重型自卸车液压举升系统的工作原理如下:变速箱的动力通过取力器输出,齿轮泵与取力器连接输入动力,齿轮泵工作,通过齿轮泵进油管将液压油箱的液压油吸入泵体,把低压油转换成高压油。车辆车厢举升时,操纵气控阀和举升换向阀,高压油通过举升油缸进油管注入液压举升油缸,驱动液压举升油缸举升工作。车辆车厢下降,操纵气控阀和举升换向阀,液压举升油缸中的液压油经回油管回到液压油箱中,液压举升油缸也在车厢重量的作用下缓慢下降。齿轮泵是重型自卸车液压系统的关键部件之一,所以正确安装齿轮泵是重型自卸车液压系统正常工作的前提,在实际工作中,必须根据重型车二类底盘的设计、底盘工艺布置、底盘空间选择连接安装齿轮泵的方式,使齿轮泵的安装更加合理,同时注意选择匹配旋向正确的齿轮泵和正确安装齿轮泵进、出油管。
一、采用正确合理的齿轮泵与取力器连接方式
重型自卸车取力器与齿轮泵的连接一般有以下连接方式:取力器直接连接、万向传动轴连接、齿轮泵连接器连接。国内重型车主机厂取力器输出一般为输出法兰连接盘的结构,因此各重型车改装厂根据重型车二类底盘的实际情况都采用万向传动轴连接或者齿轮泵连接器的方式。
1、采用取力器直接连接方式
这种连接方式的优点是结构和安装简单可靠,齿轮泵输入花键(平键轴)直接安装插入取力器花键套(平键套),然后通过标准件紧固就完成取力器与齿轮泵的连接。由于这种连接方式省去了万向传动轴及齿轮泵安装支座等零部件,所以安装时无需在车架纵梁上配钻齿轮泵支座安装孔,减少了安装工序,降低了生产成本,同时安装工艺要求也不高,只要将紧固件按照规定扭矩上紧即可。但取力器直接连接需要生产厂家专业配置,所以通用性较差,较少采用。
2、采用万向传动轴连接方式
这种连接方式的优点是结构简单,维修方便,通用性强,比较常见;缺点是增加了齿轮泵安装支架、万向传动轴等零部件和车架纵梁配钻齿轮泵安装孔的工序,略微提高了生产成本。由于重型车二类底盘设计和工艺布置等原因,取力器周边空间有限,齿轮泵通过万向传动轴(选用不同长度的万向传动轴)避开与底盘相关零部件的干涉,实现齿轮泵与取力器的合理连接,其结构如图1所示。安装时,在车架纵梁上配钻齿轮泵支架安装孔,将齿轮泵装上支架,通过万向传动轴与取力器连接。由于这种连接方式采用了“十”字万向节和滑动式的花键套结构,安装时对同轴度要求不高,而且能可靠地实现等速传递力,并能保证驱动齿轮泵的同心度要求,以及避免了由于发动机窜动或者车架变形引起干涉齿轮泵转动的现象。最大限度地避免因外力而造成齿轮泵故障、损坏的情况发生。所以在安装时,必须保证齿轮泵花键轴与泵联器花键套有10~15 mm的轴向滑动安全间隙,整个结构注意采用8.8级的紧固连接螺栓(如传动轴连接螺栓、齿轮泵安装螺栓、齿轮泵支架安装螺栓等),提高连接强度,以达到装配工艺及使用要求。在车架纵梁配装齿轮泵支架安装孔时,必须注意避开纵梁内外部的零部件、气管等,以免钻孔时损伤到这些部件,造成不必要的麻烦。
3、齿轮泵连接器与取力器连接
