海上三体式救助艇液压控制系统

主机功能结构

  海上三体式救助艇是发生海事时的救助设备，它采用全液压控制，主要用于海上救助。物资和人员运送以及抢险排险等各类民用和军用场合。

     该艇为三体船（图10-5），两个片体分布在船体的舯艉两侧，主体处于舯艏中间位置，航行推进装置以2台大流量低扬程轴流泵作为水喷式推进器，分别设在左右两片体的后部。

     动力为400kW的柴油发动机装在主体的后段部分。该艇控制和照明系统采用电压为12V的8个蓄电池供电。在艇艉的主甲板上，设置有一台能 360°自由回转的液压传动机械臂（图10-6），该机械臂能够解决艇与船或码头之间的防碰撞问题，考虑到救助时的海浪颠簸，能使艇与船之间保持一定的距离。在海上条件不利的情况下，能利用该机械臂进行人员、物资在艇与船之间接送或投放，其动力来自于艇主体后段的400kW柴油发动机（当救助艇进行施救作业时，由于救助艇处于非全速航行的慢速状况，故所需动力小，因而有足够的余量可用于该机械臂）。

液压系统原理

     该海上救助艇的液压系统分为艇体推进系统和机械臂系统，动力均来自于上述柴油发动机。

1、艇体推进系统

     艇体推进系统原理如图10-7所示。系统的执行元件为双向定量柱塞马达6和6a,分别用于驱动该艇船体推进装置的两台轴流泵。二马达的回转方向由三位四通电磁换向阀5和5a控制，回转速度分别由调速阀4和4a调节，设在马达回油路上的调速式背压阀9用于提高马达运转平稳性。系统油源为定量柱塞泵2，其压力设定与卸荷由磁溢流阀7控制，单向阀3用于防止压力油倒灌，以保护泵2。单向阀8用于阀7溢流回油与机械臂系统回油的隔离。

1—电动机;2—变量液压泵组∶3—压力表开关∶4一压力表∶5，6，9～13一插件;7.16一溢流阀∶8，14，15—二位四通电磁换向阀∶17一顺序阀;18一剪切液压缸;19—回油过滤器;20，21—截止阀

当要使该船艇进入航行状况时，只要先启动柴油发动机并待其稳定后，上排使液压柱塞泵开始供油。2-3min后，液压系统即进入正常状态，此时可按相关的航行要求通过操作相应的阀件即可实现如船艇前行、后退、转向等动作。

     1、船艇前进。三位四通电磁换向阀5和5a分别切换至右位和左位，泵2的压力油经单向阀3，调速阀4、4a，电磁换向阀5、5a进入液压马达6左侧、6a右侧。液压柱塞马达6右侧、6a左侧回油经阀5、5a和背压阀9及带单向阀粗过滤器10排至油箱。实现船艇前进。

     2、船艇后退。三位四通电磁换向阀5和5a分别切换至左位和右位，泵2的压力油经单向阀3，调速阀4、4a，电磁换向阀5、5a进入液压马达6右侧、6S左侧。液压柱塞马达6左侧、6a右侧回油经阀，5、5a和背压阀9及带单向阀粗过滤器10排至油箱。实现船艇后退。

      3、船艇大弧度缓慢转向。此时，只要调节调速阀4和4a使液压柱塞马达6和6a存在转速差即可实现船艇大弧度缓慢转向运动。倘若要使船体左转，只要左置液压柱塞马达6转速大于右置液压柱塞马达6a即可。

      4、船艇小弧度急转向。此时，只要使三位四通电磁换向阀5和5a均切换至左位或右位，使液压马达6和6a转向相反即可。倘若要使船体左向急转，此时可将三位四通电磁换向阀5、5a切换至左位，使液压马达6转向，6a正转即可，倘若要使船体右向急转，此时可将三位四通电磁换向阀5、5a切换至右位，使液压马达6正转、6a反转即可。如果觉得这样转向速度太快，会引起不安全，需要稍慢一些，同样可以通过调节调速阀4或4a使液压马达6或6a转速低一些。

