柳工 ZL50C 装载机转向液压系统分析
杨生旺
（云南交通职业技术学院，云南 昆明 650101）
[摘 要] 通过对柳工 ZL50C 装载机转向液压系统进行剖析，阐述了转向液压系统的工作原理。 在此基础上提出了转向液压系统故障的分析方法，从而在实际工作中可以帮助解决转向液压系 统中的各类故障。
[关键词] 转向液压系统； 工作原理； 故障分析与解决 [中图分类号] TH243
[文献标识码] A
[文章编号]1009-3621(2009)02-0090-04
Analysis of Hydraulic Steering System of Liugong ZL50C Loader
YANG Sheng-wang
（Yunnan Vocational and Technical College of Communication,
Kunming 650101, Yunnan, China）
[Abstract] In light of analysis of hydraulic steering system of Liugong ZL50C Loader, the article expounds the working principle of hydraulic steering system and comes up with the method for analyzing the failures in hydraulic steering system, which makes it possible to eliminate various failures in hydraulic steering system in practical work. [Key words] Hydraulic steering system； working principle; failure analysis and solu- tions
柳工 ZL50C 装载机转向液压系统油路由先导 油路与主油路组成，司机操作平稳轻便，系统功率 利用充分，可靠性好。
量放大阀 2 主阀杆在复位弹簧作用下保持在中位， 转向泵 5 与转向油缸 1 的油路被断开，主油路经过 流量放大阀 2 中的流量控制阀卸荷回油箱，转动方 向盘时， 转向器 6 排出的油与方向盘的转角成正 比，先导油进入流量放大阀 2 后，控制主阀杆的位 移，通过控制开口的大小，从而控制进入转向油缸 转向系统采用流量放大系统原理见图 1 所示。 所谓流量放大，是指通过全液压转向器以及流量放 大阀，可保证先导油路的流量变化与主油路中进入 转向缸的流量变化具有一定的比例，达到低压小流 量控制高压大流量的目的。
方向盘不转动时，转向器 6 二出口关闭，转向 泵出油经过流量放大阀 2 中溢流阀溢流回油箱，流
1. 转向液压系统工作原理
1 的流量， 由于流量放大阀 2 采用了压力补偿，因 而进入转向油缸 1 的流量与负载基本无关，只与阀 杆上开口大小有关。 停止转向后，进入流量放大阀 2 杆一端的先导压力油通过节流小孔与另一 端接 通回油箱，阀杆二端油压趋于平衡，在复位弹簧的 作用下，阀杆回复到中位，从而切断主油路，装载机 停止转向。
[收稿日期] 2008-12-15
[作者简介] 杨生旺（1973- ），男，云南剑川人，云南交通职业技术学院工程师，主要从事交通工程技术及安全教育研究。
通过方向盘的连续转动与反馈作用，可保证装 载机的转向角度。 系统的反馈作用是通过转向器 6 和流量放大阀 2 共同完成的。
图 1 转向系统工作原理 1．转向油缸 2. 流量放大阀 3. 散热器 4. 滤网 5. 转向泵 6.全液压转向器 7.减压阀
2. 主要液压元件
2．1 全液压转向器
该机采用 BZZ3-125 全液压转向器，见图 2。 2.1.1 主要技术参数
先导油路工作压力 （由控制油路溢流阀调 定）：2.5MPa，理论排量：125mL/r
公称流量（指方向盘 60r/min）：7.5L/min
图 2 全液压转向器
1．连接块 2.前盖 3.阀体 4.弹簧片 5.拔销 6.阀套 7.阀 芯 8.联动轴 9.转子 10.后盖 11．隔板 12.钢球 13.定子
2.1.2 主要结构及工作原理
全液压转向器主要由随动转阀和计量马达组 成。 随动转阀包括阀芯 7,阀套 6,阀体 3，控制油流 方向。 由定子 13，转子 9，实现计量马达的功能，以 保证出口油量与方向盘的转角成正比。 转动方向 盘，当有油通过计量马达时，通过转子 9，联动轴 8， 拔销 5，带动阀套 6 与阀芯 7 同向转动，将油送到
