一种新型的全液压制动系统充液阀

唐云娟

（广西柳工机械股份有限公司，广西 柳州545007）

充液阀是工程机械全液压制动系统中用于控制蓄能器的最高工作压力和最低工作压力的阀，目前，在工程机械的全液压制动系统中通常用一个整体式的充液阀来给蓄能器充液，该充液阀由铸造的阀体、具有面积差的充液阀芯、一个单向阀芯及一个卸荷阀芯构成。这种阀基本上都是选用进口件，结构复杂，成本太高，采购周期长，维修性差（阀内的任一个零件出现故障都会影响到整个阀的性能）。

本文介绍一种新的充液阀，该充液阀由机加工的阀块、具有面积差的卸载溢流阀阀芯、一个单向阀芯及一个卸荷阀芯构成，且这三个阀芯均为可独立采购的插装阀[1]。通过采用三个独立的插装阀以及一个机加工阀体，使制造变得简单，成本大为降低；虽然这三个插装阀也是进口件，但由于它们是常规用件，国内一般都有备件，采购周期较短；由于三个插装阀相互独立，其中一个阀出现故障时，只需维修这一个阀或者将这个阀更换新件即可，维修性较好。

1 传统的充液阀的工作原理

图1所示为传统的工程机械全液压制动系统充液阀的工作原理图：发动机启动后，制动泵泵口来油经充液阀的P口进入充液阀，经卸荷阀芯、滤网、单向阀后由SW口进入蓄能器给蓄能器充液，当蓄能器的压力达到设定的最高压力时，系统压力克服充液阀芯的弹簧力，使充液阀芯换向到左位，使卸荷阀芯弹簧端的压力油经经充液阀芯由充液阀的T口卸回油箱，这时卸荷阀换到左位，加大P口到O口的开度，泵口来油直接经卸荷阀O口卸回油箱或作为其他系统用油；当驾驶员进行需要减速或停车时，踩下制动踏板，蓄能器中的压力油便经制动阀进入行车制动器，实施制动；当驾驶员松开制动踏板，则制动器中的油回到油箱，制动解除。经过反复制动，蓄能器内的压力不断降低，当降低到设定的最低压力时，蓄能器压力不能克服充液阀芯的弹簧力，充液阀芯回到右位，关闭卸荷阀芯弹簧端至油箱的通道，卸荷阀芯回到右位，泵口来油再次给蓄能器充液。

图1 传统的充液阀的工作原理图

图2 所示为传统的工程机械全液压制动系统充液阀的内部结构图：发动机启动后，泵口来油经充液阀的P口进入充液阀D腔，D腔有内部油道与滤网相通，压力油经滤网打开单向阀后到达W腔，SW油口与W腔相通，油液就通过SW口进入蓄能器给蓄能器充液，当蓄能器的压力达到设定的最高压力时，系统压力克服充液阀芯的弹簧力，使充液阀芯换向到下位，H腔的油液即卸回到油箱，由于卸荷阀芯弹簧端的压力油与H腔相通，使卸荷阀芯弹簧端（H腔）的压力油经充液阀芯由T口卸回油箱，这时卸荷阀换到上位，加大P口到O口的开度，泵口来油直接经卸荷阀O口卸回油箱或作为其他系统用油。

图2 传统的充液阀的内部结构图

当驾驶员进行需要减速或停车时，踩下制动踏板，蓄能器中的压力油便经制动阀进入行车制动器，实施制动；当驾驶员松开制动踏板，则制动器中的油回到油箱，制动解除。经过反复制动，蓄能器内的压力不断降低，当降低到设定的最低压力时，蓄能器压力不能克服充液阀芯的弹簧力，充液阀芯回到上位，关闭卸荷阀芯弹簧端至油箱的通道，卸荷阀芯回到下位，泵口来油再次给蓄能器充液。

