3.4.1 140—2型推土机先导液压系统的改进
某工程机械公司开发的140—2型推土机采用了比例先导控制液压系统，单杆可实现推土铲的提升、下降、浮动以及左右侧倾，松土装置的操纵同样采用比例先导控制，因此大大提高了推土机的作业效率，降低了驾驶员的劳动强度。
图3-30 140—2型推土机工作装置液压系统原理
1—先导泵 2、5、10、14—单向阀 3—选择阀 4—BJS先导阀 6—工作装置液压泵 7—换向阀组 8—铲刀液压缸 9—松土液压缸 11—溢流阀 12—安全阀 13—过载阀
1.选择阀的作用
140—2型推土机的工作液压系统原理如图3-30所示。选择阀在先导油路中的作用是在发动机熄火状态下实现铲刀或松土器下落到地面。该阀具体原理如图3-31所示，当发动机工作时，先导泵正常工作，来油从P1口进入，经换向阀杆内腔从P2口流出，流入先导阀完成先导控制作用。先导控制油的压力由系统中的溢流阀控制，此时去铲刀液压缸有杆腔的通路被单向阀5切断，而无杆腔来油因P2口压力为2.5MPa，大于PR端定值减压阀的设定压力1.05MPa，故PR口不通。
发动机熄火后，先导泵不供油，P1口无压力油供给，若铲刀或松土器未接触到地面，则由于铲刀重量使铲刀液压缸有杆腔产生压力油，推开单向阀5，作用在阀口，进入先导控制阀的进油腔。此时若操纵先导阀，PR口的压力油经过先导阀作用在换向阀控制口上，完成铲刀的放下动作，而另一单向阀2截断了与先导泵的通路，P1口不通。从PR口来的油经定值减压阀的“R”口减压后，P2口出油控制压力为1.05MPa，L口为泻油口，接油箱。
2.先导液压系统的主要故障
1）当铲刀降落油路的单向阀卡住或损坏，操作先导阀的手柄使铲刀下降时，松土器跟着下降。因为铲刀下降时，铲刀液压缸的有杆腔内压力油压力为零，而松土器液压缸底腔内的压力油打开单向阀10，通过选择阀的三通接头进入铲刀提升液压缸的有杆腔而回到油箱。
2）当松土器降落油路的单向阀卡住损坏，操作松土器先导阀手柄，使松土器下落时，铲刀也随之下落。因为在松土器下降时，松土液压缸的大腔内压力油通零，而铲刀液压缸有杆腔内的压力油打开单向阀5，通过选择阀的三通接头进入松土器液压缸的大腔而回到油箱。
3.先导液压系统的改进方法
由于先导液压系统中选择阀和单向阀的存在，如果单向阀失效就会导致上述故障发生的可能。为此，对先导液压部分进行了改进设计，取消了选择阀和单向阀，用囊式蓄能器取代选择阀，如图3-32所示。
图3-31 选择阀原理图
图3-32 改进后的先导液压原理图
1—先导泵 2—先导泵溢流阀 3—蓄能器 4—单向阀
当推土机工作时，蓄能器内油液和先导油路压力相同（压力值由先导溢流阀调定），即p3=2.5MPa，由于蓄能器具有储存能量、补充泄漏、保持恒压等作用，所以在发动机熄火后的一段时间内，能保持先导压力与调定压力接近。此时如果铲刀或松土器处于提升状态，可操纵手柄使蓄能器的压力油进入先导阀，操纵换向阀使铲刀或松土器下降到地面，可以起到与选择阀相同的作用。
囊式蓄能器具有漏气损失少、反应灵敏、重量轻、体积小等优点，用于储能的容量可按下式计算。
式中，V1为蓄能器容量（L）；V为有效容量（L）；p1为充气压力，p1=0.6，p2=0.72MPa；p2为换向阀启动所需压力，p2=1.2MPa；p3为先导系统工作压力，p3=2.5MPa；n为多变指数，对于氮气取1.4。
其中，V为蓄能器的有效排油量，即为换向阀阀杆从中位到最大开口位所产生的油液容积变化量。考虑到铲刀和松土器从最高点到地面的距离，以及操作的安全性，蓄能器的有效排量需满足铲刀和松土器的手柄操作次数均不少于4次，即Vmin=87πd2S/4（d为换向阀阀杆直径，d=25mm，S为换向阀阀杆换向行程，S=13mm）。则V=0.051L，由此可得V1=0.091L。
考虑到发动机在熄火后先导阀的泄漏量，以及蓄能器生产厂家的规格，决定选用蓄能器的容量为0.63L，可满足铲刀和松土器先导阀操纵的需要。
经过改进，由于取消了选择阀，使先导控制部分的管路相对简单，液压元件相对减少，同时也降低了先导液压部分的故障率。经过实践试用，改进后的140—2型推土机的先导液压部分的可靠性大大提高。