近幾年，隨著社會和經濟的不斷發(fā)展，人們對推土機的適應工況要求越來越高，如垃圾填埋、搶險救援、軍事排雷、核能、建筑拆除、水泥生產以及冶金等特殊工況作業(yè)環(huán)境惡劣，對人身體健康和安全威脅較大，不適合作業(yè)人員在現場直接操作推土機施工作業(yè)，為此開發(fā)適應惡劣環(huán)境的遙控型推土機，已經成為提高產品市場競爭力的一個重要途徑。

一、液壓系統組成與原理

推土機在正常使用中，作業(yè)動作分為行走動作和工作裝置調整動作，其中行走動作包括主機的前進、后退、左轉、右轉和制動，工作裝置調整動作包括鏟刀的上升、下降、浮動、左傾斜和右傾斜，這兩部分的動作分別依靠行走系統和工作裝置液壓系統完成。無線遠程控制采用電磁波來傳遞控制信號，與機械裝置相比，液壓系統與電氣控制系統具有更好的結合性，為了實現對推土機無線遠程控制，并實現高效節(jié)能，遙控推土機行走系統、工作裝置一般采用液壓系統驅動。

行走液壓系統

無線遙控推土機采用閉式雙回路靜液壓驅動，其中包括行走系統和輔助系統兩部分，在實現推土機基礎行走動作的同時具有無級調速功能，某型無線遙控推土機行走液壓系統原理如圖1所示。

行走系統

行走系統為閉式雙回路結構形式，包括左行走系統和右行走系統。左行走系統由集成泵III、集成馬達IV、控制閥組II和管路組成。右行走系統由集成泵VI、集成馬達VII、控制閥組V和管路組成，左、右行走系統原理相同，下面以左行走系統為例進行說明。

行走泵13和行走馬達19進、出油口兩兩相連，構成行走系統主油路，且泵和馬達都為雙向運行，實現推土機的前進、后退動作。過載補油閥6和7分別由1個溢流閥和1個單向閥組成，用于對主油路壓油側進行過載保護和對吸油側進行補油。溢流閥5為調壓閥，用于調定進入集成泵III補油壓力和控制閥組II控制壓力。對中閥芯10與三位換向閥11閥芯剛性連接，三位換向閥11閥體、對中閥芯12以及行走泵13調節(jié)機構三者剛性連接，并通過閥芯機能和彈簧力作用，形成了一個變量調節(jié)負反饋調節(jié)機構。

電比例減壓閥8、9為線性比例控制閥，通過改變控制電流大小可實現輸出油液壓力大小控制。給定電比例減壓閥8一定大小的控制電流時，其輸出一定值的壓力油，推動對中閥芯10左移，并通過負反饋調節(jié)機構實現行走泵13正向排量大小的調節(jié)。同理給定電比例減壓閥9一定大小的控制電流，可以實現行走泵13反向排量的調節(jié)，即通過控制電比例減壓閥8和9輸入電流的大小，即可控制行走泵13的正、反向排量大小調節(jié)，排量調節(jié)范圍0.1%。

電比例換向閥21和變量調節(jié)缸20組成行走馬達19的排量調節(jié)機構，通過調節(jié)電比例換向閥21輸入電流控制變量調節(jié)缸20位移，從而實現馬達排量的調節(jié)。排量調節(jié)為線性必例調節(jié)，調節(jié)范圍30.1%。沖洗閥18和節(jié)流閥19用于將泵吸油側一定流量的熱油導流到馬達殼體，通過殼體回油冷卻和補油泵補油保證主油路工作溫度符合要求。溢流閥16為1個回油背壓閥。

行走泵和行走馬達(排量為線性比例調節(jié))均為變量元件，在其組成的容積調速回路中，可實現恒轉矩調節(jié)和恒功率調節(jié)，以此適應各種工況下的轉速調節(jié)，從而實現推土機的無級調速功能。同時通過控制行走泵和馬達的排量，可使左、右行走系統產生速度差，實現推土機的左、右轉向。當其中一側行走系統靜止、另一側運動時，即可實現推土機原地轉向。

左、右行走系統的泵和馬達均為電比例控制，控制方式分為數字量控制和模擬量控制，數字量控制采用脈寬調制信號PWM形式，矩形波占空比在范圍內可調。模擬量控制采用直流電疊加或不疊加顫振信號形式，很好地與電氣控制系統相結合。在推土機主機駕駛室和遙控室中分別設置電控手柄，可分別實現傳統駕駛室操作模式與遙控模式。

輔助系統

輔助系統分為供油系統、制動系統和回油冷卻系統3部分組成，在供油系統中，輔助泵2經粗濾1從液壓油箱40中吸油，再經過濾器I過濾后，分別為主油路補油、控制閥組控制、行走馬達控制和制動器控制提供壓力油，定差溢流閥4可在精濾3堵塞達到壓差設定值后，使油液直接進入系統;在制動系統中，通過控制電磁換向閥22的通斷控制制動器23和24，在推土機需要制動時，控制行走泵的電比例減壓閥全部失電，使行走泵排量降為零，切斷了行走主油路的壓力油。同時電磁換向閥22失電切斷制動器壓力油，制動器中油液回油箱，依靠彈簧復位后的壓緊力實現制動。在回油冷卻系統中，行走泵、控制閥組和行走馬達的殼體中的油經冷卻器14流回油箱，單向閥15可在冷卻器堵塞或回油量過大時，使油液直接流回液壓油箱，保護過濾器。

