一种负载敏感功能阀及其多路阀、液压系统、小型挖掘机转让专利
申请号 : CN201410588415.5
文献号 : CN105545850B
文献日 : 2017-09-08
发明人 : 薛源 , 孙辉 , 翟海燕
申请人 : 徐工集团工程机械股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种负载敏感功能阀,其特征在于:至少包括具有先导控制油口(Pi)、回油口(T)和反馈油口(LS)的阀体(1),该阀体(1)内至少设置有比例阀(2)和单向阀(3);所述比例阀(2)具有第一腔室(21)和带有弹簧(22)的第二腔室(23);所述第一腔室(21)同时与所述反馈油口(LS)、所述先导控制油口(Pi)和所述单向阀(3)的进油口连通;所述比例阀(2)的进油口同时与所述单向阀(3)的出油口和所述第二腔室(23)连通,出油口与所述回油口(T)连通。
2.如权利要求1所述的负载敏感功能阀,其特征在于:所述阀体(1)至少设置有与所述反馈油口(LS)相连通的反馈油道(4)。
3.如权利要求2所述的负载敏感功能阀,其特征在于:所述反馈油口(LS)朝所述阀体(1)内部延伸形成与所述反馈油道(4)连通的反馈油孔(5)。
4.如权利要求3所述的负载敏感功能阀,其特征在于:所述反馈油孔(5)为台阶孔,至少包括容置所述单向阀(3)并与所述反馈油道(4)直接连通的小孔(51)以及容置用于对所述单向阀(3)的行程限位的第一螺堵(6)的大孔(52)。
5.如权利要求4所述的负载敏感功能阀,其特征在于:所述第一螺堵(6)与所述单向阀(3)相接触的端面挖设有与所述单向阀(3)中的钢球相适配的凹槽。
6.如权利要求4所述的负载敏感功能阀,其特征在于:所述第一螺堵(6)中部开设有内六角结构的通孔。
7.如权利要求4所述的负载敏感功能阀,其特征在于:所述第一螺堵(6)与所述大孔(52)的内壁螺纹连接。
8.如权利要求4至7中任一项所述的负载敏感功能阀,其特征在于:所述比例阀(2)至少还包括阀芯(24),所述先导控制油口(Pi)朝所述阀体(1)内部延伸形成容置所述弹簧(22)和所述阀芯(24)的直通孔(7);所述阀芯(24)通过压缩所述弹簧(22)沿所述直通孔(7)移动,以使所述回油口(T)和反馈油孔(5)连通或截止。
9.如权利要求8所述的负载敏感功能阀,其特征在于:所述先导控制油口(Pi)与所述阀芯(24)之间的直通孔(7)中还设置有用于对所述阀芯(24)的行程限位的第二螺堵(8),该第二螺堵(8)所在的所述直通孔(7)形成所述第一腔室(21),所述弹簧(22)所在的所述直通孔(7)形成所述第二腔室(23)。
10.如权利要求9所述的负载敏感功能阀,其特征在于:所述第二螺堵(8)中部开设有内六角结构的通孔。
11.如权利要求9所述的负载敏感功能阀,其特征在于:所述第二螺堵(8)与所述直通孔(7)的内壁螺纹连接。
12.如权利要求9所述的负载敏感功能阀,其特征在于:所述阀体(1)内还设置有连通所述第一腔室(21)与所述大孔(52)的第一油道(9)。
13.如权利要求9所述的负载敏感功能阀,其特征在于:所述阀体(1)内还设置有连通所述第二腔室(23)与所述反馈油道(4)的第二油道(10)。
14.如权利要求8所述的负载敏感功能阀,其特征在于:所述回油口(T)朝所述阀体(1)内部延伸,贯穿所述直通孔(7)并连通到所述小孔(51),形成第三油道(11)。
