CN102852876A - 一种工程机械、其液压升降系统及换向阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换向阀，该换向阀包括开设有气口的慢降气缸，慢降气缸内设置有靠近或者远离所述阀芯滑动的第二活塞，阀芯的第二端在预定位置与慢降气缸的第二活塞相抵靠，且第二活塞推动阀芯向靠近下降油缸的方向运动，两者的行程小于阀芯的回油端面与回油口远离第二活塞的端面的距离，大于回油端面与回油口靠近第二活塞的端面的距离。这样，通过慢降气缸降低其下落速度，使得车厢在下降过程中先快后慢，既保证了液压升降系统较高的下降效率，又避免了车厢下降时与底盘的撞击，提高了工作安全性。本发明还公开了一种包括上述换向阀的液压升降系统，以及包括该液压升降系统的工程机械。

Description

一种工程机械、其液压升降系统及换向阀

技术领域

本发明涉及工程设备技术领域，特别是涉及一种用于液压升降系统的换向阀。本发明还涉及一种包括上述换向阀的液压升降系统，及包括上述液压升降系统的工程机械。

背景技术

随着我国经济建设的发展，各种工程机械尤其是自卸式专用汽车越来越广泛地应用于各种施工场合，市场对于这些专用汽车的性能要求也日益提高。

为了实现自卸式专用汽车的自卸功能，需要在底盘与车厢之间设置液压升降系统，通过该液压升降系统实现车厢相对于底盘的升高和下落。

传统的液压升降系统包括油泵、单向阀、换向阀和液压缸等，其中换向阀多为二位三通换向阀，在车厢上升的过程中，液压油经油泵、单向阀、换向阀（此时换向阀处于进口与出口常开的状态）进入液压缸，液压缸的缸杆伸出并驱动车厢向上抬起，当达到预定高度后，油泵停止工作，单向阀截止，液压缸保持在停止状态并使得车厢停在高位；完成卸货后，由操纵阀控制换向阀打开，即令换向阀的进口、出口及回油口连通，液压缸内的液压油直接经换向阀回到油箱，液压缸的缸杆缩回并带动车厢下降至完全落在底盘上为止。

但是，上述液压升降系统在驱动车厢下降过程中，车厢下降的速度由换向阀的回油口最小截面积的大小决定，当回油口打开后，该最小截面积为定值，则车厢在整个下落过程中的下降速度是一致的；而对于自卸式专用车来讲，车厢回落的最佳状态是，下降时刚开始为提高工作效率速度能够快点，而即将下降到位时为了防止其与底盘发生冲击速度要慢一点；因此，在上述液压升降系统中，如果按照下降初始时的速度要求设置较大的换向阀出油口截面，则在下降的行程后段速度过快，车厢会对大梁和底盘造成的较大的撞击力，很容易造成车辆的损害；如果按照下降即将结束时的速度要求设置较小的换向阀出口截面，则车厢的下降速度过慢，降低工作效率。

因此，如何使得液压升降系统能够在车厢下降的初始位置保持较快的下降速度，有能够在靠近底盘时降低速度，避免对底盘造成冲击，兼顾工作效率和工作安全性，就成为本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于液压升降系统的换向阀，该换向阀的出油口截面大小能够调整，从而使得车厢在下降过程中先快后慢，既保证了液压升降系统较高的下降效率，又避免了车厢下降时与底盘的撞击，提高了工作安全性。本发明的另一目的是提供一种包括上述换向阀的液压升降系统和包括该液压升降系统的工程机械。

本发明所提供的一种用于液压升降系统的换向阀，包括内设有阀芯的阀体，所述阀芯沿轴向相对于所述阀体往复运动，所述阀体开设有与油源连通第一油口、与液压缸连通的第二油口和与油箱连通的回油口，所述阀芯的第一端设置于下降气缸内，且与所述下降气缸的第一活塞固定连接；还包括开设有气口的慢降气缸，所述慢降气缸内设置有靠近或者远离所述阀芯滑动的第二活塞，所述阀芯的第二端在预定位置与所述慢降气缸的第二活塞相抵靠，且所述第二活塞推动所述阀芯向靠近所述下降油缸的方向运动，两者的行程小于所述阀芯的回油端面与所述回油口远离所述第二活塞一端的距离，大于所述回油端面与所述回油口靠近所述第二活塞一端的距离。

