專利名稱：用于裝載機(jī)變量系統(tǒng)的負(fù)載敏感多路閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及工程機(jī)械液壓元件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種預(yù)壓閥，再生補(bǔ)油閥，先導(dǎo)供油閥，及多路換向閥集于一體的裝載機(jī)負(fù)載敏感多路閥。
背景技術(shù)：
目前廣泛使用的裝載機(jī)液壓系統(tǒng)均采用傳統(tǒng)多路換向閥，多數(shù)為卡特多路閥D32。該類型多路換向閥屬于傳統(tǒng)的開中心節(jié)流閥，它的控制起點(diǎn)和調(diào)速范圍與負(fù)載的變化有關(guān)，同時(shí)工作的工作機(jī)構(gòu)之間相互影響，當(dāng)兩個(gè)以上負(fù)載同時(shí)工作時(shí)具有較高負(fù)載的機(jī)構(gòu)速度可能會(huì)變小甚至不動(dòng)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作速度與多路閥的行程變化無法形成匹配，使操作者無法對(duì)執(zhí)行機(jī)械工作速度形成預(yù)判，操縱性能不佳。工作時(shí)對(duì)操作者的技能有一定要求。閥芯中通節(jié)流道造成功率損失，特別是在高壓節(jié)流工況時(shí)損耗更大。使用閥前補(bǔ)償?shù)呢?fù)載敏感多路閥，能解決上述問題。但當(dāng)換向閥行程增大，各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量需求之和超過泵的最大輸出流量時(shí)(以下稱為流量飽和)，閥前補(bǔ)償負(fù)載敏感系統(tǒng)的流量將優(yōu)先滿足低壓力負(fù)載，而高負(fù)載執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量將降低甚至斷流。由此造成執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作穩(wěn)定性，協(xié)調(diào)性和可靠性不能保障。裝載機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)由動(dòng)臂和鏟斗組成，支撐這些機(jī)構(gòu)的液壓缸，不僅要承受動(dòng)作機(jī)構(gòu)的自重，還要支承鏟斗所帶負(fù)載。為了防止失速，傳統(tǒng)的方法是在多路閥的回油側(cè)閥桿上設(shè)置節(jié)流槽。當(dāng)鏟斗下翻或動(dòng)臂下降時(shí)，鏟斗上的負(fù)載將使油缸的回油腔壓力提升到很高。這樣，回油腔形成的高壓力油液通過節(jié)流槽回油箱時(shí)轉(zhuǎn)換成熱量而流失。同時(shí)，快速下放會(huì)使得油缸進(jìn)油腔壓力降低，甚至出現(xiàn)負(fù)壓，出現(xiàn)氣蝕現(xiàn)象，損害液壓元件，減少其使用壽命。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)例新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的裝載機(jī)液壓系統(tǒng)中存在的上述的技術(shù)問題，提供一種多路換向閥，可以使多路換向閥輸出流量與閥芯行程相匹配，具有良好的微控性能，執(zhí)行機(jī)構(gòu)速度與負(fù)載壓力無關(guān)，多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)復(fù)合動(dòng)作時(shí)，流量壓力互不影響，即使在流量飽和時(shí)，仍能讓通往各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量維持比例關(guān)系。