一種新型的全液壓制動系統(tǒng)充液閥

唐云娟

（廣西柳工機械股份有限公司，廣西 柳州545007）

充液閥是工程機械全液壓制動系統(tǒng)中用于控制蓄能器的最高工作壓力和最低工作壓力的閥，目前，在工程機械的全液壓制動系統(tǒng)中通常用一個整體式的充液閥來給蓄能器充液，該充液閥由鑄造的閥體、具有面積差的充液閥芯、一個單向閥芯及一個卸荷閥芯構(gòu)成。這種閥基本上都是選用進(jìn)口件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本太高，采購周期長，維修性差（閥內(nèi)的任一個零件出現(xiàn)故障都會影響到整個閥的性能）。

本文介紹一種新的充液閥，該充液閥由機加工的閥塊、具有面積差的卸載溢流閥閥芯、一個單向閥芯及一個卸荷閥芯構(gòu)成，且這三個閥芯均為可獨立采購的插裝閥[1]。通過采用三個獨立的插裝閥以及一個機加工閥體，使制造變得簡單，成本大為降低；雖然這三個插裝閥也是進(jìn)口件，但由于它們是常規(guī)用件，國內(nèi)一般都有備件，采購周期較短；由于三個插裝閥相互獨立，其中一個閥出現(xiàn)故障時，只需維修這一個閥或者將這個閥更換新件即可，維修性較好。

1 傳統(tǒng)的充液閥的工作原理

圖1所示為傳統(tǒng)的工程機械全液壓制動系統(tǒng)充液閥的工作原理圖：發(fā)動機啟動后，制動泵泵口來油經(jīng)充液閥的P口進(jìn)入充液閥，經(jīng)卸荷閥芯、濾網(wǎng)、單向閥后由SW口進(jìn)入蓄能器給蓄能器充液，當(dāng)蓄能器的壓力達(dá)到設(shè)定的最高壓力時，系統(tǒng)壓力克服充液閥芯的彈簧力，使充液閥芯換向到左位，使卸荷閥芯彈簧端的壓力油經(jīng)經(jīng)充液閥芯由充液閥的T口卸回油箱，這時卸荷閥換到左位，加大P口到O口的開度，泵口來油直接經(jīng)卸荷閥O口卸回油箱或作為其他系統(tǒng)用油；當(dāng)駕駛員進(jìn)行需要減速或停車時，踩下制動踏板，蓄能器中的壓力油便經(jīng)制動閥進(jìn)入行車制動器，實施制動；當(dāng)駕駛員松開制動踏板，則制動器中的油回到油箱，制動解除。經(jīng)過反復(fù)制動，蓄能器內(nèi)的壓力不斷降低，當(dāng)降低到設(shè)定的最低壓力時，蓄能器壓力不能克服充液閥芯的彈簧力，充液閥芯回到右位，關(guān)閉卸荷閥芯彈簧端至油箱的通道，卸荷閥芯回到右位，泵口來油再次給蓄能器充液。

圖1 傳統(tǒng)的充液閥的工作原理圖

圖2 所示為傳統(tǒng)的工程機械全液壓制動系統(tǒng)充液閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖：發(fā)動機啟動后，泵口來油經(jīng)充液閥的P口進(jìn)入充液閥D腔，D腔有內(nèi)部油道與濾網(wǎng)相通，壓力油經(jīng)濾網(wǎng)打開單向閥后到達(dá)W腔，SW油口與W腔相通，油液就通過SW口進(jìn)入蓄能器給蓄能器充液，當(dāng)蓄能器的壓力達(dá)到設(shè)定的最高壓力時，系統(tǒng)壓力克服充液閥芯的彈簧力，使充液閥芯換向到下位，H腔的油液即卸回到油箱，由于卸荷閥芯彈簧端的壓力油與H腔相通，使卸荷閥芯彈簧端（H腔）的壓力油經(jīng)充液閥芯由T口卸回油箱，這時卸荷閥換到上位，加大P口到O口的開度，泵口來油直接經(jīng)卸荷閥O口卸回油箱或作為其他系統(tǒng)用油。

圖2 傳統(tǒng)的充液閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

當(dāng)駕駛員進(jìn)行需要減速或停車時，踩下制動踏板，蓄能器中的壓力油便經(jīng)制動閥進(jìn)入行車制動器，實施制動；當(dāng)駕駛員松開制動踏板，則制動器中的油回到油箱，制動解除。經(jīng)過反復(fù)制動，蓄能器內(nèi)的壓力不斷降低，當(dāng)降低到設(shè)定的最低壓力時，蓄能器壓力不能克服充液閥芯的彈簧力，充液閥芯回到上位，關(guān)閉卸荷閥芯彈簧端至油箱的通道，卸荷閥芯回到下位，泵口來油再次給蓄能器充液。