15.一种负载敏感多路阀,至少包括首联以及设置在所述首联的负载敏感功能阀;其特征在于:所述负载敏感功能阀为如权利要求1至14中任一项所述的负载敏感功能阀,所述负载敏感功能阀的反馈油口(LS)与所述多路阀的反馈压力油路连通,所述负载敏感功能阀的回油口(T)与所述多路阀的回油油路连通,所述负载敏感功能阀的先导控制油口(Pi)与所述多路阀中各联的先导油路连通。
16.一种负载敏感液压系统,其特征在于:至少包括如权利要求1至14中任一项所述的负载敏感功能阀。
17.一种小型挖掘机,其特征在于:至少包括如权利要求1至14中任一项所述的负载敏感功能阀。
说明书 :
一种负载敏感功能阀及其多路阀、液压系统、小型挖掘机
技术领域
背景技术
以及保护元件的需要,反馈到泵的LS压力信号要连通油箱迅速泄压。在执行新的操作后,反馈压力油路要迅速建立起压力来控制泵的摆角变量。
维持负载敏感系统的最小流量这一目的主要采用了以下这种方法:
及减压阀1c和减压阀2c,依靠节流孔建立反馈控制压力和卸压,依靠减压阀维持通过节流
孔的流量稳定。图2的技术方案与图1中不同的是:图2中的负载敏感多路阀在其尾联中也设置了过滤器、节流孔和减压阀等元件,目的是进一步控制反馈压力油路中的流量稳定。
阀和节流孔3c,元件次序不同,但控制减压阀的压力都取自节流孔的两端,减压阀均可以起到稳定节流孔流量的作用。
压,但在看重作业效率的小型挖掘机领域,由于复合动作较多,动作切换非常频繁,且负载相差较大,在低负载动作向高负载动作切换时很容易出现操作手柄已拉到位,而反馈压力
油路还没有建立起来足够的压力控制泵变量的现象,这种等待或者延迟严重影响作业效
率。
作的压力值时,低负载就已经动作了,此时作用在泵上的过高的LS反馈压力导致泵输出的
流量与低负载执行器的需求不相匹配,从而影响负载敏感系统的功能,导致挖掘机操作性
不好,作业效率低。
发明内容
率。
比例阀的进油口同时与所述单向阀的出油口和所述第二腔室连通,出油口与所述回油口连
通。
以使所述回油口和反馈油孔连通或截止。
在的所述直通孔形成所述第二腔室。
感功能阀的反馈油口与所述多路阀的反馈压力油路连通,所述负载敏感功能阀的回油口与
所述多路阀的回油油路连通,所述负载敏感功能阀的先导控制油口与所述多路阀中各联的
先导油路连通。
通,同时将比例阀的进油口同时与单向阀的出油口和比例阀的带弹簧的腔室连通,还将比
例阀的出油口与回油口连通,因此当有执行器需要动作时,先导油经由负载敏感功能阀的
先导控制油口、回油口和反馈油口截止,负载敏感多路阀中的反馈压力油路与回油油路之
间的通道切断,反馈压力油路中迅速建立起压力作用于泵,使泵仅输出系统所需的流量;此时,如果负载压力升高,反馈压力油路也随之迅速升高,负载敏感功能阀中的LS反馈压力建立速度非常快,在低负载向高负载快速切换的过程中迅速建立反馈压力,以控制泵输出液
压系统所需要的流量和压力,消除了因LS压力建立迟缓而造成的执行机构动作等待现象,
提高了作业效率;如果负载压力下降,之前作用在负载敏感功能阀中单向阀的出油口的高
压就会迫使单向阀关闭,同时回油口和反馈油口连通,反馈压力油路与回油油路连通,使反馈压力油路卸压,直到单向阀的出油口压力等于负载压力,此时LS反馈的压力信号等于负
载压力,控制泵仅输出系统所需的流量;当执行器停止动作时,由于负载敏感功能阀的先导控制油口的压力消失,反馈压力油路接通油箱迅速卸压,LS反馈压力卸除速度非常快,在高负载向低负载快速切换的过程中迅速将反馈压力油路压力从高负载降至低负载,保证反馈
