CN102384261A - 用于无级变速器的插装式中位阀 - Google Patents

用于无级变速器的插装式中位阀 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于无级变速器的插装式中位阀，包括插装于无级变速器盖本体安装孔内且设置有一个轴向的第一油口和多个径向的第二油口的阀体、密封连接于所述的阀体一端的螺塞、弹簧和滑动配合于所述的阀体内腔的阀芯；所述的阀芯沿轴向设有与第一油口相连通的阀芯内腔，所述的阀芯的外圆周面设有与设于阀体内腔的密封座形成线密封的锥面，所述的弹簧的一端抵至所述的螺塞，所述的弹簧的另一端抵至所述的阀芯；所述的阀芯远离第一油口的一端设有多个用于连通所述的阀芯内腔和阀体内腔的径向通孔。该用于无级变速器的插装式中位阀密封可靠、加工方便、通用性更好。

Description

用于无级变速器的插装式中位阀
技术领域
本发明涉及液压阀领域，特别涉及一种用于液压无级变速器的插装式中位阀。
背景技术
稻麦联合收割机及其他农业机械中越来越多采用（HST）液压无级变速器来实现前进、后退、停止及变速等动作控制。在手柄控制的过程中，当手柄放到中位，前进或后退动作就停止。如果不设中位阀，中位要停机时，操作手柄放到中位的转角区间很小，不容易实现停机，有时甚至会发生停不住的现象。因此，市场上出现了一种设置中位阀的液压无级变速器。中位阀设在液压无级变速器的盖本体通孔内，左、右两边各设置一个。操作时手柄放到中位的转角区间增大，很容易实现停机，该中位阀对排量大的无级变速器的作用尤其突出。
现有技术的液压无级变速器中应用的中位阀一般是属于滑阀式的。使用时，靠滑阀的移动来打开或关闭阀孔，阀孔设在液压无级变速器盖本体上，滑阀和阀孔之间为间隙配合。但问题在于，上述结构有一定的缺陷：一、滑阀和阀孔是间隙配合的，必然存在泄漏，在高压情况下，泄漏量较大，降低液压无级变速器的容积效率；二、滑阀和阀孔配合精度要求很高，对阀孔的制造精度提出很高要求，可是液压无级变速器盖本体很重，不像一般液压阀阀体，体积小，容易装夹，加工，需要有专用机床来进行加工，加工费时、费力。三、现有技术的中位阀不是独立元件，通用性低，不能集成。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种密封可靠、加工方便、通用性更好的用于无级变速器的插装式中位阀。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种用于无级变速器的插装式中位阀，包括插装于无级变速器盖本体安装孔内且设置有一个轴向的第一油口和多个径向的第二油口的阀体、密封连接于所述的阀体一端的螺塞、弹簧和滑动配合于所述的阀体内腔的阀芯；所述的阀芯沿轴向设有与第一油口相连通的阀芯内腔，所述的阀芯的外圆周面设有与设于阀体内腔的密封座形成线密封的锥面，所述的弹簧的一端抵至所述的螺塞，所述的弹簧的另一端抵至所述的阀芯；所述的阀芯远离第一油口的一端设有多个用于连通所述的阀芯内腔和阀体内腔的径向通孔。 
   与现有技术相比，本发明的优点在于：该插装式中位阀的阀芯上设有与设于阀体内腔的密封座形成线密封的锥面，来实现中位阀的启闭，其密封可靠，泄漏量极小，从而提高了无级变速器的容积效率。且阀芯的外圆周面与阀体内腔的滑动配合只起导向的作用，不起主要密封作用。因此，阀芯外圆周面与阀体内腔之间的间隙配合精度要求不高，制造工艺简单，加工时尺寸更容易保证。且该插装式中位阀是一个独立元件，无须用专用机床来加工，通用性好、便于集成。
作为优选，所述的阀芯的外圆周面上排列有多个环形凹槽。这样，阀芯外圆周面上的压力比较均衡，不易发生卡死。
作为优选，所述的阀体的外圆周面呈直径渐大的阶梯状，即阀体从左至右依次设有第一阶梯面、第二阶梯面和第三阶梯面，所述的第一阶梯面和第二阶梯面之间设有用于隔离低压油和高压油的径向凸环，所述径向凸环上设有用于嵌设O形密封圈的凹槽。这样，可以有效地对压力油和低压油的密封隔离，防止内泄漏。
作为优选，所述的阀体的前部设有用于与无级变速器的盖本体安装孔相配合的外螺纹。这样，阀体与无级变速器的盖本体安装孔的连接更加牢固，且装卸方便。
作为优选，所述的阀体内腔设有用于阀芯轴向限位的孔用挡圈。这样，可以简单的通过设置孔用挡圈对阀芯进行轴向限位。
作为优选，所述的阀体的前部设有外凸于所述的无级变速器盖本体安装孔的定位凸块，所述的定位凸块与所述的盖本体安装孔之间设有密封装置。这样，可以有效防止低压油外泄。
作为优选，所述的螺塞的前端设有外凸于所述的阀体前端面的六角螺栓头。这样，螺塞的拆装更加方便。
作为优选，所述的螺塞的另一端设有与所述的弹簧相配的螺塞凹槽。这样，弹簧可以更好的定位，在压缩的过程中不易发生偏移，从而更好的保证中位阀的启闭特性。
作为优选，所述的阀芯的前端设有用于套合弹簧的凸柱。这样，弹簧可以更好的定位，在压缩的过程中不易发生偏移，从而更好的保证中位阀的启闭特性。
附图说明
