CN102788150A - 一种新型液压换档压力调节阀 - Google Patents

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Abstract

一种新型液压换档压力调节阀，主要包括本体，压力控制阀阀芯，蓄能器柱塞，蓄能器主弹簧，蓄能器副弹簧，节流孔，压力设定阀弹簧，压力设定阀阀芯，快速充油阀芯，快速充油小孔。压力控制阀阀芯设置在液压换档压力调节阀的本体内，压力控制阀阀芯内部设置有快速充油阀芯，蓄能器副弹簧的左端与快速充油阀芯的右端相互作用，蓄能器副弹簧的右端与蓄能器柱塞相互作用，蓄能器主弹簧的左端与压力控制阀阀芯相互作用，蓄能器主弹簧的右端与蓄能器柱塞相互作用，压力控制阀阀芯的部分内表面与快速充油阀芯形成一封油容腔，该封油容腔通过压力控制阀阀芯上的快速充油小孔与压力控制阀阀芯外部的空间相通。本发明在换档离合器快速充油阶段始终保持压力控制阀阀芯可调阀口开度较大，使液压油以比传统液压换挡压力调节阀较快的速度充入换档离合器油缸，缩短换档时间。

Description

一种新型液压换档压力调节阀
技术领域
本发明涉及一种新型液压换档压力调节阀，特别是一种能够有效缩短大型工程机械及重型卡车换档时间的液压换档压力调节阀。
背景技术
随着工程机械及重型卡车在我国的不断发展和成熟，人们对于换档品质要求越来越高，动力换档变速箱在国内工程机械及重型卡车上的应用也越来越普及。动力换档变速箱的重要特性就是换档平稳性和快速性，主要靠液压换档压力调节阀控制换档离合器的结合来保证。
换档离合器的全部结合过程中需要经历离合器液压油缸的三个阶段：快速充油阶段、缓冲升压阶段和阶跃升压阶段。其中，快速充油阶段需要克服换档离合器分离弹簧的预压力，消除摩擦片的间隙，该阶段的时间长短直接影响换档时间的长短。
目前市面上的液压换档压力调节阀广泛采用图1所示结构，1-本体，2-压力控制阀可调阀口，3-进油口，4-回油小孔，5-压力控制阀阀芯，6-回油道一，7-蓄能器柱塞，8-蓄能器主弹簧，9-蓄能器副弹簧，10-蓄能器背腔C2腔，11-节流孔，12-阀盖，13-紧固螺栓，14-压力设定阀弹簧，15-回油道二，16-C3腔，17-压力设定阀阀芯，18-压力设定阀进油腔，19-回油道三，20-主压力腔，21-隔断面一，22-压力控制阀阀芯左台阶面一，23-压力控制阀阀芯左端面。采用该结构的液压换档压力调节阀，在换档初期，换档离合器油缸迅速充油，在液压油克服换档离合器分离弹簧的预压力，消除摩擦片间隙的过程中，压力控制阀阀芯出油口处的油压上升，并直接作用于压力控制阀阀芯左端，引起压力控制阀阀芯右移，从而导致在换档离合器摩擦片间隙尚未完全消除的情况下，压力控制阀阀芯可调阀口2开度减小，油液不能以最快速度充入换档离合器油缸，最终导致换档离合器充油过程延长，换档时间增加。
发明内容
为了克服上述结构液压换档压力调节阀的不足，本发明旨在提供一种能够有效缩短换档时间的新型液压换档压力调节阀。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新型液压换档压力调节阀，主要包括1-本体，2-压力控制阀可调阀口，3-进油口，4-回油小孔，5-压力控制阀阀芯，6-回油道一，7-蓄能器柱塞，8-蓄能器主弹簧，9-蓄能器副弹簧，10-蓄能器背腔C2腔，11-节流孔，12-阀盖，13-紧固螺栓，14-压力设定阀弹簧，15-回油道二，16-C3腔，17-压力设定阀阀芯，18-压力设定阀进油腔，19-回油道三，20-主压力腔，21-隔断面一，22-压力控制阀阀芯左台阶面一，23-压力控制阀阀芯左端面，24-快速充油阀芯，25-快速充油小孔。
所述压力控制阀阀芯通过蓄能器主弹簧、快速充油阀芯及蓄能器副弹簧与蓄能器柱塞相互作用，所述压力控制阀阀芯进油口经过油泵来油通道与油泵压力油口相通，压力控制阀阀芯出油口分别与压力设定阀进油腔及压力控制阀阀芯左端油腔相连通，同时，经过换档离合器油缸通道与换档离合器油缸相连，以及经过节流孔11后与蓄能器背腔相连。
初始状态下，所述压力控制阀阀芯在蓄能器主弹簧和蓄能器副弹簧的作用下处在最左端位置；所述蓄能器柱塞在蓄能器主弹簧和蓄能器副弹簧的作用下处在最右端位置；所述压力设定阀阀芯在压力设定阀芯弹簧的作用下处在最左端位置；所述快速充油阀芯在蓄能器副弹簧的作用下处在最左端。当主压力腔的油压较低时，回油小孔没有被全部闭合，蓄能器背腔与蓄能器弹簧腔通过压力控制阀阀芯上的回油小孔相连，蓄能器弹簧腔通过压力设定阀芯与回油通道（通油箱）相连，蓄能器弹簧腔内的液压油排回油箱。
所述快速充油阀芯设置于压力控制阀阀芯的内部，压力控制阀阀芯的内表面与快速充油阀芯的左端面形成一容腔（快速充油容腔），压力控制阀阀芯的内表面与快速充油阀芯的圆柱外表面之间采用间隙配合，快速充油容腔通过压力控制阀阀芯上的快速充油小孔与主压力腔相通。
换档后，随着换档离合器油缸的不断充油，液压油开始克服换档离合器分离弹簧的预压力，摩擦片的间隙不断减小，在此过程中，压力控制阀阀芯出油口处（即主压力腔）的油压上升，压力控制阀阀芯出油口处的油液通过压力控制阀阀芯上的快速充油小孔进入压力控制阀阀芯的内腔与快速充油阀芯左端面形成的空间，抵消了部分压力控制阀阀芯出口处的压力油作用在压力控制阀阀芯上左端面的使其右移的作用力，在换档离合器摩擦片间隙消除之前，压力控制阀阀芯受到较小的向右的推力，压力控制阀可调阀口保持较大开度，使液压油能以较快的速度充入换档离合器液压油缸（即换当离合器油缸）。
 
