续转向，持续保持当时的转弯半径直到阀芯(12)转过其最小的2.5度的限度。

左转向，方向盘转动，来自多路安全阀的油流通过衬套(11) 阀芯(12)导入转向阀计量器，从转向阀“L”口处进入右转向缸的活塞腔和左转向缸的活塞杆腔。（见图4）排出的油从转向缸的另一端流入转向阀的“R”接口，从“T”口处排入油箱。右转向，方向盘转动油从多路安全阀通过衬套(11) 、阀芯(12)导入转向阀的

计量器，从转向阀口“R”口流出，进入左转向缸活塞腔和右转向缸的活塞杆腔。排出油从转向缸的另一端通过转向阀的“L”接口流出。从“T”口处流入油箱。（见图5）

转向阀在“中位”位置的操作。在随机位置或转向阀非转向位置，阀芯(12)和衬套(11)由于中位弹簧(10)保持在合适的位置。弹簧保持较小的预负载，正好可以使阀处于中位，在任何时间内可处于其限度内并释放。这样系统可在车辆暂时停车，动力转向系统负载状态下，保护系统不致于过热。（参见图6）

五 双向卸荷阀

双向卸载阀安装在转向缸和转向阀之间的液压管路上，其用于减缓对转向缸的冲击载荷，将由于路面冲击引起的缸内瞬时增大的油压，转移到对侧的油缸释放。若不抑制和缓解此冲击，将有可能损坏转向机构的元件。卸载阀的设定压力172巴。(2500磅英寸2)

工作原理

括号内号码见图1

图1所示的双向卸载阀两个阀均在关闭位置。当油经“A”孔流往阀体(1)时，若压力超过阀(16)的调定值，油液压力顶开弹簧(18) ，使阀(16)离开阀座(17)， 油液便从“B”孔流到对侧的转向缸，缓和冲击，见图2 。随路面冲击减小，油压降低，在弹簧(18)的作用下，使阀(16)重新顶到阀座(17)上，见图3。当油经孔“B”流往阀体(1)时，若压力超过了对侧阀(2)的预定值，油液的压力顶开弹簧(5)， 使阀(2)移开阀座(3) ，见图4 。阀移开后油液从“A”孔流出到达另一端的转向缸，随路面冲击减小，压力降低，在弹簧(5)的作用下，阀(2)将重新顶到阀座(3)上,见图3。

六 多路安全阀

多路安全阀单元由三个阀单元组成：一个单向阀，一个储能器两位阀和

一个系统保护安全阀。储能器两位阀(13至17)装在阀体的中部，在工作状态,两位阀接合，参见图2， 保持储能器压力;在非工作状态,随发动机关闭,两位阀释放,参见图3 ,并控制储能器的压力油排回到转向和制动控制油箱,此排泄过程需3—5分钟。安全阀(8)装在阀体的下部其设定压力为207巴(3000磅力英寸2) 。当转向泵补偿阀误动作时，该阀可作为辅助保护。如果补偿阀使转向系统压力超过安全阀(8)的设定压力，安全阀即打开，使油液卸压流回油箱，见图4。

工作原理

除特别说明外括号内的号码和字母见图1 参见图2

来自转向泵的油从孔“A”进入多路安全阀，产生压力打开单向阀(1) ，油经孔“B”流到转向阀，再经孔“E”供给储能器。压力油经“G2”接口流出多路安全阀，然后到压力开关 (8 图2 3 4)和故障检测点。车辆运行过程中，变速箱先导压力流经孔“D”，使两位阀(13至17)保持关闭(接合)， 从而截止来自储能器的泄油。从转向阀返回的油进入孔“C” ，流经孔“R”后，进入油箱。接口“F”和“Gl”堵塞。如果油路中的压力超过安全阀(8)中预先设定的压力，阀将打开，允许油经孔“R”泄回油箱，见图4。

当转向压力降至83巴(1200磅英寸2)时，位于“G2”口处常闭压力开关打开，使仪表板上的指示灯闪亮。

参见图3

当发动机熄火后，变速箱的先导压力消失，弹簧(15)把两位阀(13至17)转换到断开(打开)位置，使储能器中的油经孔“E”进入内部通道，再经过活塞(13)由孔“R”排回油箱。

七 转向滤清器

括号中号码见图1

转向滤清器安装于传动箱安装支架后左方外侧。它处于储能能器阀和转向阀之间的转向管路中。转向滤清器的主要部件为壳体(1) 、滤杯(2)、滤芯(3)、 磁芯(5) 、旁通阀(6) 、目视器(8)、 两个外口“A”和“B”和一个内部旁通“C”组成转向滤清器总成。

