控制阀、湿式制动系统及控制方法

技术领域

本发明属于液压制动系统，具体涉及一种控制阀、湿式制动系统及控制方法。

背景技术

使用全液压制动系统的整机越来越多，当前国内的全液压制动系统常常是采用定量系统，采用定量泵，但采用定量泵作为动力元件，系统流量将随内燃机的转速变化而变化，当内燃机高转速时，定量泵将提供大量多余的流量，或节流或溢流，都将造成能量的浪费。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足之处，本发明提供一种控制阀，该控制阀通过和变量泵配合实现制动流量的调节，用以解决定量制动系统输出大量多余流量造成能量浪费的问题。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种控制阀，该控制阀包括节流阀Ⅰ、三位三通换向阀、二位三通换向阀、节流阀Ⅱ和溢流阀，节流阀Ⅰ分别与三位三通换向阀的进油口和二位三通换向阀的进油口连通，二位三通换向阀的工作油口通过节流阀Ⅱ与溢流阀的进油口连接，二位三通换向阀的回油口与溢流阀的出油口连接，二位三通换向阀的工作油口还设有反馈油路。

进一步地，所述控制阀为集成阀，所述节流阀Ⅰ与控制阀的油口P2连接；所述三位三通换向阀的第一工作油口与控制阀的油口A1连接，所述三位三通换向阀的第二工作油口与控制阀的油口A2连接；所述二位三通换向阀的工作油口处连接的反馈油路与控制阀的油口LS2连接；所述溢流阀的出油口与控制阀的油口T2连接。

本发明还提供了一种包含控制阀的湿式制动系统，包括变量泵，变量泵的油口P1和油口T1均与液压油箱连接，变量泵的出油口与节流阀Ⅰ连接，变量泵的油口LS1通过反馈油路与二位三通换向阀的工作油口连接；三位三通换向阀的第一工作油口与制动阀的进油口连接，且三位三通换向阀的第一工作油口处还连接有压力传感器Ⅰ和蓄能器Ⅰ，三位三通换向阀的第二工作油口与制动阀的进油口连接，且三位三通换向阀的第二工作油口处还连接有压力传感器Ⅱ和蓄能器Ⅱ；溢流阀的出油口连接液压油箱；制动阀的出油口与轮边制动器连接，制动阀的回油口与液压油箱连接。

本发明还提供了一种采用湿式制动系统的控制方法，湿式制动系统启动，变量泵输出的油液在节流阀Ⅰ两端将产生压力差；

在蓄能器Ⅰ和/或蓄能器Ⅱ的压力低于设定的X1时，若蓄能器Ⅰ的压力和蓄能器Ⅱ的压力不一致时，在三位三通换向阀控制下将压力较低的信号传递到二位三通换向阀，二位三通换向阀通过反馈油路反馈给变量泵，变量泵排量增大，变量泵输出的流量通过节流阀Ⅰ后在三位三通换向阀的控制下给蓄能器Ⅰ和蓄能器Ⅱ两者中压力较低的蓄能器充液，使得蓄能器Ⅰ和蓄能器Ⅱ在压力保持平衡后同时处在充液状态；若蓄能器Ⅰ的压力和蓄能器Ⅱ的压力一致时，在三位三通换向阀控制下将压力信号传递到二位三通换向阀，二位三通换向阀通过反馈油路反馈给变量泵，变量泵排量增大，变量泵输出的流量通过节流阀Ⅰ后在三位三通换向阀的控制下同时给蓄能器Ⅰ和蓄能器Ⅱ充液；

在蓄能器Ⅰ和蓄能器Ⅱ的压力达到溢流阀设定的X2时，溢流阀阀芯开启，变量泵输出的流量在节流阀Ⅱ两端产生压力差，随着节流阀Ⅱ两端压力差不断加大，直到克服二位三通换向阀的弹簧力，二位三通换向阀阀芯换向到右位，变量泵的油口LS1与液压油箱连通，湿式制动系统不再需要充液，变量泵无负载反馈信号，以最小排量输出。

本发明的有益效果是：该控制阀通过和变量泵配合实现制动流量的调节，通过控制阀始终将油口A1和/或油口A2中压力较低的信号反馈给变量泵，变量泵根据负载反馈按需提供流量。当油口A1和油口A2压力相等时，三位三通换向阀两端力大小相等，阀芯处在中位工作，油口A1和油口A2连通，在三位三通换向阀和二位三通换向阀控制下将压力反馈给变量泵；当油口A1压力小于油口A2压力时，三位三通换向阀右端弹簧力加油口A1压力小于左端弹簧力加油口A2压力，阀芯换向到左位工作，油口A1的压力反馈给变量泵；当油口A2压力小于油口A1压力时，三位三通换向阀左端弹簧力加油口A2压力小于右端弹簧力加油口A1压力，阀芯换向到右位工作，油口A2的压力反馈给变量泵。湿式制动系统通过三位三通换向阀、二位三通换向阀、节流阀Ⅱ和溢流阀的配合控制，使油口A1和油口A2保持在一定的压力范围内，从而可减少变量泵排量变化时因突变产生的压力冲击。本申请实现了制动流量的调节，从而节约能量，降低使用成本。