当换档离合器的摩擦片间隙消除后，压力控制阀阀芯出油口处的油压上升。主压力腔20的压力开始上升，克服蓄能器主弹簧和蓄能器副弹簧的作用力，推动压力控制阀阀芯5和快速充油阀芯21向右移动，使蓄能器背腔和蓄能器弹簧腔间的通道逐渐关小，直到关闭；开始调压，主压力腔的油液压力逐渐上升；当压力上升到压力设定阀17的开启压力时，所述压力设定阀芯克服压力设定阀芯弹簧的作用力右移而开启，同时切断蓄能器弹簧腔与回油通道（通油箱）之间的油路，主压力腔的液压油通过压力设定阀芯进入蓄能器弹簧腔，此时蓄能器弹簧腔和蓄能器背腔油压相等且都等于压力控制阀阀芯出油口处的油压，所述压力控制阀阀芯在蓄能器主弹簧和蓄能器副弹簧的作用下移至最左边，而蓄能器柱塞在蓄能器主弹簧和蓄能器副弹簧的作用下移至最右边，快速充油阀芯也在蓄能器副弹簧的作用下移至最左边，压力控制阀阀芯出油口处的油压阶跃上升至系统最大值，液压换档压力调节阀针对某一离合器液压油缸的换挡调压过程全部完成。
本发明的有益效果是，利用快速充油小孔和快速充油阀芯来减小压力控制阀阀芯在换档离合器快速充油阶段右移的位置，从而在快速充油阶段能够始终保持压力控制阀可调阀口开度较大，使液压油以较快的速度充入换档离合器液压油缸，有效缩短换档时间。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
图1是目前的液压换档压力调节阀的结构图。
图2是图1所示的目前的液压换档压力调节阀的液压原理图。
图3是本发明实施例1的结构图。
图1，图2，图3中，1-本体，2-压力控制阀可调阀口，3-进油口，4-回油小孔，5-压力控制阀阀芯，6-回油道一，7-蓄能器柱塞，8-蓄能器主弹簧，9-蓄能器副弹簧，10-蓄能器背腔C2腔，11-节流孔，12-阀盖，13-紧固螺栓，14-压力设定阀弹簧，15-回油道二，16-C3腔，17-压力设定阀阀芯，18-压力设定阀进油腔，19-回油道三，20-主压力腔，21-隔断面一，22-压力控制阀阀芯左台阶面一，23-压力控制阀阀芯左端面，24-快速充油阀芯，25-快速充油小孔。
 