流量放大阀的先导油进出口，控制流量放大阀的主 阀芯动作，油量得到放大，从而控制转向。
随动阀处于中间位置（即方向盘不动）时，先导 泵排出的油经控制油路溢流阀回油箱。
转动方向盘时，先导泵来油经随动转阀到计量 马达，推动转子随方向盘同步转动，将先导油送到 流量放大阀阀杆一端，使其阀杆动作，实现转向。 阀 杆另一端的油经随动转阀回油箱，当方向盘转得较 快时，通过计量马达到流量放大阀阀杆一端的先导 油多，阀杆位移量增大，转向则较快。
方向盘与阀芯连接在一起， 当方向盘转动时， 阀芯转过一个小角度，直到弹簧片被压，阀套才跟 着旋转，这时阀芯与阀套分开一个角度，将油路接 通，与此同时，与阀套相连的联动轴一起转动，带动 定子内转子的旋转，把与方向盘转角成一定比例的 先导油送至流量放大阀。 方向盘停止转动，弹簧片 使得阀套、阀芯回到中间位置，将油路关闭。
2.2 流量放大阀 2.2.1 主要技术参数
主油路工作压力（即安全阀调定压力）：12MPa 理论流量：152L ／ min
2.2.2 主要结构及工作原理（见图 3)
流量放大阀包括用于换向的阀杆 12 和流量控 制阀 19 二部分。
图 3 流量放大阀（中间位置）
1.计量节流孔 2.通道 3.通道 4.左转向出口 5.至 油 箱 出 口 6.右转向出口 7.计量节流孔 8.复住弹簧出口 9.先导油迸 出口 10.先导油迸出口 11．节流孔 12．阀杆 13．回油通道 14.通 道 15.至转向泵出口 16.梭阀 17.通道 18.阀体 19．流量控制阀 20．安全阀 21．右端盖 22.左端盖
2.2.2.1 中间位置（图 3)
方向盘不转动时， 阀杆 12 在复位弹簧 8 的作 用下保持在中间位置。
当阀杆 12 在中间位置时， 从转向泵的来油使 得阀体内 15 腔中的压力增加，推动流量控制阀 19 右移直至油能通过出口 5 回油箱。 与转向缸相连的 阀体出口 4、6 处于封闭状态，以保持方向盘停止转
向时装载机的位置。 封闭腔内 4、6 的油压通过梭阀 16 作用于先导安全阀 20， 如果外力使得内部压力 超过先导安全阀的调定压力，将打开安全阀 20，以 保证系统压力不超过调定压力。
2.2.2.2 右转向位置
当操纵方向盘右转弯时， 先导油进入阀杆 12 有弹簧一腔 9，油压推动阀杆 12 左移，左移的量是 由方向盘转动角度控制的，如果转运慢一些，阀杆 移动就少；相反，阀杆移动就多，转向就快。
先导油从有弹簧腔 9 穿过计量节流孔 7，通道
2 到了阀杆 12 另一端，然后回油箱。
随着阀杆移动到左边，从转向泵来的油通过阀 杆 12 上的狭槽， 分别进入左转向缸的无杆腔和右 转向缸的有杆腔，机子右转弯。 这时，出口 6 的油压 打开梭阀 16；作用于流量控制阀 19 和先导安全阀 20，如果转向阻力增加，油压将推动流量控制阀 19 左移，使得进出油口压差基本恒定，流量为一常数。 如果压力超过先导安全阀 20 的调定压力， 先导安 全阀 20 将打开， 使得流量控制阀弹簧腔内压力下 降，进口油压推动流量控制阀右移，将节流小孔开 大，整个油路的压力下降。 当外力下降，流量控制阀 19 和先导安全阀 20 回到原位置。
3. 转向系统调整
3.1 转向时间调整
将机子放在一般水泥路面上，高速原地空载转 向，如果左右转向的时间差超过 0.3 秒，按以下步 骤进行调整：
3.1.1 从流量放大阀上将端盖拆下。 （见图 4）
图 4 流量放大阀
1．调整垫片 2.螺塞 3.调整垫片 4.调整垫片 5.螺塞
3.1.2 增加调整垫片 1 可使右转向时间减少以 及左转向时间增加，减少调整垫片 1 其结果相反。
3.1.3 调 整 垫 片 的 厚 充 有 0.25mm、0.12mm 两 种规格，增加或减少二个 0.25mm 调整垫片，可使转 向时间变化 0.1 秒。
3.1.4 调整完毕后将端盖安装好。
如果整个转向时间都慢，可按相同步骤增加调 整垫片 4，垫片厚度为 1.2mm，增加一个调整垫片可 使转向时间减少 0.1 秒。
3.2 安全阀压力调整
安全阀压力调整步骤如下：
3.2.1 将保险杠安装好， 使前后车架不能相对 转动。
3.2.2 将 流 量 放 大 阀 上 螺 塞 5 拧 开 装 上 压 力 表，（量程为 25MPa )
3.2.3 将机子发动，并使其高速空转。
3.2.4 转动方向盘，直至安全阀打开，此时压 力表指示应为 12±0.3MPa
3.2.5 如果压力不正确， 可将流量放大阀螺塞 2 拧下，增加或减少调整垫 3，垫片厚度为 0.25mm, 增加一片可使安全阀压力增加 3.4bar。