附图说明

图1为本发明控制阀的液压原理图；

图2为包含本发明控制阀的湿式制动系统的液压原理图；

图中，1、液压油箱，2、变量泵，3、控制阀，31、节流阀Ⅰ，32、三位三通换向阀，33、二位三通换向阀，34、节流阀Ⅱ，35、溢流阀，4-1、压力传感器Ⅰ，4-2、压力传感器Ⅱ，5-1、蓄能器Ⅰ，5-2、蓄能器Ⅱ，6、制动阀，7、轮边制动器。

具体实施方式

下面根据附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1所示，一种控制阀，该控制阀3采用集成阀。控制阀3包括节流阀Ⅰ31、三位三通换向阀32、二位三通换向阀33、节流阀Ⅱ34和溢流阀35。节流阀Ⅰ31的进油口与控制阀3的油口P2连接，节流阀Ⅰ31出油口分别与三位三通换向阀32的进油口和二位三通换向阀33的进油口连通，其中，三位三通换向阀32的第一工作油口与控制阀3的油口A1连接，三位三通换向阀32的第二工作油口与控制阀3的油口A2连接。二位三通换向阀33的工作油口与节流阀Ⅱ34的进油口连接，节流阀Ⅱ34的出油口与溢流阀35的进油口连接，溢流阀35的出油口和二位三通换向阀33的回油口均与控制阀3的油口T2连接。二位三通换向阀33的工作油口还设有与控制阀3的油口LS2连接的反馈油路。

三位三通换向阀32处于中位时，三位三通换向阀32的进油口与三位三通换向阀32的第一工作油口和三位三通换向阀32的第二工作油口均处于连通状态（三位三通换向阀32的进油口与控制阀3的油口A1和控制阀3的油口A2均处于连通状态）。三位三通换向阀32处于左位时，三位三通换向阀32的进油口与三位三通换向阀32的第一工作油口连通，三位三通换向阀32的进油口与三位三通换向阀32的第二工作油口则不连通（三位三通换向阀32的进油口与控制阀3的油口A1处于连通状态，而三位三通换向阀32的进油口与控制阀3的油口A2处于断开状态）。三位三通换向阀32处于右位时，三位三通换向阀32的进油口与三位三通换向阀32的第一工作油口不连通，三位三通换向阀32的进油口与三位三通换向阀32的第二工作油口连通（三位三通换向阀32的进油口与控制阀3的油口A1处于断开状态，而三位三通换向阀32的进油口与控制阀3的油口A2处于连通状态）。

控制阀3的二位三通换向阀33处于左位时，使得控制阀3的油口P2通过二位三通换向阀33的左位与节流阀Ⅱ34连通。当控制阀3的系统压力大于溢流阀35设定的X2时，溢流阀35阀芯开启，液压油通过二位三通换向阀33流经节流阀Ⅱ34时，将在节流阀Ⅱ34两端产生压力差，随着节流阀Ⅱ34两端压力差不断加大，直到克服二位三通换向阀33的弹簧力，二位三通换向阀33阀芯换向到右位，控制阀3的油口LS2将通过二位三通换向阀33的回油口与控制阀3的油口T2连通。

如图2所示，本发明还提供了一种包含控制阀3的湿式制动系统，该控制阀3采用集成阀，湿式制动系统还包括变量泵2，变量泵2的油口P1和油口T1均与液压油箱1连接，变量泵2的出油口通过控制阀3的油口P2与节流阀Ⅰ31连接，变量泵2的油口LS1通过控制阀3的油口LS2以及反馈油路与二位三通换向阀33的工作油口连接。三位三通换向阀32的第一工作油口通过控制阀3的油口A1与制动阀6的进油口连接，且控制阀3的油口A1处还连接有压力传感器Ⅰ4-1和蓄能器Ⅰ5-1；三位三通换向阀32的第二工作油口通过控制阀3的油口A2与制动阀6的进油口连接，且通过控制阀3的油口A2处还连接有压力传感器Ⅱ4-2和蓄能器Ⅱ5-2；溢流阀35的出油口通过控制阀3的油口T2连接液压油箱1。压力传感器Ⅰ4-1和压力传感器Ⅱ4-2均是低压报警开关，当湿式制动系统压力过低(低于报警设定压力)时，将报警提示。