优选地，所述慢降气缸还包括用于调节所述第二活塞与所述阀芯距离的活塞调节机构，所述活塞调节机构的一端与所述第二活塞固定连接，其另一端位于所述慢降气缸的外侧。

优选地，所述活塞调节机构沿所述阀芯的轴向穿过所述慢降气缸的远离所述阀芯一端的端盖。

优选地，所述活塞调节机构包括穿过所述端盖的螺杆，所述螺杆的外端选有螺母。

优选地，所述预定位置为所述回油口全开时，所述阀芯的第二端所处的位置。

优选地，所述慢降气缸的气口开设于远离所述阀芯的一端。

本发明还提供一种液压升降系统，包括油泵、单向阀、换向阀和液压缸，，所述换向阀为如上所述的换向阀。

本发明还提供一种工程机械，包括底盘、车厢和驱动所述车厢升降的液压升降系统，所述液压控制系统为如上所述的液压控制系统。

本发明所提供的换向阀用于液压升降系统，该换向阀包括内设有阀芯的阀体，阀芯沿轴向相对于阀体往复运动，阀体开设有与油源连通第一油口、与液压缸连通的第二油口和与油箱连通的回油口，阀芯的第一端设置于下降气缸内，且与下降气缸的第一活塞固定连接；该换向阀还包括开设有气口的慢降气缸，所述慢降气缸内设置有靠近或者远离所述阀芯滑动的第二活塞，阀芯的第二端在预定位置与慢降气缸的第二活塞相抵靠，且第二活塞推动阀芯向靠近下降油缸的方向运动，两者的行程小于阀芯的回油端面与回油口远离第二活塞一端的距离，大于回油端面与所述回油口靠近所述第二活塞一端的距离，以便保证回油口打开，且打开幅度小于其全开时的开度。

在液压升降系统驱动车厢上升时，换向阀处于贯通状态，即第一油口与第二油口相连通，油源中的液压油从油泵的出口经单向阀进入换向阀的第一油口，而后通过第二油口进入液压缸，液压缸的缸杆伸出，实现车厢的上升，当车厢上升至指定位置时，油泵停止泵送，没有液压油进入液压缸，液压缸保持当前位置，以实现车厢保证当前位置不动；卸货完成后，在车厢下降的初始位置，下降气缸进气，下降气缸的第一活塞推动阀芯及复位弹簧向远离下降气缸的方向运动，令第二油口与回油口逐渐贯通至回油口全开，油缸液压油经回油口回到油箱，实现下降动作；当车厢下降至靠近底盘的指定位置时，慢降气缸进气，慢降气缸的第二活塞推动阀芯向下降气缸的方向反推阀芯，此时下降气缸继续保进气状态，当慢降气缸的推力加上复位弹簧力的作用大于进气气缸活塞的推力时，阀芯与阀体之间的回油通道截面积变小，回油流量下降，油缸活塞下降速度放慢，以便控制车厢的回落速度。

这样，通过上述慢降气缸的设置，使得换向阀在车厢下落的初始位置回油口实现全开，以便保证下落初始位置较快的下落速度，保证了较高的工作效率；同时，当车厢下降至靠近底盘的位置时，通过慢降气缸降低其下落速度，从而使得车厢在下降过程中先快后慢，既保证了液压升降系统较高的下降效率，又避免了车厢下降时与底盘的撞击，提高了工作安全性。

在一种具体实施方式中，本发明所提供的换向阀，其慢降气缸还包括活塞调节机构，该活塞调节机构用于调节第二活塞与阀芯的距离，活塞调节机构的一端与第二活塞固定连接，其另一端位于慢降气缸的外侧；通过调节第二活塞与阀芯的距离能够根据需要调整回油阀的开度，从而根据不同的使用需求调整车厢下降的速度，提高了液压升降系统的适用性。

在另一种具体实施方式中，本发明所提供的活塞调节机构包括穿过端盖的螺杆，螺杆的外端选有螺母；通过慢降气缸活塞上的调节螺母调节活塞的行程，控制气缸回推阀芯行程，从而改变回流截面积，该种结构较为简单，且能够实现较为精确的调整。