该充液阀通过压力油对钢球的作用面积差异实现了蓄能器最高压力和最低压力的控制，从而满足了蓄能器的充液压力要求。

2 新型的充液阀的工作原理

图3所示为新型的工程机械全液压制动系统充液阀的工作原理图：发动机启动后，泵口来油经充液阀P口进入充液阀，经单向阀后由充液阀A口进入蓄能器给蓄能器充液，当蓄能器的压力达到设定的最高压力时，系统压力克服卸载溢流阀的弹簧力，使卸载溢流阀芯打开，而卸荷阀弹簧端的压力油与卸载溢流阀的进口压力油相通，从而使卸荷阀弹簧端的压力油经经卸载溢流阀阀芯由充液阀的T口卸回油箱，这时P口来的压力油将克服卸载阀的弹簧力，使卸荷阀阀芯打开，泵口打出的压力油直接经卸荷阀卸回油箱；当驾驶员进行需要减速或停车时，踩下制动踏板，蓄能器中的压力油便经制动阀进入行车制动器，实施制动；当驾驶员松开制动踏板，则制动器中的油回到油箱，制动解除。经过反复制动，蓄能器内的压力不断降低，当降低到设定的最低压力时，蓄能器压力不能克服卸载溢流阀阀芯的弹簧力，卸载溢流阀阀芯关闭，即关闭卸荷阀芯弹簧端至油箱的通道，从而关闭卸荷阀阀芯，泵口来油再次给蓄能器充液。

图3 新型的充液阀的工作原理图

图4 所示左边为卸载溢流阀的内部结构图，右边为卸荷阀的内部结构图：发动机启动后，制动泵泵口来油经充液阀P口、单向阀进入蓄能器给蓄能器充液，当蓄能器的压力达到设定的最高压力时，系统压力克服卸载溢流阀阀芯的弹簧力，接通卸载溢流阀的2口和3口，即将2口的压力油卸回油箱，由于卸载溢流阀的2口与卸荷阀的3口相连，也即卸掉了卸荷阀3口的压力油，这时系统压力克服卸荷阀弹簧压力，打开卸荷阀，系统卸荷；当驾驶员进行需要减速或停车时，踩下制动踏板，蓄能器中的压力油便经制动阀进入行车制动器，实施制动；当驾驶员松开制动踏板，则制动器中的油回到油箱，制动解除。经过反复制动，蓄能器内的压力不断降低，当降低到设定的最低压力时，蓄能器压力不能克服卸载溢流阀阀芯的弹簧力，卸载溢流阀阀芯关闭，即关闭卸荷阀芯弹簧端至油箱的通道，从而关闭卸荷阀阀芯，泵口来油再次给蓄能器充液。

图4 卸载溢流阀及卸荷阀的内部结构图

该充液阀通过压力油对卸载溢流阀阀芯的作用面积差异实现了蓄能器最高压力和最低压力的控制，从而满足了蓄能器的充液压力要求。

3 新型的充液阀具有以下优点和效果

该充液阀由机加工的阀块、一个卸载溢流阀芯、一个单向阀芯及一个卸荷阀芯构成，且这三个阀芯均为可独立采购的插装阀[1]。

通过采用三个独立的插装阀以及一个机加工阀体，使制造变得简单，成本大为降低。虽然这三个插装阀也是进口件，但由于它们是常规用件，国内一般都有备件，采购周期较短。由于三个插装阀相互独立，其中一个阀出现故障时，只需维修这一个阀或者将这个阀更换新件即可，维修性较好。

4 结束语

长期以来，工程机械全液压制动系统中采用的都是整体式的充液阀，这种阀基本上都是选用进口件，结构复杂，成本太高，采购周期长，维修性差，极大地制约着产品对市场需求的满足程度。

通过研制本文介绍的新型充液阀，完美地解决了进口整体式充液阀存在的各种问题，提升了产品对市场需求的满足程度，推动了工程机械行业的进步。

参考文献：

[1]雷天觉.新编液压工程手册[M].北京：北京理工大学出版社，1998.