到泵上的LS压力信号的真实性,避免了因LS反馈压力过高导致泵输出的压力和流量与低负
载执行器需求的不匹配,从而提高了整机的操作性能和作业效率。
附图说明
具体实施方式
一部分实施例,而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。下
面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
范围的限制。
口T连通。上述Pi中的i为大于或等于1的整数,与负载敏感功能阀100所应用的负载敏感多
路阀的先导油路Pi相对应。考虑到本实施例中两个通道以及重量轻和材料少等需求,比例
阀2采用的是二位二通的比例阀,但不限于此。
压力油路中迅速建立起压力作用于泵,使泵仅输出系统所需的流量;此时,如果负载压力升高,反馈压力油路也随之迅速升高,LS反馈压力建立速度非常快,在低负载向高负载快速切换的过程中迅速建立反馈压力,以控制泵输出液压系统所需要的流量和压力,消除了因LS
压力建立迟缓而造成的执行机构动作等待现象,提高了作业效率。如果负载压力下降,之前作用在负载敏感功能阀中单向阀3的出油口的高压就会迫使单向阀3关闭,同时回油口T和
反馈油口LS连通,反馈压力油路与回油油路连通,使反馈压力油路卸压,直到单向阀3的出油口压力等于负载压力,此时LS反馈的压力信号等于负载压力,控制泵仅输出系统所需的
流量;当执行器停止动作时,由于负载敏感功能阀的先导控制油口的压力消失,反馈压力油路接通油箱迅速卸压,LS反馈压力卸除速度非常快,在高负载向低负载快速切换的过程中
迅速将反馈压力油路压力从高负载降至低负载,保证反馈到泵上的LS压力信号的真实性,
避免了因LS反馈压力过高导致泵输出的压力和流量与低负载执行器需求的不匹配,从而提
高了整机的操作性能和作业效率。
馈油口LS。
克服单向阀3中阀芯的摩擦阻力和惯性力的前提下尽可能小,以避免压力油通过单向阀产
生较大压力降,因此根据单向阀摩擦阻力和惯性力之和的范围在0.3bar到0.5bar之间,可
以确定单向阀3的弹簧的压力调定范围为0.3bar到0.5bar。
槽,保证与单向阀3的钢珠的紧密配合,以满足单向流动功能。第一螺堵6的外周壁设置有外螺纹,大孔52的内壁的底部设置有螺纹,因此,第一螺堵6与大孔52的内壁螺纹连接,提供轴向力以与弹簧力相平衡。使用时,将第一螺堵6拧入大孔52内,压实单向阀3的钢珠即可。第一螺堵6的中部开设有内六角结构的通孔,在满足拆卸要求的同时为控制油提供通道。
从先导控制油口Pi进入的先导油产生的压力作用到阀芯24的一端,阀芯24通过压缩弹簧22
沿直通孔7移动,可以使回油口T和反馈油孔5截止或连通。本实施例中,阀芯24采用的是二位二通阀芯,弹簧22的压力调定范围设置为20bar到30bar。下面结合图4和图5对弹簧22的
压力设定范围的选定原则进行说明:
配。根据原则一,弹簧22的弹力应小于先导压力,先导压力一般在30bar到40bar之间;同时,根据原则二,在负载压力降低时,比例阀2的阀芯24的左端的弹簧力与反馈油道4压力之和
应尽快大于阀芯24的右侧的先导压力与负载压力(第一油道9的压力)之和。此处提及的反
馈油道4的压力由比例阀2的阀芯24左端的虚线表示,右侧的虚线代表负载压力,在负载压
力升高时,单向阀3导通,此时阀芯24的左端和右端的压力近似相等(前提是忽略单向阀造
成的压降,上述单向阀弹簧调压范围为0.3bar到0.5bar时,通过额定流量的压降为1bar左