具体地，如图2所示，制动阀6包括两组三位三通阀，第一组三位三通阀的工作油口A与制动阀6的油口A3相连，第一组三位三通阀的进油口P与制动阀6的油口P3相连，第一组三位三通阀的回油口T与制动阀6的回油口T3相连。第二组三位三通阀的工作油口A与制动阀6的油口A4相连，第二组三位三通阀的进油口P与制动阀6的油口P4相连，第二组三位三通阀的回油口T与制动阀6的回油口T4连接。制动阀6的油口P3与控制阀3的油口A1连接，制动阀6的油口P4与控制阀3的油口A2连接。制动阀6的油口A3与第一组的轮边制动器7连接，制动阀6的油口A4与第二组的轮边制动器7连接。制动阀6的回油口T3和回油口T4均接回液压油箱1。

上述湿式制动系统中三位三通换向阀32给蓄能器Ⅰ5-1和蓄能器Ⅱ5-2的充液原理为：若蓄能器Ⅰ5-1的压力和蓄能器Ⅱ5-2的压力相等，即油口A1和油口A2压力大小相等，三位三通换向阀32在左右两端力平衡作用下处于中位工作，变量泵2输出的流量可同时给蓄能器Ⅰ5-1和蓄能器Ⅱ5-2充液。若油口A1压力低于油口A2压力，则三位三通换向阀32因左端油口A2压力加弹簧力大于右端油口A1压力加弹簧力，使得三位三通换向阀32的阀芯推到左位工作，变量泵2输出的流量将优先给压力较低的连通油口A1的蓄能器Ⅰ5-1充液。若油口A1压力高于油口A2压力，则三位三通换向阀32因右端油口A1压力加弹簧力大于左端油口A2压力加弹簧力，使得三位三通换向阀32的阀芯推到右位工作，变量泵2输出的流量将优先给压力较低的连通油口A2的蓄能器Ⅱ5-2充液。

一种采用湿式制动系统的控制方法，二位三通换向阀33的阀芯在弹簧力作用下处于左位工作，溢流阀35在弹簧力作用下关闭。湿式制动系统启动后，变量泵2输出的油液在节流阀Ⅰ31两端将产生压力差。

在蓄能器Ⅰ5-1和/或蓄能器Ⅱ5-2的压力低于设定的X1时，若蓄能器Ⅰ5-1的压力和蓄能器Ⅱ5-2的压力不一致时，在三位三通换向阀32控制下将压力较低的信号传递到二位三通换向阀33，二位三通换向阀33通过反馈油路反馈给变量泵2，变量泵2排量增大，变量泵2输出的流量通过节流阀Ⅰ31后在三位三通换向阀32的控制下给蓄能器Ⅰ5-1和蓄能器Ⅱ5-2两者中压力较低的蓄能器充液（当油口A1压力低于油口A2压力，则三位三通换向阀32的阀芯推到左位工作，变量泵2输出的流量将优先给连通油口A1的蓄能器Ⅰ5-1充液。当油口A1压力高于油口A2压力，则三位三通换向阀32的阀芯推到右位工作，变量泵2输出的流量将优先给连通油口A2的蓄能器Ⅱ5-2充液），使得蓄能器Ⅰ5-1和蓄能器Ⅱ5-2在压力保持平衡后同时处在充液状态（当油口A1和油口A2的压力大小相等时，三位三通换向阀32处于中位工作，变量泵2输出的流量可同时给蓄能器Ⅰ5-1和蓄能器Ⅱ5-2充液）。若蓄能器Ⅰ5-1的压力和蓄能器Ⅱ5-2的压力一致时，三位三通换向阀32处于中位工作，在三位三通换向阀32控制下同时将压力信号传递到二位三通换向阀33，二位三通换向阀33通过反馈油路反馈给变量泵2，变量泵2排量增大，变量泵2输出的流量通过节流阀Ⅰ31后在三位三通换向阀32的控制下同时给蓄能器Ⅰ5-1和蓄能器Ⅱ5-2充液。

在蓄能器Ⅰ5-1的压力和蓄能器Ⅱ5-2的压力达到溢流阀35设定的X2时，压力值X2大于压力值X1，溢流阀35阀芯开启，变量泵2输出的流量在节流阀Ⅱ34两端产生压力差，随着节流阀Ⅱ34两端压力差不断加大，直到克服二位三通换向阀33的弹簧力，二位三通换向阀33阀芯换向到右位，变量泵2的油口LS1与液压油箱1连通，湿式制动系统不再需要充液，变量泵2无负载反馈信号，以最小排量输出。

在多次制动，湿式制动系统压力即蓄能器Ⅰ5-1的压力和/或蓄能器Ⅱ5-2的压力低于X1时，二位三通换向阀33的阀芯在弹簧力作用下处于左位工作，变量泵2得到负载反馈信号后继续给湿式制动系统充液。这样反复运行，使得油口A1和油口A2始终保持在一定的压力范围内，变量泵2根据负载反馈信号按需为湿式制动系统提供流量。