該充液閥通過壓力油對鋼球的作用面積差異實現(xiàn)了蓄能器最高壓力和最低壓力的控制，從而滿足了蓄能器的充液壓力要求。

2 新型的充液閥的工作原理

圖3所示為新型的工程機械全液壓制動系統(tǒng)充液閥的工作原理圖：發(fā)動機啟動后，泵口來油經(jīng)充液閥P口進(jìn)入充液閥，經(jīng)單向閥后由充液閥A口進(jìn)入蓄能器給蓄能器充液，當(dāng)蓄能器的壓力達(dá)到設(shè)定的最高壓力時，系統(tǒng)壓力克服卸載溢流閥的彈簧力，使卸載溢流閥芯打開，而卸荷閥彈簧端的壓力油與卸載溢流閥的進(jìn)口壓力油相通，從而使卸荷閥彈簧端的壓力油經(jīng)經(jīng)卸載溢流閥閥芯由充液閥的T口卸回油箱，這時P口來的壓力油將克服卸載閥的彈簧力，使卸荷閥閥芯打開，泵口打出的壓力油直接經(jīng)卸荷閥卸回油箱；當(dāng)駕駛員進(jìn)行需要減速或停車時，踩下制動踏板，蓄能器中的壓力油便經(jīng)制動閥進(jìn)入行車制動器，實施制動；當(dāng)駕駛員松開制動踏板，則制動器中的油回到油箱，制動解除。經(jīng)過反復(fù)制動，蓄能器內(nèi)的壓力不斷降低，當(dāng)降低到設(shè)定的最低壓力時，蓄能器壓力不能克服卸載溢流閥閥芯的彈簧力，卸載溢流閥閥芯關(guān)閉，即關(guān)閉卸荷閥芯彈簧端至油箱的通道，從而關(guān)閉卸荷閥閥芯，泵口來油再次給蓄能器充液。

圖3 新型的充液閥的工作原理圖

圖4 所示左邊為卸載溢流閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，右邊為卸荷閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖：發(fā)動機啟動后，制動泵泵口來油經(jīng)充液閥P口、單向閥進(jìn)入蓄能器給蓄能器充液，當(dāng)蓄能器的壓力達(dá)到設(shè)定的最高壓力時，系統(tǒng)壓力克服卸載溢流閥閥芯的彈簧力，接通卸載溢流閥的2口和3口，即將2口的壓力油卸回油箱，由于卸載溢流閥的2口與卸荷閥的3口相連，也即卸掉了卸荷閥3口的壓力油，這時系統(tǒng)壓力克服卸荷閥彈簧壓力，打開卸荷閥，系統(tǒng)卸荷；當(dāng)駕駛員進(jìn)行需要減速或停車時，踩下制動踏板，蓄能器中的壓力油便經(jīng)制動閥進(jìn)入行車制動器，實施制動；當(dāng)駕駛員松開制動踏板，則制動器中的油回到油箱，制動解除。經(jīng)過反復(fù)制動，蓄能器內(nèi)的壓力不斷降低，當(dāng)降低到設(shè)定的最低壓力時，蓄能器壓力不能克服卸載溢流閥閥芯的彈簧力，卸載溢流閥閥芯關(guān)閉，即關(guān)閉卸荷閥芯彈簧端至油箱的通道，從而關(guān)閉卸荷閥閥芯，泵口來油再次給蓄能器充液。

圖4 卸載溢流閥及卸荷閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

該充液閥通過壓力油對卸載溢流閥閥芯的作用面積差異實現(xiàn)了蓄能器最高壓力和最低壓力的控制，從而滿足了蓄能器的充液壓力要求。

3 新型的充液閥具有以下優(yōu)點和效果

該充液閥由機加工的閥塊、一個卸載溢流閥芯、一個單向閥芯及一個卸荷閥芯構(gòu)成，且這三個閥芯均為可獨立采購的插裝閥[1]。

通過采用三個獨立的插裝閥以及一個機加工閥體，使制造變得簡單，成本大為降低。雖然這三個插裝閥也是進(jìn)口件，但由于它們是常規(guī)用件，國內(nèi)一般都有備件，采購周期較短。由于三個插裝閥相互獨立，其中一個閥出現(xiàn)故障時，只需維修這一個閥或者將這個閥更換新件即可，維修性較好。

4 結(jié)束語

長期以來，工程機械全液壓制動系統(tǒng)中采用的都是整體式的充液閥，這種閥基本上都是選用進(jìn)口件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本太高，采購周期長，維修性差，極大地制約著產(chǎn)品對市場需求的滿足程度。

通過研制本文介紹的新型充液閥，完美地解決了進(jìn)口整體式充液閥存在的各種問題，提升了產(chǎn)品對市場需求的滿足程度，推動了工程機械行業(yè)的進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

[1]雷天覺.新編液壓工程手冊[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，1998.