装载机变速操纵阀的技术改进

由双涡轮四元件变矩器和2进1退行星式变速器构成的行星式动力换挡变速器。该种变速器虽然性能优良，但因长期在恶劣的环境中连续作业，仍暴露出不少技术问题。为此，我们在不改变其安装和连接尺寸的前提下，对其逐项进行了技术改进。改进后的新型变速操纵阀的性能达到同型产品中的先进水平。

1.增加过载保护装置

装载机使用过程中，其变速器油中产生的焦化物、变速器传动齿轮及变矩器叶轮磨损产生的金属沫等，经常堵塞变速操纵阀内推动减压阀减压的增压孔，甚至使减压阀卡滞，从而导致变速操纵阀减压系统失效，主油压瞬间升高，严重时甚至造成变速器箱体碎裂。

针对上述频发的故障现象，我们在变速操纵阀主油路上加装了过载保护装置（专利号：ZL200920302027.0）。其结构如图1所示，主要由安全阀、弹簧、螺塞和密封垫片组成。过载保护装置安装在变速操纵阀阀体底面，其进油口连通变速操纵阀主油槽，回油口连通变速操纵阀回油腔。在变速操纵阀减压系统失效、主油压瞬间升高至工作压力的1.5倍时，该装置的安全阀开启卸压，以确保变速器使用安全。

2.改进密封装置

由于频繁换挡，装载机变速操纵阀的阀芯长期工作在高温状态下，这使得油封唇口常发生老化磨损、失效漏油现象。针对上述故障现象，我们设计了变速操纵阀组合密封装置（专利号：ZL201020161116.0）。

该装置根据液压静态密封与动态密封相结合的原理，在阀孔与阀芯拉柄之间安装有钢制密封支架。密封支架设置径向内、外沟槽，内、外沟槽中嵌装FKM橡胶材料○形圈，组成组合密封环，作为阀孔与阀芯拉柄的基础密封，其结构如图2所示。

组合密封环可在-40 ℃～+200 ℃温度、5 MPa以上的压力、0.5 m/s运动速度范围工作。而变速操纵阀实际工作温度范围为-20 ℃～+120 ℃，工作压力为1.1～1.5 MPa，阀芯动作时的轴向移动速度小于0.1 m/s，因此选用该种密封环完全适用。

在密封环外安装双唇口骨架油封作为阀孔与阀芯的辅助密封件。骨架油封的内唇口可阻断阀芯拉柄上的微量残油，其外唇口可防止粉尘等有害物质进入阀体。在阀体与阀芯拉柄头部设有径向环形槽，用以嵌装外扣伸缩式防护罩，以防喷涂油漆和作业时粉尘等有害物质侵蚀阀芯拉柄表面。

为提高阀芯拉柄的密封性，组合密封装置采用多重阻断结构。这使得变速操纵阀阀芯漏油现象得到了有效控制，使用寿命得以延长。

3.阻断结合面渗油结构

由于变速操纵阀长期工作在高温状态和恶劣工况中，导致阀体与变速器箱体之间结合面的密封垫老化现象严重，变速操纵阀与变速器箱体结合面的平面度变差，最终造成变速操纵阀与变速器箱体结合面渗油。

针对上述故障，在变速操纵阀与变速器箱体之间结合面上设计了阻断结合面渗油结构，从而解决了变速操纵阀渗油以及因缺油而失压等问题（专利号：ZL201020256830.8）。

变速操纵阀上的阻断结合面渗油结构，应用液压静态密封技术的阻断高压、分流低压原理设计，如图3所示。其原理是在阀体底平面主油槽（工作油槽）外围设有低压回油槽，以阻断主油槽（工作油槽）外渗的高压油。高压油渗透到低压回油槽后降为低压或自然状态油液，最终流入回油腔，这样就解决了变速操纵阀与变速器箱体结合面渗油问题。

4.采用动力切断阀

ZL40/50型装载机变速操纵阀的制动装置多采用常开式液压或气压制动。这种常开式结构在装载机处于工作状态时，可使变速操纵阀油压保持在设定值1.1～1.5 MPa，但由于变速泵、变速操纵阀的液压系统一直处于压力状态下运行，容易产生油温高、油品焦化、液压元件磨损快和功率损耗大等问题，特别是在变速操纵阀挂挡状态下也能启动发动机，形成了安全隐患。

针对上述问题，我们将变速操纵阀的制动装置采用了常闭式气压开启的动力切断阀 (专利号：201120189828.8)，其结构如图4所示。该动力切断阀有以下3个优点：一是由于动力切断阀处于常闭状态（主油路被切断），即使变速操纵阀在挂挡状态下启动发动机，装载机也不会起步行走，从而提高了安全性。二是装载机在作业间歇时动力切断阀关闭后，主油路被切断，变速操纵阀主油压变为零，变速器液压油在低负荷状态下循环，可达到降低油温、延缓密封件老化、减少液压件磨损的目的。三是当装载机需要作业时，开启动力切断阀即可建立主油压，使变速操纵阀恢复工作，能达到安全、节能的效果。

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