目前，国内已有不少单位在研制液压凿岩机，并取得了一定成绩。在此基础上，对液压凿岩机液压系统的研究已提到日程上来。本文对国外几种典型液压凿岩机的液压系统作简要介绍和分析，以供维修和设计时参考。
一、几种典型液压凿岩机的液压系统
1.RPH35型液压凿岩机液压系统(图1)
RPH35型液压凿岩机是法国Secoma公司生产的，其液压系统由三台变量泵分别向回转马达、推进油缸和冲击器供油,并有一台补油泵。系统工作时，首先使手动换向阀11处于(2)位，回转马达开始旋转，回转油压通过管路103控制导动阀14使其转为(2)位。如果已给水且水压足够，则导动阀15将处于(1)位，压力水通过管路101控制导向阀13使其切换为(2)位，这时从回转供油油泵9来的压力油，经管路102、阀13、14以及管路104，进到推进回路中的手动液动换向阀17的控制腔室，使阀17变换至(2)位，推进缸就自动投入工作；反之，如果尚未给水或水压不足，则导动阀15处于(2)位，导动阀13处于(1)位，管路102与管路104不通，阀17停留在(0)位，推进缸不会动作。此时，手动液动换向阀23处于(1)位，冲击泵5处于卸荷状态，冲击器不工作。而当推进缸动作，钎杆顶上岩石后，推进油压升高，致使导动阀21切换至(2)位，这时由推进供油泵7来的控制油流，经阀21、管路106进到阀23的控制腔室，使阀23处于(2)位，于是冲击器开始冲击。上述先回转，后推进，再冲击的动作顺序，适应于开眼工况的需要。系统具有防卡功能。当要卡钎致使回转马达负载剧增，回转油压大幅度上升时，回转油压通过管路105传到推进泵7的伺服变量机构，控制推进泵的排量，降低推进速度，在这同时，推进油压会有所上升，这一油压通过阀21、管路106和107传到冲击泵5的伺服变量机构，使冲击泵降低排量，减小冲击功，从而实现防卡。由于是利用容积调速来防卡，防卡响应速度较迟缓。当钎杆回退时，先使阀23置(1)位，停止冲击，再使阀17和18均置(1)位，则推进泵和冲击泵的排油一起进入推进缸右腔，这样可快速回退。
本系统具有连锁自动保护作用和防卡功能，工作可靠性较好；采用三台变量泵供油，系统效率也较高。但由于油泵数量多，尽管采用分动箱传动，结构仍较复杂。另外，导动阀也过多。

2.C0P1038HD型液压凿岩机液压系统(图2)
COP1038HD型液压凿岩机是瑞典At-1as公司生产的,其冲击器22和推进油缸17由泵2供油，回转马达29由泵3供油。由于冲击油压较推进油压高，推进回路推进工况时，三位四通电磁换向阀12置(1)位，泵2来油经减压阀11和减压阀14两级减压，并经节流阀16后进到推进缸17下腔，这样可控制推力大小和推进速度；回退工况时，阀12换至(2)位，泵2来油经减压阀11一级减压后进到推进缸17上腔，由于此时两位两通电磁阀19置(2)位，无冲击，泵2来油全部进入推进缸，因此，可快速退回。冲击器及推进缸供油油泵2采用了四级压力控制，两位两通电磁阀10断电时，阀10处于(2)位，溢流阀9在低压下开启，泵2卸荷；开眼时要求轻推、轻击，这时，使阀10通电,置(1)位，溢流阀9即关闭，起安全阀作用，再使两位两通电磁阀8通电，置(1)位，则泵2的供油压力受调整压力较低的顺序阀7的控制；正常凿眼工况时，阀10置(1)位，阀8置(2)位，泵2的供油压力即由调整压力较高的顺序阀5来控制；溢流阀9的调整压力高于顺序阀5的调整压力，所以起安全阀作用。另外，油泵2可实现恒压变量，如泵供油过多时，其排油压力上升，则经顺序阀5的溢流量增多，而这一溢流回油需经过固定节流口后才能回油箱，溢流越多，固定节流口进油端油压也越高，这一油压去控制泵2的伺服变量机构，使泵排量变小，直至泵2排油压力回复阀5调整的压力。阀27的作用与阀10相同，不再重复。系统在推进回路中设置了一个两位四通液动防卡阀13，其两端控制油一路从冲击压力油路经减压阀18后引入控制腔室，减压阀18的调整压力较回转马达正常回转油压高20~30公斤力/厘米²，当回转马达正常运转时，防卡阀13处于(2)位，一旦回转压力超过减压阀的调整压力，防卡阀13立即切换至(1)位，使推进缸回退，直至回转油压下降至低于减压阀18的调整压力，防卡阀13回复至(2)位，推进油缸重新推进。这种防卡方法响应速度较快。 

