D0I:10.13374/i.issnl001153.2007.08.021 第29卷第8期 北京科技大学学报 Vol.29 No.8 2007年8月 Journal of University of Science and Technology Beijing Aug.2007 工程车辆蓄能式液压制动系统充液特性 林慕义2)张文明) 1)北京信息科技大学机电工程学院，北京1000852)北京科技大学土木与环境工程学院，北京100083 摘要在对新型蓄能器充液阀结构与性能分析的基础上，建立了制动系统充液特性动态分析数学模型，分析了充液过程中 充液阀的动态特性及功率消耗，得到了系统参数及充液阀结构参数对充液特性的影响规律。实验验证了仿真模型的正确性， 关键词工程车辆：制动系统：蓄能器：充液特性 分类号TH137.7 充液阀作为系统的关键部件之一，主要作用是 及时为蓄能器充液，使蓄能器的压力保持在一定范 1结构原理 围内].因其结构原理相对复杂，目前国内仍处 充液阀分为单回路和双回路两种，双回路只是 于产品研制阶段，一些关键技术有待分析3].充 在单回路的基础上增加了一个内置梭阀，保证了两 液阀的充液过程是通过系统压力控制并与蓄能器协 回路各自独立互不干扰，使车辆制动更安全]. 调匹配来完成，准确掌握充液阀充液过程中的转换 图1(a)显示了单回路充液阀的结构，主要由控制充 时间、压力及流量的动态特性规律可合理地匹配和 液上下限的先导阀和充液主阀构成，其充液系统原 控制充液阀、泵和蓄能器，为系统及充液阀的设计研 理如图1(b)所示， 制提供依据 15 去制动阀 充液阀 去下游系统 1011 (a)单回路充液阀的结构 (b)充液系统原理 1一上限单向阀回位弹簧：2一导杠：3一上限单向阀钢球：4一先导阀芯：5一内阀座；6一下限单向阀钢球：7一导杠：8一下限单向阀回位弹簧： 9一主滑阀芯：10-限位杆：11一主阀芯弹簧：12-先导阀：13-单向阀：14-充液主阀：15一蓄能器：16一泵 图1充液阀与充液系统 Fig-1 Charging valve and charging system 图1中的P、0、A和T分别为油泵压力油进油 能器压力在充液阀设定压力下限以上时，先导阀处 口、通往下游液压系统的出口、通往蓄能器出口及回 于图1(a)所示位置，由P口进入的压力油直接通过 油口，充液阀的充液过程分可为四个阶段：(1)当蓄 主阀到0口全流量为下游系统供液，(2)当蓄能器 收稿日期：2006-02-21修回日期：2006-05-01 的压力低于充液阀设定的下限压力时，作用在上限 基金项目：国家自然科学基金资助项目(N。50475173):山西省重点 单向阀钢球3上的液压力低于先导阀芯4左端弹簧 科技攻关计划项目(N。.051177) 8的作用力，使单向阀6关闭，单向阀3打开，蓄能 作者简介：林幕义(1964一)男，教授，博士工程车辆蓄能式液压制动系统充液特性 林慕义1‚2） 张文明2） 1） 北京信息科技大学机电工程学院‚北京100085 2） 北京科技大学土木与环境工程学院‚北京100083 摘 要 在对新型蓄能器充液阀结构与性能分析的基础上‚建立了制动系统充液特性动态分析数学模型‚分析了充液过程中 充液阀的动态特性及功率消耗‚得到了系统参数及充液阀结构参数对充液特性的影响规律．实验验证了仿真模型的正确性． 关键词 工程车辆；制动系统；蓄能器；充液特性 分类号 T H137∙7 收稿日期：2006-02-21 修回日期：2006-05-01 基金项目：国家自然科学基金资助项目（No．50475173）；山西省重点 科技攻关计划项目（No．051177） 作者简介：林慕义（1964—）‚男‚教授‚博士 充液阀作为系统的关键部件之一‚主要作用是 及时为蓄能器充液‚使蓄能器的压力保持在一定范 围内［1—2］．因其结构原理相对复杂‚目前国内仍处 于产品研制阶段‚一些关键技术有待分析［3—4］．充 液阀的充液过程是通过系统压力控制并与蓄能器协 调匹配来完成‚准确掌握充液阀充液过程中的转换 时间、压力及流量的动态特性规律可合理地匹配和 控制充液阀、泵和蓄能器‚为系统及充液阀的设计研 制提供依据． 1 结构原理 充液阀分为单回路和双回路两种‚双回路只是 在单回路的基础上增加了一个内置梭阀‚保证了两 回路各自独立互不干扰‚使车辆制动更安全［5］． 图1（a）显示了单回路充液阀的结构‚主要由控制充 液上下限的先导阀和充液主阀构成‚其充液系统原 理如图1（b）所示． 1—上限单向阀回位弹簧；2—导杠；3—上限单向阀钢球；4—先导阀芯；5—内阀座；6—下限单向阀钢球；7—导杠；8—下限单向阀回位弹簧； 9—主滑阀芯；10—限位杆；11—主阀芯弹簧；12—先导阀；13—单向阀；14—充液主阀；15—蓄能器；16—泵 图1 充液阀与充液系统 Fig．1 Charging valve and charging system 图1中的 P、O、A 和 T 分别为油泵压力油进油 口、通往下游液压系统的出口、通往蓄能器出口及回 油口．充液阀的充液过程分可为四个阶段：（1）当蓄 能器压力在充液阀设定压力下限以上时‚先导阀处 于图1（a）所示位置‚由 P 口进入的压力油直接通过 主阀到 O 口全流量为下游系统供液．（2）当蓄能器 的压力低于充液阀设定的下限压力时‚作用在上限 单向阀钢球3上的液压力低于先导阀芯4左端弹簧 8的作用力‚使单向阀6关闭‚单向阀3打开‚蓄能 第29卷 第8期 2007年 8月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．29No．8 Aug．2007 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2007．08．021