特定工況下，油缸回油腔液壓油可供回至油缸進(jìn)油腔，實(shí)現(xiàn)回油再生，節(jié)省能量，并防止氣蝕。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種用于裝載機(jī)變量系統(tǒng)的負(fù)載敏感多路閥，包括進(jìn)回油部，鏟斗部，動(dòng)臂部，附加功能部，所述動(dòng)臂部或鏟斗部包括閥體及相關(guān)油道、和位于所述閥體內(nèi)的換向閥桿、壓力補(bǔ)償器。進(jìn)一步的，所述換向閥桿上有多個(gè)圓形節(jié)流槽。進(jìn)一步的，所述換向閥桿布置在所述閥體各腔體之間。進(jìn)一步的，所述壓力補(bǔ)償器插裝在所述閥體中間的安裝孔上，在閥體的壓力補(bǔ)償器前腔和第一、第二腔體之間。進(jìn)一步的，所述壓力補(bǔ)償器具有補(bǔ)償閥芯、選擇彈簧、復(fù)位彈簧和選擇閥芯，所述選擇閥芯的一部分位于補(bǔ)償閥芯內(nèi)。進(jìn)一步的，所述壓力補(bǔ)償器上的口為LS油口，與閥體插裝孔上的LS腔相通。[0012]進(jìn)一步的，還包括再生功能部，包括預(yù)壓閥和再生補(bǔ)油閥。進(jìn)一步的，所述動(dòng)臂部或鏟斗部還包括過載閥和再生補(bǔ)油閥。進(jìn)一步的，所述附加功能部包括LS溢流閥，LS卸荷閥和先導(dǎo)供油閥進(jìn)油口 P通過內(nèi)部油道，連通到鏟斗和動(dòng)臂部的進(jìn)油腔(換向閥節(jié)流槽前腔)。各換向聯(lián)內(nèi)在換向閥桿節(jié)流槽后設(shè)置有具有壓力補(bǔ)償和負(fù)載保持作用的壓力補(bǔ)償器。該壓力補(bǔ)償器上部有LS壓力孔，與閥體插裝孔上的LS通道相通，兩聯(lián)換向閥體的LS腔通過孔道相連通，并且延伸到附加閥部的LS溢流閥和LS卸荷閥，和LS閥座，再經(jīng)管路將LS壓力接到負(fù)載敏感泵的LS壓力反饋口上。變量泵的作用是使輸出的油液壓力與LS反饋口壓力之差為定值。從而使得閥的輸出流量為與節(jié)流槽開口面積成正比的定值。壓力補(bǔ)償器具有負(fù)載壓力選擇和補(bǔ)償功能，它將同時(shí)工作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)最高負(fù)載壓力選擇到LS油道，同時(shí)將這個(gè)LS壓力傳遞到壓力補(bǔ)償器彈簧敏感腔，這個(gè)壓力控制壓力補(bǔ)償器開口，使得補(bǔ)償器前腔壓力等于LS壓力。使得所有換向閥片的閥桿節(jié)流槽后腔壓力都等于LS壓力。而所有閥桿前腔壓力等于泵口壓力P。前述變量泵能使P與LS之差恒定。于是所有閥桿壓差相等，流量只與各自面積成正比。各片閥的流量與其各自開口面積成比例。當(dāng)負(fù)載壓力高于泵口壓力時(shí)，壓力補(bǔ)償器自動(dòng)關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)負(fù)載保持功能。各換向聯(lián)的B工作油口的回油道Tl與多路閥的回油道T之間設(shè)有預(yù)壓閥，使工作口回油保持固定的背壓。當(dāng)鏟斗和動(dòng)臂下放時(shí)，A 口進(jìn)油，B 口回油到Tl 口推開預(yù)壓閥回到T 口流回油箱。當(dāng)由于負(fù)載重量，使得上腔壓力低于預(yù)壓閥壓力時(shí)，Tl的油將打開單向閥供回至A腔，實(shí)現(xiàn)回油再生。本實(shí)用新型附加閥部包括提供先導(dǎo)壓力油的供油閥，限定LS壓力的過載閥及維持壓力補(bǔ)償器靈活運(yùn)動(dòng)的LS卸荷閥。

