一種新型的全液壓制動系統充液閥

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成。這種閥基本上都是選用進口件，結構復雜，成本太高，采購周期長，維修性差（閥內的任一個零件出現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口件，但由于它們是常規用件，國內一般都有備件，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 傳統的充液閥的工作原理

圖1所示為傳統的工程機械全液壓制動系統充液閥的工作原理圖：發動機啟動后，制動泵泵口來油經充液閥的P口進入充液閥，經卸荷閥芯、濾網、單向閥后由SW口進入蓄能器給蓄能器充液，當蓄能器的壓力達到設定的最高壓力時，系統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經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，泵口來油直接經卸荷閥O口卸回油箱或作為其他系統用油；當駕駛員進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制動閥進入行車制動器，實施制動；當駕駛員松開制動踏板，則制動器中的油回到油箱，制動解除。經過反復制動，蓄能器內的壓力不斷降低，當降低到設定的最低壓力時，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 傳統的充液閥的工作原理圖

圖2 所示為傳統的工程機械全液壓制動系統充液閥的內部結構圖：發動機啟動后，泵口來油經充液閥的P口進入充液閥D腔，D腔有內部油道與濾網相通，壓力油經濾網打開單向閥后到達W腔，SW油口與W腔相通，油液就通過SW口進入蓄能器給蓄能器充液，當蓄能器的壓力達到設定的最高壓力時，系統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，泵口來油直接經卸荷閥O口卸回油箱或作為其他系統用油。

圖2 傳統的充液閥的內部結構圖

當駕駛員進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制動閥進入行車制動器，實施制動；當駕駛員松開制動踏板，則制動器中的油回到油箱，制動解除。經過反復制動，蓄能器內的壓力不斷降低，當降低到設定的最低壓力時，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充液閥的工作原理圖：發動機啟動后，泵口來油經充液閥P口進入充液閥，經單向閥后由充液閥A口進入蓄能器給蓄能器充液，當蓄能器的壓力達到設定的最高壓力時，系統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口壓力油相通，從而使卸荷閥彈簧端的壓力油經經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卸荷閥卸回油箱；當駕駛員進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制動閥進入行車制動器，實施制動；當駕駛員松開制動踏板，則制動器中的油回到油箱，制動解除。經過反復制動，蓄能器內的壓力不斷降低，當降低到設定的最低壓力時，蓄能器壓力不能克服卸載溢流閥閥芯的彈簧力，卸載溢流閥閥芯關閉，即關閉卸荷閥芯彈簧端至油箱的通道，從而關閉卸荷閥閥芯，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部結構圖，右邊為卸荷閥的內部結構圖：發動機啟動后，制動泵泵口來油經充液閥P口、單向閥進入蓄能器給蓄能器充液，當蓄能器的壓力達到設定的最高壓力時，系統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，這時系統壓力克服卸荷閥彈簧壓力，打開卸荷閥，系統卸荷；當駕駛員進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制動閥進入行車制動器，實施制動；當駕駛員松開制動踏板，則制動器中的油回到油箱，制動解除。經過反復制動，蓄能器內的壓力不斷降低，當降低到設定的最低壓力時，蓄能器壓力不能克服卸載溢流閥閥芯的彈簧力，卸載溢流閥閥芯關閉，即關閉卸荷閥芯彈簧端至油箱的通道，從而關閉卸荷閥閥芯，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部結構圖

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口件，但由于它們是常規用件，國內一般都有備件，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 結束語

長期以來，工程機械全液壓制動系統中采用的都是整體式的充液閥，這種閥基本上都是選用進口件，結構復雜，成本太高，采購周期長，維修性差，極大地制約著產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，完美地解決了進口整體式充液閥存在的各種問題，提升了產品對市場需求的滿足程度，推動了工程機械行業的進步。

參考文獻：

[1]雷天覺.新編液壓工程手冊[M].北京：北京理工大學出版社，1998.