先导操纵阀包括左先导操纵阀(负责回转和斗杆操纵阀)、右先导操纵阀(负责动臂和铲斗操纵阀)和行走先导操纵阀。若挖掘机安装有破碎锤等附属工具,则还有相应的脚踏式先导操纵阀。先导操纵阀的操纵杆时,先导压力油经先导操纵阀到达主控制阀的先导孔,移动主控制阀的滑阀。行走先导操纵阀的工作原理与左、右先导操纵阀基本相同。当操纵杆1向右移动时,板6向右倾斜,将连杆7向下推。弹簧座10克服计量弹簧11和12的作用力向下运动,并向下推动滑阀16,油道15打开,先导油流经油道20、油道18、油道15和油孔19到达主控制阀,主控制阀中的滑阀移动,进行工作装置操作或回转操作。

主控制阀内滑阀另一端的回程先导油经过油孔17回流至先导控制阀。由于连杆2没有动作,因此回油通道3打开,而油道4关闭。回程先导油经回油通道3、回流室13和油孔21流回液压油箱计量弹簧11的作用力随操纵杆位置的变化而变化。滑阀16在弹簧11的作用下移动,经油道15流向主控制阀的先导油压与操纵杆的移动量成正比,主控制阀内滑阀的移动量与操纵杆的移动量成正比。

安全截止阀，安全截止阀是开关阀,其作用是接通或切断流到先导阀的先导油。安全截止阀有两种:机械式安全截止阀和电磁阀式安全截止阀,目前主要应用电磁阀式安全截止阀电磁阀式安全截止阀实际上就是一个两位三通的电磁阀,当安全截止阀操纵杆位于锁定位置时,电磁线阀断电,停止向先导操纵阀去先导操纵供油,液压缸和液压马达都无法动作。当安全截止阀操纵杆位于开启位置时,电磁线阀得电,先导压力油进入先导操纵阀。

蓄能器，液压挖掘机的蓄能器能储存一定的先导压力油,用于主控制阀的压力释放操作,在某些操作过程中,如进行复合操作,可能会出现先导系统短时间压力不足的情况,此时蓄能器向先导系统提供一定的先导压力油。另外,在发动机停止运转后蓄能器提供先导压力油,使工作装置能够降低至安全位置。

挖掘机液压系统分析，本节将对目前国内外知名厂家生产的几种典型挖掘机的液压系统进行分析。卡特330D液压系统，泵控回路及主泵对阀组的供油路线为:PL(左泵)分成并联油路和直通油路,并联油路通过单向阀向回转、斗杆1阀(经节流孔)、动臂2阀供油,直通油路优先供左行走,然后通过回转阀中位,向斗杆1阀供油;PR(右泵)也分成直通油路和并联油路,直通油路优先供右行走,然后经过备用阀、铲斗阀、动臂1阀的中位,向斗杆2阀供油,并联油路通过单向阀向备用阀、铲斗阀、动臂1阀、斗杆2阀供油。

1.泵控回路，卡特330D液压系统采用负流量控制、恒功率(恒扭矩)控制和发动机转速感应控制方式。当所有阀芯在中位时,所有压力油经过主阀的中位旁通油道14、油道23回油箱因此中位旁通油道通过节流孔20、29的压力最高,提供给泵的负流量控制压力HL、HR最高,伺服活塞动作,使泵的输出流量最小。当挖掘机行走或工作装置有动作时,主阀阀芯移动,通过中位旁通油道的流量减少,负流量控制压力HL、HR降低,泵的输出流量增大。当阀芯移动到全行程位置时,中位旁通油道完全关闭,负流量控制压力HL、HR降到最低,泵的输出流量则达到最大。左泵、右泵输出的压力同时作用于两个泵的流量调节器上,通过两个泵的平均输出压力对液压泵的流量输出进行控制,使其pQ曲线接近设定值,即所谓的恒功率控制(恒扭矩控制)。根据发动机转速传感器的输出信号,比例减压阀改变作用于泵调节器的反馈压力,从面调节泵的量输出。

2.动臂回路，动臂由动臂阀联1和动臂阀联2控制,其回路包括动臂快速提升回路、动臂低速提升回路,动臂优先回路、动臂下降回路,1)动臂快速提升单独进行动臂提升且操纵杆在全行程位置时,在先导油压a1A,bR4作用下动臂阀联1处于下位,动臂阀联2处于上位,来自两个液压泵的压力油汇入动臂无杆腔,使动臂快速提升低速提升由于动臂阀联2的开启压力较大,所以当动臂提升的操纵行程低于一半时,只有动臂阀联1开启,动臂阀联2关闭,仅右泵的压力油进入动臂无杆腔,动臂以较低的速度提升。3)动臂优先当进行动臂提升和斗杆内收的复合动作时,动臂先导操纵油压bR4作用在动臂优先阀15上,使得动臂优先阀出口A1油压降低,即斗杆2阀先导油压aR5减小,从而限制流入斗杆液压缸无杆腔的压力油,使动臂获得较多的压力油,即自动启用动臂优先模式。(4)动臂下降动臂下降时,在先导油压aR4的作用下,动臂阀联1处于上位,动臂锁紧阀2打开,动臂再生阀4处于左位,右泵输出的压力油经动臂阀联1进入动臂液压缸的有杆腔,动臂液压缸无杆腔的油经过动臂锁紧阀后,由于其压力大于有杆腔压力,所以一部分经过动臂阀联1上位的节流孔回油箱,一部分经过动臂再生阀返回有杆腔,形成差动连接,这样既减少了能量损失,又使得动臂下降得更快更平稳。

3.斗杆回路，斗杆控制阀有斗杆阀联1和斗杆阀联2,其回路包括斗杆外摆回路、斗杆快速内收回路、斗杆慢速内收回路抖阴破解。斗杆外摆如图964所示,在先导油压bL3、bR5作用下,斗杆阀联1和斗杆阀联2同时动作,来自两个液压泵的压力油汇入斗杆有杆腔。(2)斗杆快速内收(再生功能作用)斗杆快速内收时,在先导油压aL3、R5作用下,斗杆阀联和斗杆阀联2同时动作,斗杆再生阀9处于右位,斗杆锁紧阀5打开,当负载较低时,斗杆卸载阀10处于右位,有杆腔液压油通过斗杆再生阀9后经单向阀进入液压缸无杆腔,斗杆实现快速内收。3)斗杆慢速内收(再生功能取消)当挖掘负载增大时,斗杆液压缸大腔压力升高,使斗杆部载阀阀芯10向右移动,液压缸有杆腔的液压油经过斗杆再生阀和卸载阀左位直接回油箱,取消再生功能。