圖1為本實(shí)用新型的液壓原理示意圖。圖2為本實(shí)用新型的動(dòng)臂閥片剖視圖。圖3、圖4為本實(shí)用新型壓力補(bǔ)償器剖視圖。圖5為本實(shí)用新型的再生功能部剖視圖。圖6為本實(shí)用新型實(shí)施的液壓系統(tǒng)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。請(qǐng)參見圖1-圖5說明其實(shí)施過程如圖1所示，本實(shí)用新型的用于裝載機(jī)變量系統(tǒng)的負(fù)載敏感多路閥包括進(jìn)回油部31，鏟斗部32，動(dòng)臂部33，附加功能部34及各工作油口。鏟斗部32和動(dòng)臂部33的閥結(jié)構(gòu)
基本一致。進(jìn)油部上設(shè)有預(yù)壓閥1.1和安全閥1. 2。動(dòng)臂部33包括閥桿3. 4，壓力補(bǔ)償器3. 5，再生單向閥3. 2，過載閥3. 3。附加功能部包括LS溢流閥4.1, LS卸荷閥4. 2，LS壓力閥座4. 3，先導(dǎo)油口 4. 4，先導(dǎo)供油閥4. 5。LS溢流閥4.1限制LS油路壓力，保護(hù)系統(tǒng)防止過載。LS卸荷閥4. 2使LS通道壓力油以恒定的流量卸回油箱，在中位時(shí)其能使LS油道卸荷，當(dāng)換向工作時(shí)，能起到控制壓力補(bǔ)償閥芯運(yùn)動(dòng)的作用。先導(dǎo)供油閥為多路閥的液控手柄提供壓力源，可以使裝載機(jī)液壓系統(tǒng)中省掉一個(gè)先導(dǎo)泵及相關(guān)管路等設(shè)備。各工作油口為法蘭連接，各附加閥通過螺紋連接插裝在閥體上。如圖2所示，動(dòng)臂聯(lián)包括閥體I及相關(guān)油道，工作油口，動(dòng)臂閥桿5，控制端蓋部件13和22，壓力補(bǔ)償器19，及過載閥和堵頭。A工作腔設(shè)有再生補(bǔ)油閥，將在后述。如圖2所示，動(dòng)臂閥桿5上有很多圓形節(jié)流槽8，布置在閥體I各腔體之間。閥體I上腔體9為泵進(jìn)油腔(節(jié)流槽8前腔)，腔體7為壓力補(bǔ)償器前腔(節(jié)流槽8后腔)，腔體6通回油腔，動(dòng)臂閥桿5在中位時(shí)，壓力補(bǔ)償器下腔與腔體6相通，使壓力補(bǔ)償器在復(fù)位彈簧作用下能復(fù)位。壓力補(bǔ)償器19插裝在換向閥體中間的安裝孔上，布置在腔體7和腔體15、20之間。當(dāng)壓力補(bǔ)償閥芯打開時(shí)，腔體7油液通過孔16連通腔體15、20。壓力補(bǔ)償器上的口 18為LS油口與閥體插裝孔上LS腔17相通，LS腔17與另一片換向閥體的LS腔相通并通到附加部的LS閥座上，反饋到變量泵。腔體15與工作口(B) 14之間設(shè)有動(dòng)臂閥桿封油臺(tái)肩，腔體20與工 作口(A) 21之間隔有動(dòng)臂閥桿封油臺(tái)肩。腔體(Tl) 14，回油腔12，腔體21與回油腔(T) 3之間設(shè)有動(dòng)臂閥桿臺(tái)肩。如圖3所示，壓力補(bǔ)償器包括閥套42及其上加工的孔道，補(bǔ)償閥芯43及其上加工的孔道，選擇閥芯44及其上孔道，選擇彈簧47，補(bǔ)償閥芯上的彈簧座和螺塞，復(fù)位彈簧48，反饋閥螺塞。補(bǔ)償閥芯43上的工藝孔用球漲式堵頭密封。補(bǔ)償閥芯43根據(jù)前后腔壓力，可以在閥套42內(nèi)運(yùn)動(dòng)，控制著節(jié)流槽54的開口面積。選擇閥芯44可以在補(bǔ)償閥芯43內(nèi)運(yùn)動(dòng)，控制著LS壓力的選擇。