推土機(jī)實(shí)現(xiàn)推土作業(yè)，鏟刀必須能夠?qū)崿F(xiàn)上升、下降、固定在某位置不動(dòng)和浮動(dòng)等最基本的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)這些動(dòng)作的最基本的液壓系統(tǒng)是由液壓泵、安全閥、四位換向閥、液壓缸及油管和一些輔件組成（見圖1）。四位換向閥的操縱方式多數(shù)為手動(dòng)操縱，隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，近年也開始采用液控先導(dǎo)操縱及電液操縱。

圖1　　推土機(jī)鏟刀液壓系統(tǒng)原理圖

　　手動(dòng)操縱比較簡(jiǎn)單，在推土機(jī)的鏟刀操縱中應(yīng)用也比較成熟。圖2為某推土機(jī)推土換向閥結(jié)構(gòu)圖，該閥為四位五通換向閥，中位回零。當(dāng)閥桿左移一定距離時(shí)，高壓油經(jīng)P口、B口進(jìn)入液壓缸無(wú)某些腔b，液壓缸有桿腔a的油液通過A口、T口回到油箱，鏟刀提升。當(dāng)閥桿右移一定距離時(shí)，高壓油經(jīng)P口、A口進(jìn)入液壓缸有桿腔a，液壓缸無(wú)桿腔b的油液通過B口、T口回到油箱，鏟刀下降。當(dāng)閥桿繼續(xù)右移時(shí)，定位器錐面推動(dòng)鋼球，同時(shí)由于鋼球的阻力作用，閥桿的操縱力突然加大，提醒駕駛員已到浮動(dòng)位置；當(dāng)鋼球跨越錐面以后，定位器被卡住，閥桿不能自動(dòng)回位。這時(shí)，P、A、B、T4個(gè)口全部相通，鏟刀處于浮動(dòng)狀態(tài)，可以進(jìn)行平整地面作業(yè)。同時(shí)，駕駛員可以松開操縱桿，進(jìn)行其它工作。當(dāng)不需要在浮動(dòng)位置工作時(shí)，則用手扳動(dòng)操縱桿，定位器克服鋼球阻力，錐面跨越鋼球后，閥桿自動(dòng)回到中位。

圖2　　四位五通換向閥

　　根據(jù)以上過程分析可知，推土機(jī)手動(dòng)操縱的特點(diǎn)是：提升和下降位置回到中位時(shí)都是自動(dòng)復(fù)位，到浮動(dòng)位置時(shí)，駕駛員有明顯手感且浮動(dòng)位置能夠鎖定，符合推土機(jī)的工況要求。
　　液控先導(dǎo)操縱在國(guó)內(nèi)剛剛起步，目前操縱推土換向主閥的先導(dǎo)閥一般都是比例先導(dǎo)閥。圖3所示為某推土機(jī)工作裝置推土換向閥部分的液壓系統(tǒng)原理圖，該系統(tǒng)的主閥為四位六通閥，皆為彈簧對(duì)中。先導(dǎo)閥結(jié)構(gòu)見圖4。

圖3　　某推土機(jī)局部液壓系統(tǒng)原理圖

圖4　　先導(dǎo)閥結(jié)構(gòu)圖

　　當(dāng)操縱先導(dǎo)閥手柄在中位時(shí)，先導(dǎo)系統(tǒng)的泵油與回油相通；當(dāng)先導(dǎo)手柄到上升位置，先導(dǎo)油接通相應(yīng)接口，推動(dòng)主閥桿到上升位置；當(dāng)先導(dǎo)手柄扳到下降位置，同樣推動(dòng)主閥桿到下降位置。隨著手柄位置偏轉(zhuǎn)的角度增大，操縱油壓上升、操縱力增大，因而主閥桿的移動(dòng)量也呈線形增加。向下降方向逐漸扳動(dòng)手柄，當(dāng)閥桿接近浮動(dòng)位置時(shí)，操縱力和主閥桿的位移關(guān)系曲線如圖5所示。

圖5　　操縱力與主閥桿的位移關(guān)系曲線（改進(jìn)前）

　　從圖5可以看出，該系統(tǒng)不能滿足推土機(jī)的工況要求。據(jù)了解，該工作裝置操縱手感不好，下降位置和浮動(dòng)位置不明顯，易誤操作，浮動(dòng)位置不能鎖定。
　　根據(jù)推土機(jī)的使用工況，重新繪制操縱力和主閥桿位移的關(guān)系曲線，如圖6所示。根據(jù)圖6的要求，設(shè)計(jì)了如圖7所示結(jié)構(gòu)形式的先導(dǎo)閥。

圖6　　操縱力與主閥桿的位移關(guān)系曲線（改進(jìn)后）

圖7　　新型先導(dǎo)閥

　　該結(jié)構(gòu)形式先導(dǎo)閥的特點(diǎn)是：（1）增加了附加彈簧4，同時(shí)卡套3對(duì)彈簧4有一定的預(yù)緊力，當(dāng)柱塞下壓到接近浮動(dòng)位置時(shí)，抵抗柱塞的反作用力突然增大，提醒駕駛員已到浮動(dòng)位置。（2）增加了電磁鐵1和2，將手柄推到浮動(dòng)位置時(shí)，1和2接觸并吸合，實(shí)現(xiàn)浮動(dòng)位置的鎖定。取消浮動(dòng)時(shí)，按動(dòng)電磁開關(guān)即可以復(fù)位。