集成式负荷传感转向系统配套优先阀的研究分析

2018-03-02卢淑红吴术

中国设备工程 2018年2期

卢淑红，吴术

（1.镇江液压股份有限公司；2.镇江大力液压马达股份有限公司，江苏镇江 212000）

传统YXL系列优先阀和BZZ5型转向器组成的负荷传感全液压转向系统由定量油泵、恒压变量油泵或负荷传感变量油泵供油，这些系统能够按照转向油路的要求，优先向其分配流量。无论负载压力或方向盘转速如何变化，均能保证供油充足，保证转向平稳、可靠。油泵输出的流量，除向转向油路分配使其维持正常工作所必须的流量外，剩余部分可全部供给辅助油路使用，从而消除了由于向转向油路供油过多而造成的功率损失，提高了系统效率。当液压转向系统由负荷传感油泵供油时，油泵的输出流量和压力能够与负载的要求相匹配，因此系统效率很高。

1 集成式负荷传感全液压转向系统的优点

传统负荷传感液压转向系统虽然优点很多，但是也有其弊端。其连接型式均为管路连接，安装空间大，连接不方便，渗漏油的发生概率较大。为了适应市场需求，设计开发了PV系列优先阀和负荷传感转向器组成负荷传感液压转向系统。其具备结构紧凑，节省安装空间、安装方便、经济性好、转向平稳可靠等优点。性能上，PV系列优先阀由于Ls口的压力信号通过转向器内部传递，压力信号失真小，能有效地提高负荷传感全液压转向系统的响应速度；同时设计开发了动态Ls口的压力信号，在油温较低的情况下，压力信号传输快，操作者在发动机启动的瞬间，转动方向盘就能快速实现转向。达到了动态响应快，低温启动性能好的目的，操作舒适性也大大地提高。

2 设计方案改进

2.1 压力冲击问题的解决

在实际设计当中，由于优先阀内部结构尺寸限制，优先阀芯弹簧端至弹簧堵端面的距离有限，如图1所示，只有4mm。转向过程中，轮胎如果突然受到较大冲击，负载压力急剧上升，优先阀P口压力瞬间上升，导致优先阀芯瞬间左移，优先阀芯弹簧端顶到弹簧堵端面，Ls口压力信号无法传递，造成转向失灵。经过长时间的结构探讨，深入研究测试后，在阀芯弹簧端面上设计了宽2mm、深1mm的小豁口，如图2所示，防止了这一现象发生，大大地降低了故障率。

图1

图2

2.2 阀芯内部节流孔泄漏问题的解决

优先阀芯两端设有两个节流孔，用来传递压力信号，最初设计的结构如图3所示，阀芯两端的节流孔均加工在黄铜材料的节流堵上，然后旋入阀芯两端，阀芯左端节流孔2为φ0.6，右端节流孔1为φ0.8，两端节流孔传递压力信号进行匹配，调节阀芯轴向开度，由于节流孔2处的螺纹有存在泄露的可能，优先阀芯两端的压差会有所变化，导致PV优先阀中位压力损失较高。经过多次研究探讨，对优先阀芯内部进行了改进，改进方案如图4所示，节流孔2直接加工在阀芯上，防止这种现象的发生。

图3

图4

2.3 入口建压问题的解决

图3中所示的右边的节流堵最初的设计为黄铜材料，M5的螺纹，一字槽旋入阀芯。由于黄铜材料较软，再加上一字槽的旋紧设计，导致节流堵无法旋得很紧，优先阀在使用一段时间过后，出现右边节流堵从阀芯右端旋出的现象，迫使阀芯左移，EF口开度增大，EF口在油泵未启动的情况下就已经开启，P口和EF口就已经沟通，当油泵启动后转向器中位时，P口压力推动阀芯左移，EF口全开。当转向器左转或右转时，P口压力经过转向器变节流口将压力信号引到弹簧腔端，推动阀芯右移，正常转向。但是由于右边节流堵旋出端面导致的EF口开度增加，在转向过程中优先阀P口无法建压，导致转向沉重或者无法转向。经过多次探讨并试验，对阀芯右端节流堵进行了改进，由原来的黄铜材质的一字槽旋紧改为45号钢的内六角旋紧的节流堵，如图4所示。再加上螺纹密封胶的双重作用，有效的防止了这类故障的发生。