右,此处可忽略);在负载压力降低时,由于有单向阀3的单向锁死作用,阀芯24的左端的反馈油道压力大于右端的负载压力,当这一差值大于先导压力与弹簧22调定压力的差值时,
阀芯24右移。根据原则二要求得出先导压力与弹簧22调定压力的差值越小时,阀芯24右移
的响应时间越小,即弹簧22调定压力越接近先导压力越好。再考虑到原则一的要求留出
10bar的余量确保先导压力可以快速压缩弹簧22建立系统LS压力,所以弹簧22的调压范围
设置为20bar-30bar。
弹簧22所在的直通孔7形成比例阀2的第二腔室23。第二螺堵8在压紧阀芯24时,可以确保第二腔室23通过反馈油道4与反馈油口LS保持畅通。
使反馈油孔5与回油口T截止时,先导控制油口Pi、第一油道9、反馈油孔5、反馈油道4和第二腔室23形成了一个回路,即阀芯24的右位接入该回路。由于加工的需要,第一油道9延伸到阀体1的表面,在阀体1的表面形成通孔,利用拉胀螺栓14可以将该通孔堵住。
22无法使反馈油孔5与回油口T截止,即反馈油孔5与回油口T连通时,第二腔室23、第二油道
10、反馈油道4、小孔51、第三油道11和回油口T形成一个回路,即阀芯24的左位接入该回路,第二腔室23中的油液可以依次经由第二油道10、反馈油道4、小孔51、第三油道11和回油口T,进行卸压。
螺堵6上,第一油道9和第二油道10之间切断,它们的压力分别作用在阀芯24的两端,而由于阀芯24左端的压力大于右端,因此阀芯24换向,左位接入回路,此时反馈油孔5通过第三油道11连通回油口T,反馈油道4中的油液通过回油口T卸压,直到单向阀3打开,此时第一油道
9和第二油道10再次连通,阀芯24换向,右位接入回路,切断反馈油孔5与回油口T通路,建立反馈压力油路的压力,使负载压力下降的同时,反馈压力油路压力也随之下降,满足返回压力跟随负载变化的功能。当执行器停止动作时,由于先导控制油口Pi的压力消失,阀芯24换向,左位接入系统,反馈油孔5与回油口T之间回路导通,压力油通过第一螺堵6、单向阀3、第三油道11和回油口T迅速卸压。
本发明所提供的负载敏感多功能阀的安装位置,而且避免该原理图过于冗杂,小型液压挖
掘机用负载敏感多路阀的其余六个工作联和先导油路均未在图6中示出。
的反馈压力油路连通,负载敏感功能阀100的回油口T与负载敏感多路阀200的回油油路连
通,负载敏感功能阀100的先导控制油口Pi与负载敏感多路阀200中各联的先导油路Pi(i为
大于或等于1的整数)连通。
使用比例阀2直接堵死反馈油孔5与回油口T之间的卸压通道11,由于回路是封闭的,因此负载敏感功能阀100中的LS反馈压力建立速度非常快,在低负载向高负载快速切换的过程中
迅速建立反馈压力控制泵输出系统所需流量和压力,消除了因LS压力建立迟缓而造成的执
行机构动作等待现象,提高了作业效率。
法,使用比例阀反馈油孔5与回油口T之间卸压通道11连通,由于回路是畅通的,因此负载敏感功能阀100中的LS反馈压力卸除速度非常快,在高负载向低负载快速切换的过程中迅速
将反馈压力油路压力从高负载降至低负载,保证反馈到泵上的LS压力的真实性,避免了因
LS反馈压力过高导致泵输出的压力和流量与低负载执行器需求的不匹配,从而提高了整机
的操作性能和作业效率。
可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换;而不脱离本发
明技术方案的精神,其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。