3.AD101型液压凿岩机液压系统(图3)
AD101型液压凿岩机是瑞典Alimak公司生产的，其冲击器18、回转马达20以及推进马达21由同一台恒压泵2供油。回转马达的供油量由节流阀6控制，推进马达的供油量和供油压力分别由节流阀7和先导式减压阀10控制，冲击器供油压力由先导式减压阀15控制。溢流阀4在这里起安全阀作用。先导式减压阀10的出口油压由比例溢流阀26和远程溢流阀27予以控制。开眼时，使用比例溢流阀26，使减压阀10处于低压级压力工作；正常凿眼工况时，则由远程溢流阀27控制减压阀10，使其处于高压级压力工作。先导式减压阀15的出口油压由两位两通电磁阀24和25，远程溢流阀29和30控制。图示位置，先导式减压阀15的控制油液经阀24回油箱，这种特殊的减压阀此时处于关闭状态，是冲击器不工作位置；使阀24通电，置(1)位，则远程溢流阀30调整的较低压力成为减压阀15的控制压力，阀15出口输出较低压力油，适应开眼时轻击需要；正常凿眼时，使阀24和25均通电，则减压阀15的出口压力由调整压力较高的远程溢流阀29所控制，此时高压大流量油液进入冲击器进行重击。恒压泵2的工作压力由泵本身设置的变量伺服阀弹簧调定，泵启动时，在最大排量下工作，如果排量太大，排油压力就升高，当超过变量伺服阀弹簧调定压力时，伺服阀即置(1)位，控制油进入变量油缸右腔，使泵斜盘倾角变小，减小排量，直至泵排油压力等于变量何服阀弹簧调定压力；反之，泵排油压力降低时，何服阀即置(2)位工作，泵斜盘倾角就变大，增加排量。系统不工作时，泵在近于零流量(仅维持泵内部泄漏所需流量)和调定压力下工作，即实现卸荷。系统采用双级压力继电器23进行防卡，它是用回转油压去控制压力继电器，再由压力继电器去控制推进和冲击回路。当回转油压升高到第一级压力继电器调定压力时，该压力继电器动作，它使三位四通电磁换向阀11断电，置(0)位，停止推进，同时使两位两通电磁阀25断电，于是冲击减小，实现一级防卡。当回转油压继续升高到第二级压力继电器调定压力时，该压力继电器动作，进一步使阀24和阀12断电，使冲击和回转停止，实现二级防卡。这时由人工将凿岩机退回，然后再开始凿岩。梭形阀13和单向节流阀14是为调整压力继电器压力而设置的。
本系统只有一个泵供油，全部控制阀采用集成阀和集成块组装在一起，使结构简单紧凑。系统除防卡装置外，还设有油位警戒器、滤油警戒器、油温警戒器、水量警戒器、润滑油警戒器等自动报警装置，增加了系统的可靠性。凿岩行程终了，凿岩机能自动回退，回退终了能自动停机。由于回转和推进油压与冲击油压相差较大，造成回转回路和推进回路油压节流损失较大。因此，系统效率较低。

二、对液压凿岩机液压系统的主要要求
1.结构简单紧凑
液压凿岩钻车在井下作业，钻车的泵站只能布置在有限的空间内。因此，在保证液压系统性能要求的前提下，应尽量使系统结构简单紧凑。
2.工作安全可靠
液压凿岩机凿岩速度高，只有工作安全可靠才能充分发挥它的效率。另外，液压凿岩钻车在井下作业，维修不方便，也要求系统可靠。
3.效率高
系统效率要高，一则是经济上的要求，再则也是系统能连续可靠地工作的要求。如果效率低，则热损失量多，必然加重冷却器负担，甚至不能连续工作。因此在液压能源和压力控制选择设计时必须注意这个问题。
4.适当的自动化
井下作业条件恶劣，应努力设法改善工人师付的劳动条件和强度，液压凿岩钻车为凿岩自动化创造了有利条件，适当的自动化是应该而且可以做到的。同时适当的自动化还可提高液压凿岩机的工效。
上述几点要求往往是互为矛盾的，设计人员的任务就是在技术经济比较下进行合理的折衷。
三、液压系统分析
1.减少泵站体积的途径
(1)应用闭式系统闭式系统较开式系统的一个突出优点是所需油箱容量很小，因此有可能大大减小泵站体积。大功率系统宜采用这种型式，如美国GD公司生产的HPR-1型重型液压凿岩机就采用了闭 式系统。
液压凿岩机液压系统采用闭式系统时，需要考虑下面几个问题:
(i)降低冲击器回油流量的脉动
采用闭式系统时，冲击器回油流量的脉动较大，图4为单面回油冲击器的瞬时回油流量示意图。为了降低冲击器回油流量的脉动，以防止油泵吸空，在冲击器回油路上应设置蓄能器。