工作裝置液壓系統

工作裝置液壓系統由工作系統和控制系統2部分組成，控制系統采用電控和液控并存的結構形式，可實現遠程遙控操作和駕駛室直接操作雙模式并存。電控結構可與電氣控制系統良好結合，從而實現無線遙控功能。液控結構采用液壓先導控制，具有良好的可靠性，在遙控系統出現故障時，依然可以在駕駛室中正常操作推土機工作，工作裝置液壓系統原理如圖2所示。

工作系統

雙聯泵19大泵經粗濾器吸油向工作系統供油，溢流閥18限定工作油路最高壓力和起安全保護的作用。三位換向閥15通過切換傾斜缸進回油方向，實現鏟刀左傾、右傾調整動作。同理四位換向閥14用于實現鏟刀提升、下降動作，當四位換向閥14在最右端閥位工作時，2個鏟刀升降缸進、回油路相通，升降缸2腔同時進入失壓狀態(tài)，實現鏟刀浮動動作。兩換向閥采用串并聯結構，同一時間只能允許鏟刀實現單一調整動作，鏟刀動作所需供油量充分，鏟刀動作調整響應迅速。

傾斜缸動作所需流量小于升降缸流量，在設計傾斜管路時，可讓傾斜管路直徑小于升降管路直徑，即通過管路節(jié)流來使鏟刀傾斜缸獲得所需的流量。鏟刀升降油路和傾斜油路共接有4個過載補油閥，在推土鏟受到沖擊時，液壓缸壓力油腔通過過載補油閥中的溢流閥對系統進行保護，同時液壓缸無壓腔通過過載補油閥單向閥進行補油，避免液壓缸無壓腔吸空。

控制系統

控制系統分為供油系統、液控系統和電控系統共3部分。雙聯小泵吸油后經精濾器過濾后分別向液控系統、電控系統和蓄能器供油。溢流閥4作為調壓閥用于限定控制系統壓力，單向閥4用于因發(fā)動機熄火造成泵停止運行后保持蓄能器壓力，蓄能器6用于在發(fā)動機熄火后繼續(xù)為控制系統提供壓力油，從而可以控制鏟刀自由降落至地面。在先導閥組和電控閥組出現故障時，將截止閥7關閉，使蓄能器中的壓力油鎖住，可避免拆卸管路時油液噴出，方便對控制閥組進行檢修。

液控系統由先導閥組、閥組進回油管路和控制管路組成。供油系統向先導閥組9提供一定壓力油液，壓力油通過閥組減壓后經電控閥組梭閥對換向閥進行位移控制，同時換向閥芯回油經過梭閥流回油箱。該閥組為線性比例閥，可以根據閥組控制手柄位移大小輸出不同壓力的控制油。線性比例控制換向閥閥芯位移，實現不同流量的輸出，便可滿足駕駛員對鏟刀調整動作不同速度的需求。

電控系統由電控閥組、閥組進回油管路和控制管路組成，電控閥組8由4個電比例壓閥和4個梭閥組成。電比例減壓閥為線性比例控制，可以根據輸入控制電流的大小，將供油系統提供的壓力油調節(jié)到所需壓力，經梭閥對換向閥閥芯進行位移控制，從而實現駕駛員對所需的油缸動作和不同的動作速度。換向閥芯回油也經過梭閥流回油箱。

4個梭閥在系統中起到2個作用:一是實現電控系統和液控系統并存的結構形式;二是在電控或液控某一系統執(zhí)行控制動作時，對另一系統進行沖擊保護。4個電比例減壓閥為電信號控制，是實現工作裝置無線遙控動作的關鍵部分。

二、實際應用結果

本系統已成功應用于某型遙控推土機中，通過與電氣控制系統的良好結合性，實現了推土機的遙控功能，可使駕駛員在遙控室中快速準確地控制堆土機行走動作和工作裝置動作。在實際應用過程中，液壓系統元件壓力、流量等參數需根據不同功率大小的推土機具體要求進行計算。本系統在創(chuàng)新的同時兼顧傳統，實現了推土機無線遙控駕駛模式和傳統駕駛模式并存的結構形式，提高了推土機應對各種工況的適應性。

本系統在工作裝置動作控制過程中，傳統液控模式采用先導閥控制作業(yè)，無線遙控模式采用電信號控制遙控閥組來控制作業(yè)，2種模式都減小了駕駛員的勞動強度，且兩者都與蓄能器相結合，保證在發(fā)動機熄火后操作先導閥或者遙控閥組可以使鏟刀正常降落到地面。在進行其中任何一種模式操作時，另一種模式液壓系統通過遙控閥組中的梭閥得到很好的沖擊保護，保證了系統的正常運行和使用壽命。本系統充分發(fā)揮了推土機應對各種特殊、復雜工況的作業(yè)優(yōu)勢，尤其在作業(yè)環(huán)境惡劣的工況中，有效保證了作業(yè)人員的健康和安全。