具体实施方式
实施例1：
参见图3，一种新型液压换档压力调节阀，主要包括本体，压力控制阀阀芯，蓄能器柱塞，蓄能器主弹簧，蓄能器副弹簧，节流孔，压力设定阀弹簧，压力设定阀阀芯，快速充油阀芯，快速充油小孔。压力控制阀阀芯设置在液压换档压力调节阀的本体内，压力控制阀阀芯内部设置有快速充油阀芯，蓄能器副弹簧的左端与快速充油阀芯的右端相互作用，蓄能器副弹簧的右端与蓄能器柱塞相互作用，蓄能器主弹簧的左端与压力控制阀阀芯相互作用，蓄能器主弹簧的右端与蓄能器柱塞相互作用，压力控制阀阀芯的部分内表面与快速充油阀芯形成一封油容腔，该封油容腔通过压力控制阀阀芯上的快速充油小孔与压力控制阀阀芯外部的空间相通。
特别地，快速充油阀芯设置在压力控制阀阀芯的内部。
快速充油阀芯的部分圆柱外表面与压力控制阀阀芯的部分圆柱内表面采用间隙配合进行封油，最小配合间隙小于0.1mm，具备间隙配合的快速充油阀芯的圆柱外表面长度不小于2mm。
优选地，快速充油阀芯左端面处的直径小于快速充油阀芯的部分圆柱外表面与压力控制阀阀芯的部分圆柱内表面采用间隙配合处的直径。
优选地，快速充油阀芯的右端面以小于快速充油阀芯的部分圆柱外表面与压力控制阀阀芯的部分圆柱内表面采用间隙配合处的直径的突出圆柱的形式与蓄能器副弹簧相作用。
替代地或附加地，快速充油阀芯右端面以凹槽的形式与所述蓄能器副弹簧相作用。
快速充油小孔设置在压力控制阀阀芯上，连通压力控制阀阀芯内部的空间与压力控制阀阀芯外部的空间。
快速充油小孔设置在压力控制阀阀芯的与液压换档压力调节阀的主体采用小于0.1mm间隙配合并能够封油的圆周侧壁上。
替代地或附加地，快速充油小孔设置在压力控制阀阀芯的与液压换档压力调节阀的主体采用小于0.1mmd间隙配合并能够封油的圆周侧壁左边的具有较小直径的圆周侧壁上或压力控制阀阀芯的左部端面上。
压力控制阀阀芯向右移动大于1-5mm之间的某一值时，快速充油小孔被液压换档压力调节阀的本体封闭，隔断了连通压力控制阀阀芯内部与快速充油阀芯形成的封油容腔内的油液进出所述封闭容腔的通道。
 
  压力控制阀阀芯5上有回油小孔4，在充油阶段，回油小孔4与回油道6之间连通。
  蓄能器柱塞7设置在本体1内，蓄能器柱塞7内部设置有蓄能器主弹簧8，蓄能器主弹簧8左端靠在压力控制阀阀芯5上而右端则靠在蓄能器柱塞7的端面上。
 压力设定阀阀芯17设置在本体1内，其右端设置有压力设定阀弹簧14。
  阀盖12通过紧固螺栓13连接在本体1上，将压力设定阀阀芯17、压力设定阀弹簧14、蓄能器柱塞7、蓄能器主弹簧8、压力控制阀阀芯5、快速充油阀芯24和蓄能器副弹簧9封装在本体1内。
  节流孔11设置在本体上，节流孔11一端连接主压力腔20，另一端连接蓄能器背腔C2腔10。
  本发明的工作原理: 工作时，进油口3接油泵来油，主压力腔20通过油路接离合器油缸。当换挡开始时，压力控制阀阀芯5和快速充油阀芯24处于最左端，蓄能器柱塞7处于最右端，压力设定阀阀芯17处于关闭位置。液压油从进油口3通过压力控制阀可调阀口2进入主压力腔20，一路通过主压力腔20到达离合器油缸，另一路通过节流孔11进入蓄能器背腔C2腔10，再通过回油道一6、回油小孔4、回油道三19和回油道二15流回油箱；由于离合器油缸弹簧的背压及从主压力腔20到离合器油缸的流道流阻损失，使得主压力腔20的压力不为0，主压力腔20的油液作用在压力控制阀阀芯的左端使其右移，减小了压力控制阀可调阀口2的开度，延长了快速充油阶段的时间；当离合器油缸充满液压油后，主压力腔20的压力开始上升，达到一定值时，进一步推动压力控制阀阀芯5和快速充油阀芯21向右移动，压力逐步升高，压力控制阀可调阀口2和回油小孔4逐渐关闭；开始调压，压力逐渐上升；当压力上升到压力设定阀17打开压力时，压力设定阀阀芯17打开，蓄能器弹簧腔与回油通道的连接被切断，主压力腔20与C3腔16连通，压力油进入蓄能器弹簧腔，压力控制阀阀芯5、蓄能器柱塞7和快速充油阀芯21回到初始位置，压力控制阀可调阀口2的开度最大，主压力腔20的压力阶跃上升，完成整个调压过程。
 本发明在工作时，在快速充油阶段，由于主压力腔20的压力油同时作用于压力控制阀阀芯5的左端面和压力控制阀阀芯5的内腔以及快速充油阀芯24的左端，故可以在快速充油阶段减小主压力腔的压力油液作用在压力控制阀阀芯5上使其右移的力的大小，使得压力控制阀阀芯5的压力控制阀可调阀口2在快速充油阶段保持较大开度，从而缩短离合器油缸的充油时间，达到缩短换挡时间的目的。