附图说明

图1为本发明所提供的换向阀处于上升、中停位置时的结构示意图；

图2为图1所示换向阀处于下降初始位置时的结构示意图；

图3为图1所示换向阀处于慢降位置时的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种用于液压升降系统的换向阀，该换向阀的出油口截面大小能够调整，从而使得车厢在下降过程中先快后慢，既保证了液压升降系统较高的下降效率，又避免了车厢下降时与底盘的撞击，提高了工作安全性。本发明的另一核心是提供一种包括上述换向阀的液压升降系统和包括该液压升降系统的工程机械。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1、图2和图3，图1为本发明所提供的换向阀处于上升、中停位置时的结构示意图；图2为图1所示换向阀处于下降初始位置时的结构示意图；图3为图1所示换向阀处于慢降位置时的结构示意图。

本发明所提供的换向阀用于液压升降系统，该换向阀包括内设有阀芯1的阀体2，阀芯1沿轴向相对于阀体2往复运动，阀体2开设有与油源连通第一油口21、与液压缸连通的第二油口22和与油箱连通的回油口23，阀芯1的第一端11设置于下降气缸3内，且与下降气缸3的第一活塞31固定连接；该换向阀还包括开设有气口41的慢降气缸4，所述慢降气缸4内设置有靠近或者远离所述阀芯1滑动的第二活塞42，阀芯1的第二端12在预定位置与慢降气缸4的第二活塞42相抵靠，且第二活塞42推动阀芯1向靠近下降油缸的方向运动，两者的行程小于阀芯1的回油端面13与回油口23远离第二活塞42一端的距离，大于回油端面13与所述回油口23靠近所述第二活塞42一端的距离，以便保证回油口23打开，且打开幅度小于其全开时的开度。

在液压升降系统驱动车厢上升时，换向阀处于贯通状态，即第一油口21与第二油口22相连通，油源中的液压油从油泵的出口经单向阀进入换向阀的第一油口21，而后通过第二油口22进入液压缸，液压缸的缸杆伸出，实现车厢的上升，当车厢上升至指定位置时，油泵停止泵送，没有液压油进入液压缸，液压缸保持当前位置，以实现车厢保证当前位置不动；卸货完成后，在车厢下降的初始位置，下降气缸3进气，下降气缸3的第一活塞31推动阀芯1及复位弹簧向远离下降气缸3的方向运动，令第二油口22与回油口23逐渐贯通至回油口23全开，油缸液压油经回油口23回到油箱，实现下降动作；当车厢下降至靠近底盘的指定位置时，慢降气缸4进气，慢降气缸4的第二活塞42推动阀芯1向下降气缸3的方向反推阀芯1，此时下降气缸3继续保进气状态，当慢降气缸4的推力加上复位弹簧力的作用大于进气气缸活塞的推力时，阀芯1与阀体2之间的回油通道截面积变小，回油流量下降，油缸活塞下降速度放慢，以便控制车厢的回落速度。

这样，通过上述慢降气缸4的设置，使得换向阀在车厢下落的初始位置回油口23实现全开，以便保证下落初始位置较快的下落速度，保证了较高的工作效率；同时，当车厢下降至靠近底盘的位置时，通过慢降气缸4降低其下落速度，从而使得车厢在下降过程中先快后慢，既保证了液压升降系统较高的下降效率，又避免了车厢下降时与底盘的撞击，提高了工作安全性。

为了保证基本功能的实现，本发明所提供的液压升降系统还包括油泵、单向阀和液压缸等零部件，油源中的液压油通过油泵泵出后首先进入单向阀，通过单向阀进入换向阀的第一油口21。

上述预定位置可以为回油口23全开时，阀芯1的第二端12所处的位置，这样，即能够实现使用目的，又能够缩短阀芯1的运动行程。显然地，预定位置也不局限于上述位置，也可以相对于上述位置，阀芯1更靠近慢降气缸4的位置。

慢降气缸4的气口41可以开设于远离阀芯1的一端，当第二活塞42推动阀芯1向下降气缸3方向运动时，气源中的压力气体通过气口41进入慢降气缸4，为第二活塞42的运动提供动力。