图1 本发明用于无级变速器的插装式中位阀的结构示意图（状态1）。
图2 本发明用于无级变速器的插装式中位阀的结构示意图（状态2）。
图3 本发明用于无级变速器的插装式中位阀插装于无级变速器的盖本体安装孔的装配结构示意图。
图4 本发明用于无级变速器的插装式中位阀的阀芯的结构示意图。
图1-4中：1阀体、1.1第一油口、1.2第二油口、1.3密封座、1.4第一阶梯面，1.5第二阶梯面、1.6第三阶梯面、1.7径向凸环、1.7.1凹槽、1.8定位凸块、2阀芯、 2.1阀芯内腔、2.2环形凹槽、2.3径向通孔、2.4锥面、2.5凸柱、3螺塞、3.1六角螺栓头、3.2螺塞凹槽、4弹簧、5孔用挡圈、6无级变速器盖本体安装孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步描述。
如图1-4所示，一种用于无级变速器的插装式中位阀，包括插装于无级变速器盖本体安装孔6内且设置有一个轴向的第一油口1.1和多个径向的第二油口1.2的阀体1、密封连接于所述的阀体1一端的螺塞3、弹簧4和滑动配合于所述的阀体1内腔的阀芯2；所述的阀芯2沿轴向设有与第一油口1.1相连通的阀芯内腔2.1，所述的阀芯2的外圆周面设有与设于阀体1内腔的密封座1.3形成线密封的锥面2.4，所述的弹簧4的一端抵至所述的螺塞3，所述的弹簧4的另一端抵至所述的阀芯2；所述的阀芯2远离第一油口1.1的一端设有多个用于连通所述的阀芯内腔2.1和阀体1内腔的径向通孔2.3。
所述的阀芯2的外圆周面上排列有多个环形凹槽2.2。这样，阀芯外圆周面上的压力比较均衡，不易发生卡死。
所述的阀体1的外圆周面呈直径渐大的阶梯状，即阀体1从左至右依次设有第一阶梯面1.4、第二阶梯面1.5和第三阶梯面1.6，所述的第一阶梯面1.4和第二阶梯面1.5之间设有用于隔离低压油和高压油的径向凸环1.7，所述径向凸环1.7上设有用于嵌设O形密封圈的凹槽1.7.1。这样，可以有效地对压力油和低压油的密封隔离，防止内泄漏。
所述的阀体1的第三阶梯面1.6上设有用于与无级变速器盖本体安装孔6相配合的外螺纹。这样，阀体与无级变速器盖本体安装孔的连接更加牢固，且装卸方便。
所述的阀体1内腔设有用于对阀芯2轴向限位的孔用挡圈5。这样，可以简单的通过设置孔用挡圈对阀芯进行轴向限位。
所述的阀体1的前部设有外凸于所述的无级变速器的盖本体安装孔6的定位凸块1.8，所述的定位凸块1.8与所述的无级变速器盖本体安装孔6之间设有密封圈。这样，可以有效防止低压油外泄。
所述的螺塞3的一端设有外凸于所述的阀体前端面的六角螺栓头3.1。这样，螺塞的拆装更加方便。
所述的螺塞3的另一端设有与所述的弹簧4相配的螺塞凹槽3.2。所述的阀芯2的前端设有用于套合弹簧4的凸柱2.5。这样，弹簧可以更好的定位，在压缩的过程中不易发生偏移，从而更好的保证中位阀的启闭特性。
参照附图，状态1：当液压油P1从中位阀左端的第一油口进入阀体1内腔，阀芯2左端受P1压力作用，当P1压力较低时，作用在阀芯2上的力不足以克服弹簧4的力和P0压力时，阀芯2不会移动，即阀芯2处于开口状态。液压油P1从阀芯内腔2.1经径向通孔2.3流到阀体1的内腔，并再经阀体1的多个径向的第二油口1.2与低压油P0接通。
状态2：当阀芯2左端压力P1升高到一定压力时（1.2-3.5MPa），作用于阀芯2上的力足以克服右端弹簧4的力和P0压力（约0.6MPa）时，阀芯2向右移动，阀芯2的锥面2.4与设于阀体1内腔的密封座1.3形成线密封，关闭锥阀口，即阀芯2处于关闭状态。
   操纵液压无级变速器手柄，当手柄处于中位时，变量柱塞泵没有流量输出，液压马达不转动，收割机处于停止状态。当手柄离开中位有一个小转角，变量柱塞泵就有流量输出，如果不考虑液压泵和液压马达泄漏，液压马达开始慢慢转动，中位停止手柄转角区间只有一点；当液压无级变速器中加装了中位阀，柱塞泵输出液压油P1经阀芯内腔2.1和径向通孔2.3，与低压油P0接通。且根据阀芯2的径向通孔2.3流量公式Q=KF                                                
Figure 283673DEST_PATH_IMAGE001
，式中K为常数，F为阀芯2的径向通孔2.3的面积。当操作手柄转角较小时，柱塞泵输出流量Q较少，在F面积一定时，P1-P0压力差较低，P1-P0压力差不足以克服弹簧力，阀芯2的锥阀口仍处于开口状态，这样变量泵输出流量，未流向液压马达，液压马达还是处于停止状态。当操作手柄转角继续加大，输出流量Q增大，P1-P0也增大，到一定值，克服弹簧力，推动阀芯2与密封座1.3形成线密封，锥阀口关闭，这样柱塞泵输出流量全部流向液压马达，压力P1再继续升高，收割机开始前进或后退，这样一直到操作手柄转角最大，液压马达的转速达到最高。
以上仅就本发明的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明保护范围内。