如圖5所示，再生功能部包括回油道(Tl) 61，預(yù)壓閥65，回油道(T) 64，再生補(bǔ)油閥67及油道70，油道70與工作口(A)腔相通。本實(shí)用新型的工作原理為中立位置P 口與變量泵出油口相連，當(dāng)各換向閥桿處于中立位置時(shí),換向閥上各腔之間油液被動(dòng)臂閥桿5阻斷。此時(shí)，壓力補(bǔ)償器未選出壓力至LS道，在LS卸荷閥作用下，LS通道壓力為O。這時(shí)反饋到泵的壓力為O。變量泵輸出壓力為泵的設(shè)定壓差Λ P (以下假定該壓力為1. 6MPa)，只輸出彌補(bǔ)泄漏的少量流量。換向位置如圖2所示，當(dāng)動(dòng)臂閥桿5左移時(shí)，節(jié)流槽8打開，油液從腔體9經(jīng)節(jié)流槽8流入腔體7，到達(dá)圖3所述的補(bǔ)償閥芯43的前腔41。同時(shí)，工作腔14與15之間動(dòng)臂閥桿5上節(jié)流槽打開，工作口(B) 14與腔體(15)相通，工作口(B)腔有負(fù)載，壓力傳遞到圖3所示的壓力補(bǔ)償器的腔體53，經(jīng)孔52傳到選擇閥芯44下腔，推動(dòng)選擇閥芯44處于上位，并將負(fù)載壓力通過孔50傳到補(bǔ)償閥芯43上腔，同時(shí)換向閥的腔體7壓力經(jīng)壓力補(bǔ)償器孔55及圖4中壓力補(bǔ)償器的孔56傳遞到腔體17的LS通道，反饋到變量泵，使變量泵壓力升高。當(dāng)系統(tǒng)壓力低于負(fù)載腔B壓力時(shí)，補(bǔ)償閥芯43未能打開，此時(shí)補(bǔ)償閥芯43起單向閥作用。當(dāng)變量泵使系統(tǒng)升壓到高于負(fù)載B腔壓力時(shí)，補(bǔ)償閥芯43上移至最大開口位置，打開節(jié)流槽54，油液經(jīng)節(jié)流槽54進(jìn)入腔體15，再進(jìn)入工作口(B) 14的腔體，經(jīng)工作口(B) 14到達(dá)工作機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)負(fù)載工作。反饋到泵LS 口的壓力是節(jié)流槽8后腔7的壓力，而變量泵使得節(jié)流槽前腔9壓力比LS壓力高固定差值Λ P (假定1. 6MPa)，也就是說節(jié)流槽8前后壓差為定值。也就使得通過的流量只與節(jié)流槽過流面積比例。也就使得流量與負(fù)載壓力無關(guān)，只與閥芯開口面積成正比。而閥芯一經(jīng)設(shè)計(jì)制造，面積與行程特性就固定下來。也就是說流量與行程得到一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，也就是操作有預(yù)判性。復(fù)合動(dòng)作前述為只有動(dòng)臂聯(lián)閥換向時(shí)情況，下面討論多聯(lián)復(fù)合動(dòng)作時(shí)情況。保持上面所述動(dòng)臂聯(lián)負(fù)載和換向閥桿位置不變。假定鏟斗聯(lián)負(fù)載壓力低于動(dòng)臂聯(lián)。當(dāng)鏟斗聯(lián)閥桿左移時(shí)，同上所述，鏟斗聯(lián)的工作口(B)出油通往執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)回油經(jīng)工作口(A)回油箱。此時(shí)鏟斗聯(lián)壓力補(bǔ)償器的選擇閥芯下腔壓力為鏟斗負(fù)載，低于LS通道壓力(動(dòng)臂負(fù)載)，選擇
閥芯處于初始位置未能打開。反饋到補(bǔ)償閥芯彈簧腔壓力為LS壓力Pis。壓力補(bǔ)償閥芯
在巧S壓力作用下，補(bǔ)償閥芯處于節(jié)流狀態(tài)，以使補(bǔ)償閥芯下腔壓力升高至LS壓力，補(bǔ)償閥