这种连接方式也是目前比较常用的一种连接方式,因重型车底盘设计制造的原因,车架纵梁上布置了一些零部件,妨碍齿轮泵支架的安装;或者车架上安装有燃油箱等部件,影响了齿轮泵支架安装孔的装配;但在车辆取力器周边安装空间尚可,能满足齿轮泵连接器安装的空间要求且不与车架其他零部件发生干涉。在这样的情况下,可以采用齿轮泵连接器与取力器连接的方式,结构如图2所示,其原理是通过齿轮泵连接器内三段式花键轴结构将取力器动力输送至齿轮泵,带动齿轮泵轴旋转,从而实现将动力传递到齿轮泵。这种连接方式不需要在车架上配钻齿轮泵支架安装孔,减少了安装工序,提高了工作效率,结构紧凑简单,安装更加方便;同时,花键轴有一定的轴向自由度,排除了齿轮泵承受轴向力的可能,对齿轮泵有更好的保护作用且能实现等速传递力,因此在条件满足情况下,这是很好的选择。但是,由于这种结构属于悬空式的结构,取力器受力较大,因此选用齿轮泵时尽可能选用重量较轻的产品,以减小取力器受力。在进行安装时,注意采用8.8级的紧固连接螺栓,提高连接强度,以达到装配工艺及使用要求。
二、选用旋向正确的齿轮泵
齿轮泵分为左旋齿轮泵和右旋齿轮泵。安装时,必须选用与取力器输出法兰旋向匹配的齿轮泵,这样齿轮泵才能正常工作来服务于重型自卸车液压系统。选用齿轮泵是左旋还是右旋,判断的方法如下:面向取力器输出法兰,观察取力器输出法兰的旋向,如果其顺时针旋转,则选用右旋齿轮泵;如果取力器输出法兰逆时针旋转,则选用左旋齿轮泵。安装时,如选用的齿轮泵旋向不对,会造成齿轮泵泵不出油致使重型自卸车液压举升系统不能正常工作,还因其内部齿轮啮合产生的容积差形成的压力油会使油封被冲坏而漏油。但是,国内有些重型自卸车液压系统配套厂家所配置的齿轮泵是左右旋双向齿轮泵(如海沃液压举升系统配套的双向齿轮泵),在安装时不用考虑旋向因素,按照厂家装配工艺要求进行装配就可以了。需要注意的是,不管是左旋齿轮泵、右旋齿轮泵还是双向齿轮泵,在安装时要保证齿轮泵进、出油接头及油管不得与车架、底盘零部件有干涉。如果有干涉,就会产生振动、异响,甚至影响接头或油管及相关零部件的使用寿命。
三、正确安装齿轮泵进、出油管
齿轮泵进、出油管必须正确安装。齿轮泵进油管为低压油管(棉线管或一层钢丝管),齿轮泵出油管为高压油管(两层或两层以上钢丝管,承受压力为25 MPa以上),齿轮泵进、出油口都要安装一个接头,通过接头与进、出油管装配相接,接头与齿轮泵体进、出油口通过“O”形密封圈进行密封。进油口接进油管,出油口接出油管,不许安装错误,如果错装,齿轮泵不能正常出油。一般情况下,各生产厂家在齿轮泵上都有箭头指示“进出油方向”,通过进出油方向指示箭头判断进出油口。除此以外,还可以通过经验区分法和实验区分法判断:
(1) “按照经验区分齿轮泵进、出油口”,为使齿轮泵能正常工作,满足齿轮泵进油量,进油口会大些,而出油口相对进油口小些。
(2) “通过实验区分齿轮泵进、出油口”,即用手掌按压齿轮泵接口,同时按照齿轮泵规定的旋向转动齿轮泵输出轴,如果手掌感觉有吸力,则该齿轮泵接口为进油口;如果手掌感觉有冲破力,则该齿轮泵接口为出油口。
此外,在装配进、出油管时,进出油管接头及油管均不能与车架、车架横梁等部件有干涉,保证油管通畅;油管接头紧固扭矩力为75 N·m,管路不能漏气,保证管路密封。
总之,齿轮泵虽小,却是整个重型自卸车液压系统的心脏,为重型自卸车液压系统提供源源不断的动力。安装时必须根据实际情况,选用合理的齿轮泵与取力器连接方式,匹配旋向正确的齿轮泵。正确安装齿轮泵进、出油管,是齿轮泵正常工作的基础,只有打好安装基础,齿轮泵才能更好地发挥作用,才能更好地为重型自卸车液压系统服务。