Claims (9)

1.一种用于无级变速器的插装式中位阀，其特征在于：包括插装于无级变速器盖本体安装孔（6）内且设置有一个轴向的第一油口（1.1）和多个径向的第二油口（1.2）的阀体（1）、密封连接于所述的阀体（1）一端的螺塞（3）、弹簧（4）和滑动配合于所述的阀体（1）内腔的阀芯（2）；所述的阀芯（2）沿轴向设有与第一油口（1.1）相连通的阀芯内腔（2.1），所述的阀芯（2）的外圆周面设有与设于阀体（1）内腔的密封座（1.3）形成线密封的锥面（2.4），所述的弹簧（4）的一端抵至所述的螺塞（3），所述的弹簧（4）的另一端抵至所述的阀芯（2）；所述的阀芯（2）远离第一油口（1.1）的一端设有多个用于连通所述的阀芯内腔（2.1）和阀体（1）内腔的径向通孔（2.3）。
2.根据权利要求1所述的用于无级变速器的插装式中位阀，其特征在于：所述的阀芯（2）的外圆周面上排列有多个环形凹槽（2.2）。
3.根据权利要求1所述的用于无级变速器的插装式中位阀，其特征在于：所述的阀体（1）的外圆周面呈直径渐大的阶梯状，即阀体（1）从左至右依次设有第一阶梯面（1.4）、第二阶梯面（1.5）和第三阶梯面（1.6），所述的第一阶梯面（1.4）和第二阶梯面（1.5）之间设有用于隔离低压油和高压油的径向凸环（1.7），所述径向凸环（1.7）上设有用于嵌设O形密封圈的凹槽（1.7.1）。
4.根据权利要求3所述的用于无级变速器的插装式中位阀，其特征在于：所述的阀体（1）的第三阶梯面（1.6）上设有用于与无级变速器盖本体安装孔（6）相配合的外螺纹。
5.根据权利要求1所述的用于无级变速器的插装式中位阀，其特征在于：所述的阀体（1）内腔设有用于阀芯（2）轴向限位的孔用挡圈（5）。
6.根据权利要求1所述的用于无级变速器的插装式中位阀，其特征在于：所述的阀体（1）的前部设有外凸于所述的无级变速器的盖本体安装孔（6）的定位凸块（1.8），所述的定位凸块（1.8）与所述的无级变速器的盖本体安装孔（6）之间设有密封圈。
7.根据权利要求1所述的用于无级变速器的插装式中位阀，其特征在于：所述的螺塞（3）的一端设有外凸于所述的阀体前端面的六角螺栓头（3.1）。
8.根据权利要求1所述的用于无级变速器的插装式中位阀，其特征在于：所述的螺塞（3）的另一端设有与所述的弹簧（4）相配的螺塞凹槽（3.2）。
9.根据权利要求1所述的用于无级变速器的插装式中位阀，其特征在于：所述的阀芯（2）的前端设有用于套合弹簧（4）的凸柱（2.5）。
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