2、机械臂系统

      机械臂液压系统按工作方式细分臂架和回转机构两部分。

    （1）臂架部分。其液压原理如图10-8所示，执行元件为同步运动的变幅缸4及4a、弯臂缸4b和工作缸4C。这三组液压缸的启停及运动方向分别由三位四通电磁换向阀1、1a、1b控制，各液压缸的锁紧分别由进回油路上的两个液控单向阀控制。液压缸4和4a的进、退同步动作分别通过单向调速阀3/3C和3a、3B进行调节，阀的开度一旦调定，一般不再操动。缸4b和缸4C的往复运动速度分别由缸进回油路上的单向调速阀3d、3c和3F、3g进行调控。

a.变幅臂的倾角增大或减小。当三位四通电磁换向阀 1切换至左位时，系统的压力油经阀1、液控单向阀2及 2c、阀 3及3c中的单向阀进入变幅缸4和4a 的有杆腔，同时反向导通液控单向阀 2a 及 2b，无杆腔回油经阀3 及 3c中的调速阀、液控单向阀 2a及 2b和电磁换向阀1排至系统。变幅缸 4和4a 的活塞杆内缩，变幅臂的倾角增大。

        当三位四通电磁换向阀1切换至右位时，系统的压力油经阀1、液控单向阀 2a及 2b、阀 3a及3b中的单向阀进入变幅缸4和4a的无杆腔。同时反向导通液控单向阀 2及 2c，有杆腔回油经阀3 及 3c中的调速阀、液控单向阀 2 及 2c 和电磁换向阀1排至系统。变幅缸4 和 4a 的活塞杆外伸，变幅臂的倾角减小。

       b.弯臂的夹角增大或减小。当三位四通电磁换向阀1a切换至左位时，系统的压力油经阀 la、液控单向阀 2d、阀 3d中的单向阀进入弯臂缸4b的有杆腔，同时反向导通液控单向阀 2e，无杆腔回油经阀 3e中的调速阀、液控单向阀2e和电磁换向阀 la排至系统。弯臂缸4b的活塞杆内缩，弯臂的夹角增大。

      当三位四通电磁换向阀1a 切换至右位时，系统的压力油经阀la、液控单向阀2e、阀3e 中的单向阀进入弯臂缸4b的无杆腔，同时反向导通液控单向阀 2d，有杆腔回油经阀 3d 中的调速阀、液控单向阀 2d 和电磁换向阀la排至系统。弯臂缸 4b 的活塞杆外伸，弯臂的夹角减小。

       c.工作拖板正踩（向外）或反踩"向内"。当三位四通电磁换向阀 1b切换至左位时，系统的压力油经阀1b、液控单向阀2f、阀3f中的单向阀进入工作缸4c的有杆腔，同时反向

导通液控单向阀 2g，无杆腔回油经阀 3g中的调速阀、液控单向阀 2g 和电磁换向阀1b排至系统。工作缸 4c 的活塞杆内缩，工作拖板正踩（向外）。

       当三位四通电磁换向阀 1b 切换至右位时，系统的压力油经阀1b、液控单向阀 2g、阀 3g中的单向阀进入工作缸 4c 的无杆腔，同时反向导通液控单向阀 2f，有杆腔回油经阀 3f中的调速阀、液控单向阀 2f和电磁换向阀1b排至系统。工作缸 4c 的活塞杆外伸，工作拖板反踩"向内"。

②回转机构部分。机械臂回转机构主要由 3个小行星外齿轮组成，以120°的夹角均布啮合在一个大内齿轮上，作周向回转。其中由齿轮式液压马达所驱动的一个小齿轮为主动齿轮，其余两个为从动齿轮。图10-9所示为机械臂回转机构的液压原理，执行元件为驱动主动齿轮回转的液压马达 3，其启停与换向由三位四通换向阀 2 控制，运动速度由调速阀1调控。

当机械臂装置按顺时针方向旋转（俯视）时，只要使三位四通电磁换向阀2 切换至右位即可，反之，阀2切换至左位，则机械臂装置按逆时针方向旋转（俯视）。

液压系统特点

①船体推进装置液压系统和机械臂液压系统共用一个定量泵油源，通过电磁溢流阀调压卸荷，为了提高各执行元件的运转平稳性，回油路设置了调速背压阀。

②船体推进装置液压系统采用调速阀进油节流调速方式，不利于系统散热。

③机械臂液压系统的臂架部分，各液压缸的锁紧分别由进回油路上的两个液控单向阀控制。变幅液压缸的进、退同步动作分别通过液压调节方式（单向调速阀）实现。弯臂缸和工作缸采用单向调速阀的回油节流调速方式，有利于散热和提高运动平稳性。机械臂液压系统的回转部分采用调速阀的进油节流调速方式，不利于散热。