工作原理

括号内号码见图l

液压油从储能器阀进入“A”口，流入滤芯(3)外滤杯(2)的环形区域，通过滤芯(3)到出口“B”。当滤芯(3)清洁时，滤清器的压力下降为最少。液压油通过滤清器时，滤芯(3)上沉积油中污物。污物越多，滤芯压力下降逐渐增加，作用于旁通阀(6)的活塞压力弹簧上。旁通阀(6)机械地连接到目视器(8)上，见图2。 旁通阀(6)内的活塞运动可以从目视器(8)上观察到。

随着油中污物增加，指示器连杆(7)会从绿色区域移至目视器(8)的黄色区域。当目视器处于黄色“需清洁”区域时应立即更换滤芯(3)。（注 ：此时旁通阀(6)仍处于打开状态）

当指示器连杆(7)从黄色区域进入目视器(8)的红色区域时，旁通阀(6)开始打开。如果目视器(8)处于红色旁通区域，旁通阀(6)打开，使一定量的液压油从堵塞的滤芯(2)上旁通流过。 八 转向缸和连杆机构

车上装有两个单级双作用转向缸(32) 。它们产生在转向连杆上的液压力使

前轮以枢轴旋转。单级双作用是指液压油可作用在活塞杆一侧使活塞杆拉伸或收缩。

转向缸(32)座端与车底盘相连，活塞杆端与转向臂(7 ，8)相连接，座端与底盘是由板(22) 、螺栓(20)、 锁止垫圈(21)固定的定位销(19)定位的。活塞杆端的转向缸安装件是固定在活塞杆孔上的球头销(31) ，并用升槽螺母(24)和开口销(23)将其固定在转向臂(7 ，8)上。机械的转向连杆可调节确保前端对中校正由连接在双臂曲柄(10)和转向臂(7 8)之间的两个连接杆总成(35)组成。

第二节 转向系统工作原理图及故障诊断

一 转向系统工作原理图 1、发动机关闭状态

2、发动机运转，转向阀中位

3、发动机运转，转向阀左转

4、发动机运转，转向阀右转

5、发动机运转，转向缸受冲击负荷。

二 转向系统故障与诊断 1、转向慢或难转向 原因： （1）油位低

（2）前桥转向元件机械卡滞。 （3）转向泵失效 （4）储能器预充注压力低

（5）压力补偿器没有调整到正确压力 （6）多路阀中的压力卸荷阀失效。 （7）前悬缸充注压力低。 （8）转向元件润滑状态不良。 （9）前轮轮胎压力低。 （10）管路接头泄漏。 （11）双向卸载阀失效。 （12）转向缸失效 （13）方向控制阀失效

（14）泵体回折叠、堵塞、进气。 （15）油箱滤清器堵塞。 （16）油箱呼吸器堵塞。 2、没有转向动作

（1）转向泵磨损。 （2）转向缸磨损。

（3）多路阀中的压力卸荷阀处在常开的位置。 （4）管路连接错误。 （5）双向卸载阀损坏。 （6）多路阀有问题。 （7）方向控制阀失效。 （8）转向缸有故障。 （9）转向系统管路堵塞。 3、转向泵不输出油

（1）油位低 （2）油箱滤网堵塞 （3）转向泵损坏 （4）输入管道漏气 4、转向系统压力建立不起来

(1)压力补偿器的阀芯卡滞 (2)压力补偿器调整压力不够高 (3)管路泄露严重 (4)转向泵损坏 (5)油箱油位低 （6）出油滤网堵塞

（7）压力卸荷阀处于常开位置,使油自由的流回到 5、怎样正确更换转向泵

(1)彻底清洗液压系统。 (2)用液压油将泵注满.

(3)确保泵体回不折叠,不堵塞.

(4)部分退出压力补偿器调整螺钉,使其不掉下来为止,使泵在低压力下启动. (5)启动发动机,将压力逐步调整到规定值. 6、怎样测试和调整转向系统压力

(1)关闭发动机,并释放储能器中的压力

(2)在多路阀上压力测试口处,接一块量程为0~3000PSI的压力表. (3)启动发动机,观察并记录压力表的读数.

(4)若压力非调定值时,调整转向泵上的压力补偿器的压力调整螺钉.顺时针旋转为增大压力,逆时针旋转为减小压力.直到压力表的读数达到系统调定值