3.2.6 拧上螺塞 2，拆去压力表、保险杆。
4. 拆检及注意事项
4.1 液压转向系统各总成（元件），在出厂时均 已调整合格，修理作业中不应随意拆卸。 但若发生 故障，必须拆检时，要遵守操作规程，顺序拆装。 在 拆装时，必须认真细致，不能碰伤、划伤零件的工作 表面，以免影响元件的工作性能。
4.2 液压元件在拆装时，如对转向器、转向油 缸、转向泵及流量放大阀等进行拆装，须注意保护 密封件，如 O 形橡胶密封圈、矩形橡胶密封环、防尘 圈、等，特别是 O 形橡胶密封圈，在拆装时不允许划 伤或挤伤橡胶表面，如果发现有划伤、挤伤或变形， 则须更换新件。
4.3 管路及阀、 泵 、 缸等液压元 件拆卸时 ， 必 须用堵塞随时将各油孔堵住，以免泥砂、铁屑等落 入造成元件损坏。
4.4 在更换液压 泵或液压油 箱吸油钢管 、 油 箱回油钢管时，需注意以下事项：
4.4.1 更换液压泵或吸油钢管时， 因油箱中尚
存有压力，为避免油箱中的液压油大量流出，在拆 卸前先松开吸油钢管处的连接螺栓，使油箱内压力 与油箱外大气相通，压力释放，从而减少油液的损 失。 操作中应当注意：更换完毕，在机子发动前检查 吸油钢管处连接螺栓必须拧紧，否则发动时，液压 泵会因为吸入空气及吸不上液压油而造成损坏等 故障。
5.6 转动方向盘车子不转向
故障可能原因
排除方法
转向器有故障 主油路溢流阀有毛病
检修或更换转向器 检修主油路溢流阀
先导油路溢流阀（或减压阀）有毛病 检修先导油路溢流阀（或减压阀） 5.7 司机不操作车子自转
故障可能原因
排除方法
4.4.2 更换液压油箱回油钢管或与其相连处 的零件时，在拆卸前先松开液压回油滤油器顶部的 螺塞，进行放气释压，以避免油箱中的液压油大量 流出。
4.5 在各元件装配时，应绝对注意清洁，不允 许金属屑、泥砂、纱头等混入配合件内部，装配前一 定要仔细的用煤油清洗，用压缩空气吹净，并涂上 工作油液进行装配。
5. 常见故障原因分析及排除方法 5.1 转向费力
故障可能原因 排除方法 油温太低 升温后工作 先导油路堵塞 清洗先导油路 先导油路连接不对 按规定连接管路
转向泵压力低 按规定调节溢流阀块压力
全 液 压 转 向 器 计 量 马 达 部 分 螺 栓 拧 得 太 紧 将 螺 栓 放 松
5.2 车子转向不平稳
故障可能原因 排除方法
流量控制阀动作不灵敏 检修或更换流量控制阀
5.3 车子左右转向慢
故障可能原因 排除方法
调压阀渗漏 检修或更换流量放大阀 转向泵流量不足 检修或更换转向泵
流量放大阀阀杆移动不到头 调整先导油路压力或更换弹簧
5.4 车子一边转向快, 一边转向慢
故障可能原因 排除方法
流量放大阀两端调整垫片个数不对 按规定调整阀杆垫片个数
5.5 转向阻力小时转向正常，阻力大时转向慢
故障可能原因 排除方法
主油路溢流阀阀座渗漏大 检修阀座或更换密封圈 调压阀渗漏大 检修或更换阀及密封圈
流量放大阀阀杆回不到中位 检修阀杆和复位弹簧 流量放大阀固定螺栓太紧 将螺栓放松 流量放大阀端盖螺栓太紧 将螺栓放松 流量放大阀阀杆和阀孔配合不当 检修或更换阀杆
5.8 司机不操作方向盘自转
故障可能原因 排除方法
全液压转向器阀套卡死 清除阀内异物 全液压转向器弹簧片断 更换弹簧片
5.9 车子高速运转时转向太快
故 障 可 能 原 因 排 除 方 法
流量控制阀调整不对 按规定调整垫片 流量放大阀阀杆动作不灵 检修或更换阀杆 流量放大阀阀杆两端计量孔被堵或孔位置不对 清洗或更换阀杆
5.10 转向泵噪音大，转向缸动作缓慢
故障可能原因 排除方法
转向油路内有空气 发动车子，多次左、右转向 转向泵磨损，流量不足
更换转向泵 油的粘度不够 按正确牌号换油 液压油不够 加足液压油
控制油路溢流阀（减压阀）的调定压 按规定调整控制油路溢流阀
力不对 （减压阀） 转 向 油 缸 内 漏 修油缸或更换密封
实际工作当中， 由于产生故障的原因多种多 样，但主要应从工作原理分析入手，才能准确的诊 断和排除各类故障。
[参考文献]
[1] 王小红.现代液压传动技术发展的新方向[J].机床与液 压，
2006（8）.
[2] 张 韧，李恒武.工程机械液压系统故障快速诊断法[J], 工
程机械与维修，2008（5）.
[3] 蔡吾吉. 装载机转向故障的排查 [J]. 工程机械与维修，
2008（8）.
[4] 马维建，王存堂.电液动力转向系统的仿真及实验研究
[J].起重运输机械，2008（5）.
[责任编辑：曾广春] [责任校对：黄桂婵]
柳工ZL50C装载机转向液压系统分析