在上述具体实施方式的基础上，还可以对本发明所提供的换向阀进行进一步改进。

请继续参考图1至图3，在另一种具体实施方式中，本发明所提供的换向阀，其慢降气缸4还包括活塞调节机构5，该活塞调节机构5用于调节第二活塞42与阀芯1的距离，活塞调节机构5的一端与第二活塞42固定连接，其另一端位于慢降气缸4的外侧；通过调节第二活塞42与阀芯1的距离能够根据需要调整回油阀的开度，从而根据不同的使用需求调整车厢下降的速度，提高了液压升降系统的适用性。

上述活塞调节机构5沿阀芯1的轴向穿过慢降气缸4的远离阀芯1一端的端盖43，由于活塞调节机构5调节的方向为慢降气缸4的轴向，因此，活塞调节结构的该种设置方式结构较为简单，且能够实现直接调节；显然地，从理论上来讲，也不局限于上述安装形式，只要能够实现第二活塞42与阀芯1相对位置的调整即可，例如，活塞调节机构5也可以设置在第二活塞42的径向，此时需要通过齿轮机构等改变传力方向，在实际应用中存在难度。

本发明所提供的活塞调节机构5包括穿过端盖43的螺杆，螺杆的外端选有螺母；通过慢降气缸4活塞上的调节螺母调节活塞的行程，控制气缸回推阀芯1行程，从而改变回流截面积，该种结构较为简单，且能够实现较为精确的调整。

除了上述换向阀，本发明还提供一种包括上述换向阀的液压升降系统，该液压升降系统的其他各部分结构请参考现有技术，在此不再赘述。

本发明还提供一种包括上述液压升降系统的工程机械，该工程机械的其他各部分结构请参考现有技术，在此不再赘述。

具体地，该工程机械可以为自卸式专用汽车。

以上对本发明所提供的一种工程机械、其液压升降系统及换向阀进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于液压升降系统的换向阀，包括内设有阀芯（1）的阀体（2），所述阀芯（1）沿轴向相对于所述阀体（2）往复运动，所述阀体（2）开设有与油源连通第一油口（21）、与液压缸连通的第二油口（22）和与油箱连通的回油口（23），所述阀芯（1）的第一端（11）设置于下降气缸（3）内，且与所述下降气缸（3）的第一活塞（31）固定连接；其特征在于，还包括开设有气口（41）的慢降气缸（4），所述慢降气缸（4）内设置有靠近或者远离所述阀芯（1）滑动的第二活塞（42），所述阀芯（1）的第二端（12）在预定位置与所述慢降气缸（4）的第二活塞（42）相抵靠，且所述第二活塞（42）推动所述阀芯（1）向靠近所述下降油缸的方向运动，两者的行程小于所述阀芯（1）的回油端面（13）与所述回油口（23）远离所述第二活塞（42）的端面的距离，大于所述回油端面（13）与所述回油口（23）靠近所述第二活塞（42）的端面的距离。

2.根据权利要求1所述的用于液压升降系统的换向阀，其特征在于，所述慢降气缸（4）还包括用于调节所述第二活塞（42）与所述阀芯（1）距离的活塞调节机构（5），所述活塞调节机构（5）的一端与所述第二活塞（42）固定连接，其另一端位于所述慢降气缸（4）的外侧。

3.根据权利要求2所述的用于液压升降系统的换向阀，其特征在于，所述活塞调节机构（5）沿所述阀芯（1）的轴向穿过所述慢降气缸（4）的远离所述阀芯（1）一端的端盖（43）。

4.根据权利要求3所述的用于液压升降系统的换向阀，其特征在于，所述活塞调节机构（5）包括穿过所述端盖（43）的螺杆，所述螺杆的外端选有螺母。

5.根据权利要求1-4任一项所述的用于液压升降系统的换向阀，其特征在于，所述预定位置为所述回油口（23）全开时，所述阀芯（1）的第二端（12）所处的位置。

6.根据权利要求1-4任一项所述的用于液压升降系统的换向阀，其特征在于，所述慢降气缸（4）的气口（41）开设于远离所述阀芯（1）的一端。

7.一种液压升降系统，包括油泵、单向阀、换向阀和液压缸，其特征在于，所述换向阀为如权利要求1-6任一项所述的换向阀。

8.一种工程机械，包括底盘、车厢和驱动所述车厢升降的液压升降系统，其特征在于，所述液压控制系统为如权利要求7所述的液压控制系统。

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