Claims (10)

1.一种新型液压换档压力调节阀，主要包括本体，压力控制阀阀芯，蓄能器柱塞，蓄能器主弹簧，蓄能器副弹簧，节流孔，压力设定阀弹簧，压力设定阀阀芯，快速充油阀芯，快速充油小孔，其特征在于：所述压力控制阀阀芯设置在所述的液压换档压力调节阀的所述本体内，所述压力控制阀阀芯内部设置有所述快速充油阀芯，所述蓄能器副弹簧的左端与所述快速充油阀芯的右端相互作用，所述蓄能器副弹簧的右端与所述蓄能器柱塞相互作用，所述蓄能器主弹簧的左端与所述压力控制阀阀芯相互作用，所述蓄能器主弹簧的右端与所述蓄能器柱塞相互作用，所述压力控制阀阀芯的部分内表面与所述快速充油阀芯形成一封油容腔，所述封油容腔通过所述压力控制阀阀芯上的所述快速充油小孔与所述压力控制阀阀芯外部的空间相通。
2.根据权利要求1所述的液压换档压力调节阀，其特征在于：所述的快速充油阀芯设置在所述的压力控制阀阀芯的内部。
3.根据权利要求1所述的液压换档压力调节阀，其特征在于：所述的快速充油阀芯的部分圆柱外表面与所述压力控制阀阀芯的部分圆柱内表面采用间隙配合进行封油，最小配合间隙小于0.1mm，具备间隙配合的快速充油阀芯的圆柱外表面长度不小于2mm。
4.根据权利要求3所述的液压换档压力调节阀，其特征在于：所述快速充油阀芯左端面处的直径小于所述快速充油阀芯的所述部分圆柱外表面与所述压力控制阀阀芯的所述部分圆柱内表面采用间隙配合处的直径。
5.根据权利要求1所述的液压换档压力调节阀，其特征在于：所述快速充油阀芯的右端面以小于所述快速充油阀芯的所述部分圆柱外表面与所述压力控制阀阀芯的所述部分圆柱内表面采用间隙配合处的直径的突出圆柱的形式与所述蓄能器副弹簧相作用。
6.根据权利要求1所述的液压换档压力调节阀，其特征在于：所述快速充油阀芯右端面以凹槽的形式与所述蓄能器副弹簧相作用。
7.根据权利要求1所述的液压换档压力调节阀，其特征在于：所述快速充油小孔设置在所述压力控制阀阀芯上，连通所述压力控制阀阀芯内部的空间与所述压力控制阀阀芯外部的空间。
8.根据权利要求7所述的液压换档压力调节阀，其特征在于：所述快速充油小孔设置在所述压力控制阀阀芯的与所述液压换档压力调节阀的所述主体采用小于0.1mm间隙配合并能够封油的圆周侧壁上。
9.根据权利要求7所述的液压换档压力调节阀，其特征在于：所述快速充油小孔设置在所述压力控制阀阀芯的与所述液压换档压力调节阀的所述主体采用小于0.1mmd间隙配合并能够封油的圆周侧壁左边的具有较小直径的圆周侧壁上或所述压力控制阀阀芯的左部端面上。
10.根据权利要求1所述的液压换档压力调节阀，其特征在于：所述压力控制阀阀芯向右移动大于1-5mm之间的某一值时，所述快速充油小孔被所述液压换档压力调节阀的所述本体封闭，隔断了连通所述压力控制阀阀芯内部与所述快速充油阀芯形成的封油容腔内的油液进出所述封闭容腔的通道。
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