行走机械的全液压制动系统

行走机械的全液压制动系统
临海海宏集团有限公司 池建伟 余如贵
l 全液压制动系统的组成及工作原理
在一般行走机械中，全液压转向系统往往与工作装置液压系统共用一个泵源，组成单泵（或
双泵）双回路系统。由于具有系统简单、工作可靠的优点，因此在中小吨位叉车上得到广泛应用。
全液压制动系统由液压制动阀、轮边制动器和蓄能器等组成，其中液压制动阀和蓄能器分别
串接和并接在常见的单泵（或双泵）双回路液压系统的转向系统回路中，共同组成全液压动力转
向及制动系统（见图1）。转向泵出油经多路换向阀（用于工作液压系统）中的单稳分流阀稳定
输出一恒定流量，分别通往制动阀和蓄能器。当液压制动阀未动作时（未实施制动，图示位置），
恒定油流进人全液压转向器或供转向，或无载回油箱。当踏下制动踏板时，制动阀则可向制动轮
缸提供油液以实施制动（同时向蓄能器充压）。

该系统还能在转向的同时实施制动，并且具有紧急制动的功能。
2 制动阀的结构及工作原理
制动阀是液压制动系统的核心元件，结构如图2所示。该阀共有5个控制油口（P、N、Br、T、
PA），分别接转向泵、转向器、制动轮缸、油箱和蓄能器，主要由推杆13、推杆活塞10、弹簧8、
滑阀7、回位弹簧6、反馈活塞5、闭合阀杆3和单向球阀12等零件组成，有以下四种工作状态。

（1）未制动状态（自由状态）
此时各零件所处位置为图2状态，P口与N口接通而与E腔断开，转向泵输出的恒定油流经
P、N日通往全液压转向器（或供转向，或无载四油箱），制动轮缸内油液经Br口、F腔、E腔、
滑阀7和推杆活塞10内小孔出T口回油箱，制动器脱开。此时 PA口由于球阀 12的单向作用
与 F腔断开。
（2）制动状态
当踏下制动踏板时，推杆13、推动活塞10左移，同时弹簧8推动滑阀7和反馈活塞5左移，
先关闭E腔与T口之间的通道，之后，打开E腔与P口之间的通道，此时虽然P口通过E腔，
F腔与Br口接通，但同时又与N口相通，因而P口基本无压。
当滑阀7进一步左移，逐渐关闭PN之间的通道，P口压力增加，Br口和制动轮缸压力也随
之增加，制动开始；此压力同时作用在反馈活塞左侧产生一个向右的推力，与弹簧8的压缩力平
衡，这样，Br日制动压力（二次压力）的升高就与推杆 13的行程呈线性比例关系，同时制动压
力通过阀内相关零件及杆件传到操作者脚上，使操作者能感受到制动力的大小。推杆活塞上装有
限位螺母11，在制动过程中，当其顶到阀体挡板时，推杆停止移动，Br压力达到最高，也就是
说，通过调整螺母位置，可限定制动压力最高值。
当踏板释放后，滑阀7在反馈活塞压力和四位弹簧力的作用下，返回到初始位置。
（3）紧急制动状态
当液压泵损坏或发动机熄火时，由于 P口无压力，因而无法实施正常制动，该系统具有紧急
制动功能，其原理如下：
紧急制动动力源由蓄能器提供。该蓄能器为弹簧式（原理见图1），内装有安全阀和低压报警
压力开关，两外接油口一个接液压泵，一个接制动阎民口。当系统实施转向或正常制动时，液压
泵通过单向阀的蓄能器充压，安全阀的作用是限定最高蓄能压力，低压报警开关的作用是在蓄能
器未蓄压时，接通报警蜂鸣器或指示灯，向操作者报警。
此时踩下制动踏板，制动阀内滑阀7、反馈活塞5和闭合阀杆3将连成一体向左移动，闭合
阀杆将顶开单向球阀12，使蓄能器油口P。与Br口相通，蓄能器内压力油将直接作用在制动轮
缸内实施紧急制动。松开踏板，滑阀7、反馈活塞5和闭合阀杆3同时向右移动，球阀 12落人
阀座，断开 PA口与Br口通道。之后闭合阀杆3口到原始位置，反馈活塞5连同滑阀7进一步
右移，打开E—T之间的通道，制动轮缸内油液经制动间内Br口，F腔、E腔、T口回油箱。
（4）转向的同时实施制动状态
当转动方向盘（实施转向）而未踩下踏板实施制动时，P口油压虽然上升（此压力取决于转
向负荷），但由于 P-E通道闭合，同时E—T通道接通，Br口无压，处于非制动状态。
若此时踩下制动踏板，由于滑阀7左移，使E—T通道关闭而P—E通道接通，泵口部分压力
油进人制动轮缸，即在转向的同时仍可实施制动。
3 全液压制动系统的特点
从上述分析可以看出该系统具有以下几个主要特点：
（1）转向及制动系统共用一个液压油源，既可单独操作，必要时还可联合操作，并且互不干
涉。
（2）与常规全液压制动系统相比，除具有其主要优点外，组成元件更少（无须充压阀），系
统更简单。
（3）踏板连接方式与制动总泵兼容，更便于安装布置。
综上所述，该系统特别适用于中小型行走机械如叉车、平地机转向及制动系统的技术更新换
代需求。