(ii)补油方法
液压凿岩机液压系统有三个执行机构，采用全闭式系统技术问题较多，如果冲击回路用闭式循环，回转和推进回路用开式循环(这两执行机构需油量较小)，组成半闭式系统比较容易实现。这时闭式循环的补油可采用下面三种方法:
a.设置专用的补油泵，如图5(a)所示；
b.从回转供油泵出口引一支路经减压阀向冲击器回路补油，如图5(b)所示；
c.利用回转马达及推进油缸的回油向冲击器回路补油，如图5(c)所示。

方法a要增加补油泵，方法b要增加回转泵的供油量，且补油可靠性也差，而方法c可不用专门补油泵而进行充足补油，既简单又可靠，且回转马达回油路上加一定背压，也有利于回转马达工作的平稳性，比较可取。
(iii)冷却器的选择
由于冲击器回油压力较高，约8~10公斤力/厘米²，必须选用耐压冷却器。
(2)减少油泵数量 减少油泵数量，可使泵站结构紧凑。从这方面考虑,采用单泵供油系统最好。但单泵系统效率低，如泵站布置得下，采用双泵系统也是可行的。
2.液压能源的分析
液压能源选择得是否合理，对系统的经济效益至关重要，必须进行技术经济比较。下面分析一下液压凿岩机液压系统中常用的几种泵。
(1)定量泵
定量泵的优点是结构简单，价格便宜，因此投资较低。但使用定量泵将使系统效率降低，甚至影响系统的性能。因为一般选择定量泵的额定流量要比执行元件所需的最大流量大一定数值，以备油泵使用一段时间后容积效率降低也不致影响系统工作。另外，在液压凿岩机开眼、正常凿眼、回退和接卸钎杆的各个工作阶段，冲击器、回转马达和推进油缸(或油马达)所需的油液压力和流量是在很大范围内变化的，这就造成液压能源与负载的不相匹配问题。系统效率过低，不但经济效益差，而且易引起系统发热，影响工作的可靠性。根据国内使用经验，在冲击回路中使用齿轮泵，其寿命很低，不宜采用。
(2)手动变量泵
这种泵除供油量可根据执行元件所需的最大流量调整外，也存在凿岩机各个工作阶段供油量与负载需油量不匹配的问题。
(3)手动伺服变量泵
这种泵供油量可根据执行元件的需要进行手动伺服控制，因此效率较手动变量泵高。但频繁操作是件麻烦的事。
(4)恒压泵
这是一种节省能源的动力源，近年来应用发展很快。它的特点是:在特定的调整压力下，通过负载压力反馈伺服变量控制，实现油泵供油量随负载需油量变化而变化，无.多余流量输出。系统不工作需要卸荷时，它能自动使流量变为零，故这种泵的效率比较高。根据液压凿岩机的工作特点，使用这种泵比较合适。目前，北京液压件二厂从西德引进生产的A7V系列斜轴式变量泵中已有能满足液压凿岩机需要的大排量恒压泵。
3.提高恒压泵单泵供油系统能量利用率的途径
从上面介绍的AD101型液压凿岩机液压系统可以看出，恒压泵单泵供油系统结构紧凑，但效率较低。下面提出两种提高这种系统能量利用率的方法。
(1)提高回转马达的工作压力
AD101液压凿岩机回转马达的正常工作压力为30~40巴，工作流量约30升/分，而恒压泵的供油压力为130巴(根据冲击器工作压力调定)，回转回路节流损失为

占电机输入功率(电机输入功率为37瓩)的12%。由此可以看出:提高回转马达的工作压力，可以提高液压系统的能量利用率。目前液压凿岩机回转马达多用摆线油马达，这种马达容积效率很低，提高工作压力有困难。为此，应研制新型工作压力较高的油马达。
(2)采用多级压力控制
开眼和回退工作阶段压力相近，用一个恒定压力，正常凿眼用另一个恒定压力，这样可以减少开眼和回退时的压力损失，以提高系统的能量利用率。恒压泵采用多级压力控制的方案，可参考COP1038HD型液压系统油泵2的压力控制，这里不再赘述。