芯處于平衡位置。也就是說鏟斗閥桿上節(jié)流槽8后腔7的壓力等于LS壓力即動(dòng)臂聯(lián)負(fù)載 壓力。也就是說動(dòng)臂和鏟斗閥桿節(jié)流槽8前后腔壓力相等。因而通過的流量只與各自節(jié)流槽的開口面積成比例。當(dāng)鏟斗聯(lián)壓力升高到超過動(dòng)臂聯(lián)負(fù)載壓力時(shí)，此時(shí)對(duì)于鏟斗聯(lián)補(bǔ)償器的選擇閥芯，下腔作用力大于上腔作用力，選擇閥芯上移，使其負(fù)載腔15壓力通往其壓力補(bǔ)償閥芯彈簧腔，同時(shí)腔體41壓力選擇進(jìn)入LS通道。而對(duì)于動(dòng)臂聯(lián)選擇閥芯則剛好相反，動(dòng)臂聯(lián)選擇閥芯下移到初始位置，關(guān)閉LS與腔體I的通道，打開LS壓力傳遞到彈簧腔的通道，使新的LS壓力(鏟斗負(fù)載壓力)作用在彈簧腔，使腔體41壓力等于LS壓力。于是LS壓力完成了替換，LS壓力等于任意時(shí)刻的最大負(fù)載壓力。流量欠飽和時(shí)兩聯(lián)同時(shí)工作時(shí)，如按設(shè)定壓差Λ P分配，負(fù)載所需流量之和超過泵所能提供的最大流量。此時(shí)稱為流量飽和。此時(shí)變量泵已處于最大排量，但已無法維持閥桿節(jié)流槽前后Λ P。而對(duì)于換向閥壓力補(bǔ)償器來說不管流量是否飽和其始終操持LS壓力為最高負(fù)載壓力，維持同時(shí)工作幾片閥節(jié)流槽前后壓差相等。因而各片的流量比例關(guān)系仍為開口面積之t匕，只是此時(shí)節(jié)流槽壓差將比設(shè)定Λ P要小。也就是說，本實(shí)用新型閥組具有抗流量飽和特性，即使在系統(tǒng)流量不足時(shí)仍能保持比例特性。再生功能如圖2所示，換向片A 口與圖5所示單向閥后腔油道70相通，換向閥12腔Tl回油腔與圖5所示油道61相連。Tl 口與T 口之間設(shè)有預(yù)壓閥(設(shè)定壓力O. 65-0. 8MPa)，Tl口的回油經(jīng)T 口回油時(shí)有恒定背壓。當(dāng)負(fù)載重量較輕時(shí)，A腔壓力高于預(yù)壓閥壓力，即油道70的腔體壓力大于油道61的腔體壓力，單向閥反向截止。當(dāng)負(fù)載較重時(shí)，在負(fù)載和上述因素作用下，A腔壓力變低于B腔壓力，直至低于預(yù)壓閥壓力，此時(shí)油道腔體70壓力低于油道腔體61壓力，單向閥打開，油道腔體61油液推開單向閥進(jìn)入A腔，實(shí)現(xiàn)再生，加快油缸運(yùn)動(dòng)速度，使回油得以利用。本實(shí)用新型與原有裝載機(jī)閥相比，有如下優(yōu)點(diǎn)比例操縱流量與滑閥行程關(guān)系對(duì)應(yīng)，工作機(jī)構(gòu)速度不受負(fù)載影響，調(diào)速范圍廣，作業(yè)者操縱簡(jiǎn)單，舒適。節(jié)能泵輸出流量按需分配，壓力與負(fù)載適應(yīng)。而傳統(tǒng)定量系統(tǒng)泵全流量輸出，溢流時(shí)多余油液以安全閥壓力流回油箱，能量損失大，尤其是在閥芯小開口節(jié)流，高壓小流量時(shí)，損失最大。而該實(shí)用新型液壓系統(tǒng)，泵輸出壓力只比負(fù)載高一個(gè)ΛP值，輸出流 量只根據(jù)滑閥節(jié)流槽開口決定，無多余輸出。具有回油再生功能，在油缸下放時(shí)將回油再利用節(jié)省能耗。集成了先導(dǎo)油源，節(jié)省成本，使系統(tǒng)精簡(jiǎn)。
權(quán)利要求1.一種用于裝載機(jī)變量系統(tǒng)的負(fù)載敏感多路閥，包括進(jìn)回油部(31)，鏟斗部(32)，動(dòng)臂部(33)，附加功能部(34)，其特征在于所述動(dòng)臂部(33)或鏟斗部(32)包括閥體(I)及相關(guān)油道、和位于所述閥體(I)內(nèi)的換向閥桿(5)、壓力補(bǔ)償器(19)。
