高空作业车平衡阀问题分析

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-------豳豳 隧 淄 蓄蓖薹曼高空作业车平衡阀问题分析 萋I邓江涛，杨发虎，石 迁，李 曦(重庆迪马工业有限责任公司研究院).，Jq 摘 要：平衡阀大量应用于工程机械中，应用不当会导致故障发生。针对 叠臂式高空柘业车出现、；中臂、下臂非平稳下行的故障进行诊断，发现故障是由于平衡阀选型不当所致。通过分析平衡阀开启受I、力，导出数学模型，提出对应不同的工作结构和液压季咎擎择 拳 衡 。------，平衡阀种类繁多，不同液压系统、机械结构应选 3 5七。但应用不当会导致故障发生。现以我公司(重庆 c2f fc1 c2f fc1 c2f fC1皂马工业责任有限公司)研发的折叠臂式高空作业 ； 副 因平衡阀应用不当而引发的故障为例进行分析。 V1 V2 Vl V2 V1、 B 基 基 l 故障描述 V 且。

目 目 l ≮ -： ；-旨l l 图1为折叠臂式高空作业车外形图，图2为折 M 臂式高空作业车上车部分的液压原理。了防 -普lI上折叠臂式高空作业车的上臂、中臂、下臂由于承 Ls. .÷· ～. ： I - -曼自重及负载而导致运动过程中超速下降，即为避 ， P1.中臂液压缸 2.平衡阀 3.中臂 4.下臂 5.下臂液压缸 6.上臂 7.上臂液压缸图1 折叠臂式高空作业车外形图2 故障诊断中臂、下臂能平稳地上行，但下行过程中出现非平稳下行，说明了进入液压缸的压力油是间断、不连续性的。分析图2可知，有两处可能导致这-故障现象发生：1)比例多路阀 1工作阀片的阀芯不稳定，在阀孑L里滑动；2)平衡阀2的阀芯不稳定，在阀孔里滑动。用百分表测量比例多路阀2的手柄，指针未摆动，即排除了比例多路阀1工作阀片的阀作者简介：邓江涛(1975-)，男，四川邻水人，工程师，研究方向：工程车辆液压系统设计。

- 39- 芯不稳定这-因素，导致非平稳下行的原因应为平 载压力，Pa；p 为控制压力，即液压缸有杆腔压衡阀2故障。 Pa；凡为液压缸无杆腔与有杆腔作用面积比，中3 平衡阀分析 33 为平衡阀先导比，取! 图 3为平衡阀的结构图♂合图 2和图 3可 中臂、下臂P。的变化范围为 3～13 MPa(斜擘知，压力油通过图2中的比例多路阀1到达V2，经 根据式(4)可求出中臂、下臂在下降过程中P过单向阀到 c2，进入液压缸的有杆腔，同时V2的 2.64 MPa降至0.65 MPa，则平衡阀阀芯控制力：压力油经过图 3中的右侧平衡阀芯 4通道推动柱 FKSAr，p销 7，从而推动平衡阀芯4脱离单向阀5，液压缸无 由图3知cP9 mm，则Fx值为由168 N杆腔的液压油经过 C1到 V1，再经图2中的比例多 42 N。

路阀 1回油箱。 平衡阀开启后，平衡阀阀芯在V1处会产、，1 4 5 6 7 8 v2 定的背压po2 MPa。此外 ，图 2中七 f l / / 路阀 1的T作阀/4-杏 阀 流骨- 筒- - - ， I 、 田 上 丕 忻 uj刘 ，jfL衡 剀 ：I仝市 C1 C2 ～ . 2 s 4. 6.单向阀弹簧 7.柱销 8.阀体 - 时因背压和瞬态液动力的影响，平图3 平衡阀结构图 回油腔压力瞬时上升，又由于平衡l 平衡阀开启分为两种方式：1)控制通道无节流 内泄式，当此上升压力比作用在控制活塞的控伟l 地迅速开启；2)控制通道有节流地缓慢开启。这两 力大时，则推回平衡阀芯4，使平衡阀关闭。 种对应的控制压力P 的大小是不同的，以下分别进阀-关闭油腔的油流停止压力下降，控制《行讨论。 又推开平衡阀。在阀孔里频繁地重3.1 动会导致中臂、下高频振动即非稳平衡阀芯迅速开启时，其控制压力P 应满足3.2缓慢启； 下式： 平衡阀阀芯缓慢开启时，其控制压力P 应n / 、/ n 、v ， . /. 、 - .、 鞲瓣 Al(prt- 5A-SAK)Lpc ≥kTX L 1 J 。

应保证中臂、下臂静止时平衡阀不自行开启，弹簧预紧力kTX。应满足下式：kTX。≥1.25(5A.-.sAK)p (3)将式(2)、(3)带人式(1)得：p ≥旦 (4) -式(1)～式(4)中： 为弹簧刚度，N/m；x。为弹簧预压缩量，m；SA为平衡阀阀芯大端面积，Il ； 为平衡阀阀芯小端面积，即导控活塞受压面积，in ；p。为负· - - - - - 40 ·---警 (KI )SAx p。 (8)式中：P。为v1口回油背压，Pa。

3.3 迅速开启的改进因迅速开启会导致平衡阀阀芯在阀孔里重复滑动引发不稳定机械结构的高频振动，故需在平衡阀的控制通道加装单向节流阀，使平衡阀缓慢开启，控制压力P 随背压和瞬态液动力增加而增加来阻止平衡阀芯在阀孔里重复滑动。图4为可调节的