新型冲击器的工作原理

a 回程

图 1a 所示为活塞已完成了一次冲击，且阀已换向，整个系统处于回程开始状态。此时配油阀 的推阀腔 d 通过油孔 II 和 III 已与回油 O 相通，而推阀经油路和阀芯中心的孔道始终与高压油 源 P 相通，阀芯 8h 腔高压油作用下处于图示左端位置。高压油 P 经阀体高压腔 e、油孔 I 与活 塞前腔 a 相通，而后腔 c 则通过油孔 IV 经阀体的变压腔 f、低压腔 g 与回油连通；故活塞 1 在 前腔压力油作用下向右开始回程，同时压缩氮气室 3，高压蓄能器 5 充油，随着回程增加，氮气 室 3 压缩量增大，其压力升高，系统压力也升高；当压力升高到压力控制锥阀 7 的开启压力时， 锥阀 7 打开，高压油进入推阀腔 d 中，因 d 腔作用面积大于 h 腔作用面积，阀芯在压力差作用 下迅速向右作回程换向运动，阀体的控制变压腔 f 与高压腔 e 连通。这样活塞前、后腔均与高压 油相通，形成差动连接，活塞回程加速阶段结束。尽管活塞的后腔作用面积大于前腔作用面积以 及氮气压力作用，此时活塞因惯性作用将继续向右运动，只不过作减速运动，直至速度为零，完 成整个回程动作。从以上叙述可知，活塞回程实际包括回程加速和回程减速两个阶段。

b 冲程

活塞回程结束，为冲程作好了准备，冲程开始时整个油路状态如图 1b 所示，它与回程减速阶 段一样，阀芯 8 在油液压力差作用下仍处于右位，活塞前、后腔均与高压油相通，保持差动连 接。冲击活塞 1 在压力油压差及氮气膨胀作用下向左加速运动，开始冲程。冲程加速后期，速 度很高，需要油液流量大，系统压力降低，高压蓄能器排出大量油补充到后腔中。当活塞端面 B 越过冲程换向反馈信号孔 II 时，推阀腔 d 经油孔 II、III 与回油沟通，失去高压，同时压力控 制锥阀 7 关闭，阀芯在 h 腔高压油作用下迅速向左作冲程换向运动，随即活塞 1 冲击镐钎 4， 冲程结束。冲程结束。冲击器又恢复到回程初始状态，重新开始下一个循环回程运动。

由上述工作原理可看出，压力控制锥阀可控制系统冲击压力 p，当液压冲击器其它参数确定后， 无级调节控制油压 Px，锥阀控制压力即可无级变化，从而液压冲击器的冲击能也可能无级变化， 压力高时冲击能大，压力低时冲击能效。通过无级调节控制供油泵供给冲击系统的流量，可以无 级调节控制液压冲击器的冲击频率，流量大时冲击频率高，流量小时冲击频率低。其重要特点是 两者的调节控制可以是同步或分别独立进行，这样冲击频率可以调节得很低而冲击能可以调节到 很大，充分利用装机容量，以适应各种工况的需要。

另外，如果当 Px 调节得过大，系统压力在回程时升高却不能打开压力控制锥阀 7 时，活塞仍 回程。当继续回程到活塞端面 A 越过信号孔 II 时，压力油就会经前腔 a 及油孔 I、II 进入推阀 腔 d 中，从而使阀芯向右作回程换向运动。这样就可限制系统冲击压力过高，冲击行程过长， 冲击能过大而使机器损坏。

冲击器采用一种新型配油阀，该阀阀口采用锥阀口形式，密封采用锥面和柱面密封相结合。阀 芯运动到位静止时，阀口由锥面密封和柱面密封相结合，阀芯换向运动时由柱面密封，而阀芯静 止时间长，锥面密封油液泄露量几乎为零，阀芯运动时间短，所以整个工作过程中，阀口油液泄 露量极少。又锥阀阀口流量系数大，油液流经阀口时压力损失少。另外新型配油阀还采用优化的 不等阀开口量技术，即液压冲击器冲程时所需流量大，阀芯处于右位时使其开口量大，液压冲击 器回程时所需流量小阀芯处于左位时使其开口量小，充分利用阀芯的运动行程，使阀芯运动行程 减小，减少换向运动的能量损耗，这样就会使配油阀的能量损失大大降低。回程换向时阀一旦开 启，阀芯推阀面积迅速增大，阀芯快速运动到位，并且有液压油垫缓冲，防止阀芯运动碰撞损坏。

这样控制原理使冲击系统压力越高时活塞行程越长，冲击系统压力越低时活塞行程越短，它与 恒功率多挡液压凿岩机冲击器的行程长时冲击系统压力低，行程短时冲击系统压力高的控制原理完全不同。