2.如權(quán)利要求1所述的用于裝載機(jī)變量系統(tǒng)的負(fù)載敏感多路閥，其特征在于所述換向閥桿(5)上有多個(gè)圓形節(jié)流槽(8)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的用于裝載機(jī)變量系統(tǒng)的負(fù)載敏感多路閥，其特征在于所述換向閥桿(5 )布置在所述閥體(I)各腔體之間。
4.如權(quán)利要求1或2所述的用于裝載機(jī)變量系統(tǒng)的負(fù)載敏感多路閥，其特征在于所述壓力補(bǔ)償器(19)插裝在所述閥體(I)中間的安裝孔上，在閥體(I)的壓力補(bǔ)償器前腔(7)和第一、第二腔體(15、20)之間。
5.如權(quán)利要求1或2所述的用于裝載機(jī)變量系統(tǒng)的負(fù)載敏感多路閥，其特征在于所述壓力補(bǔ)償器(19)具有補(bǔ)償閥芯(43)、選擇彈簧(47)、復(fù)位彈簧(48)和選擇閥芯(44)，所述選擇閥芯(44)的一部分位于補(bǔ)償閥芯(43)內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1或2所述的用于裝載機(jī)變量系統(tǒng)的負(fù)載敏感多路閥，其特征在于所述壓力補(bǔ)償器(19)上的口(18)為LS油口，與閥體(I)插裝孔上的LS腔(17)相通。
7.如權(quán)利要求1或2所述的用于裝載機(jī)變量系統(tǒng)的負(fù)載敏感多路閥，其特征在于還包括再生功能部，包括預(yù)壓閥(65)和再生補(bǔ)油閥(67)。
8.如權(quán)利要求1所述的用于裝載機(jī)變量系統(tǒng)的負(fù)載敏感多路閥，其特征在于所述動(dòng)臂部(33)或鏟斗部(32)還包括過載閥和再生補(bǔ)油閥。
9.如權(quán)利要求1所述的用于裝載機(jī)變量系統(tǒng)的負(fù)載敏感多路閥，其特征在于所述附加功能部包括LS溢流閥(4. 1)，LS卸荷閥(4. 2)和先導(dǎo)供油閥(4. 5)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于裝載機(jī)變量系統(tǒng)的負(fù)載敏感多路閥，包括進(jìn)回油部(31)，鏟斗部(32)，動(dòng)臂部(33)，附加功能部(34)，所述動(dòng)臂部(33)或鏟斗部(32)包括閥體(1)及相關(guān)油道、和位于所述閥體(1)內(nèi)的換向閥桿(5)、壓力補(bǔ)償器(19)，所述換向閥桿(5)上有多個(gè)圓形節(jié)流槽(8)，所述換向閥桿(5)布置在所述閥體(1)各腔體之間。本實(shí)用新型的用于裝載機(jī)變量系統(tǒng)的負(fù)載敏感多路閥，可以使多路換向閥輸出流量與閥芯行程相匹配，具有良好的微控性能，執(zhí)行機(jī)構(gòu)速度與負(fù)載壓力無關(guān),多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)復(fù)合動(dòng)作時(shí)，流量壓力互不影響，即使在流量飽和時(shí)，仍能讓通往各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量維持比例關(guān)系。
文檔編號(hào)F15B13/02GK202851491SQ201220478690
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月19日
發(fā)明者池建偉, 蔡錚, 潘承乾, 蔣俊, 陳學(xué)才 申請(qǐng)人:浙江高宇液壓機(jī)電有限公司