CN103075509A - 档位独立缓冲的动力换档变速操纵阀 - Google Patents

Abstract

一种档位独立缓冲的动力换档变速操纵阀，包括阀体、液压开关阀和离合器，所述液压开关阀包括方向换档液压开关阀和速度换档液压开关阀，所述离合器包括方向换档离合器和速度换档离合器，所述方向换档液压开关阀与方向换档离合器连接，所述速度换档液压开关阀与速度换档离合器连接，所述速度换档液压开关阀与速度换档离合器之间设有缓冲装置。适应各速度档位换档所需时间分别设置缓冲装置，有效地缓解了换档过程中的冲击。有益效果：本发明根据各离合器的建立压力特性要求决定是否进行缓冲，能针对各速度档位及不同机型的不同要求获取不同的压力建立特性，从而实现各档位压力控制系统互不影响。

Description

档位独立缓冲的动力换档变速操纵阀

技术领域

本发明涉及一种行走机械动力换档的变速操纵阀，特别是一种各档位独立缓冲的动力换档变速操纵阀。  

背景技术

目前动力换档在工程机械传动系统中应用较为广泛，基本上都采用的是液压滑阀控制变速箱离合器油路通断实现换档，这种对油路的开关式控制会带来较大的换档冲击，冲击过大会影响换档的操作舒适性和零部件的寿命。为了解决换档过程中的冲击现象，主要是在主油路设置缓冲装置，液压油进入各档位离合器之前对油压进行缓冲，延缓其压力建立时间，这种方案在一定程度上虽然起到了缓冲的作用，但由于是在主油路上进行缓冲，因此只有一个缓冲时间，但实际换档过程中，低速档由于传递扭矩比较大，所需的档时间长，高速档位传递扭矩小，所需的换档时间短，在主油路上设置缓冲阀如果满足低速档的较长缓冲时间的要求，则在高速档换档是出现结合时间慢的“等档”现象，如果满足优先满足了高速档的要求势必又会带来低速档换档过程中冲击较为剧烈，一般会兼顾低速档位和高速档的换档时间，这样会使低速档的换档时间比实际需求短，导致换档过程中有较明显的冲击感；高速档的换档时间比实际需求长，导致换档已经切换，但离合器结合滞后的现象，这种方案使得传动系统的操纵性变差、效率变低、性能变差。

发明内容

发明目的：本发明目的是提供一种减缓工程机械动力换档过程中冲击，同时针对高低速档不同的换档特征通过设定不同的参数既能保证低速档换档基本无冲击，高速档换档高效平稳的档位独立缓冲的动力换档变速操纵阀。

技术方案：一种档位独立缓冲的动力换档变速操纵阀，包括阀体、液压开关阀和离合器，所述液压开关阀包括方向换档液压开关阀和速度换档液压开关阀，所述离合器包括方向换档离合器和速度换档离合器，所述方向换档液压开关阀与方向换档离合器连接，所述速度换档液压开关阀与速度换档离合器连接，所述速度换档液压开关阀与速度换档离合器之间设有缓冲装置。适应各速度档位换档所需时间分别设置缓冲装置，有效地缓解了换档过程中的冲击。

优选项，所述缓冲装置包括动态减压阀、单向节流阀和蓄能器总成，所述动态减压阀的出油口分别连接相互并联的速度换档离合器和蓄能器总成，所述动态减压阀与蓄能器总成之间设有单向节流阀，单向节流阀向动态减压阀一侧导通；所述动态减压阀的出油口设有压力反馈油路连接动态减压阀的前腔，所述单向节流阀与蓄能器总成之间设有反馈油路连接动态减压阀的后腔。

优选项，所述动态减压阀包括动态减压阀腔体、动态减压阀阀芯、带通孔的丝堵和调压弹簧，所述阀芯外圆周上设有环形槽，所述动态减压阀阀芯与阀体之间通过调压弹簧连接，动态减压阀阀芯在动态减压阀腔体内滑动，主油路通过油道A1与环形槽连通，环形槽通过油道B1与动态减压阀的前腔连通，同时环形槽与离合器连通，动态减压阀阀芯的滑动可以调节各油道的开度；所述单向节流阀包括预紧弹簧和单向节流阀阀芯，所述单向节流阀阀芯上设有节流孔；通过丝堵将单向节流阀固定在动态减压阀阀芯内部，所述预紧弹簧两端分别连接丝堵和单向节流阀阀芯；所述动态减压阀的前腔依次通过带通孔的丝堵和带节流孔的单向节流阀阀芯与动态减压阀的后腔连通；动态减压阀的后腔通过油道C1连接蓄能器总成。

优选项，所述蓄能器总成包括蓄能腔、蓄能活塞和蓄能弹簧，所述蓄能活塞和蓄能弹簧安装于蓄能腔内部，所述蓄能活塞在蓄能弹簧和油压作用下在蓄能腔内滑动。

优选项，所述蓄能活塞的尾位设有安装蓄能弹簧的导向套。保证了蓄能弹簧的运动不会偏离中心，方便精确调节弹簧预紧力。

优选项，所述方向换档液压开关阀与方向换档离合器之间设有缓冲装置。

工作原理：各液压开关阀输出压力后根据各离合器的建立压力特性要求决定是否进行缓冲，如果不进行缓冲则液压开关阀直接输入至离合器，如果需要缓冲则压力先输出至缓冲装置，经缓冲后输入指定离合器。压力油进入缓冲装置后，通过动态减压阀，出动态减压阀后压力油分3条油路，第1条油路直接与离合器相连通，第2条反馈到动态减压阀前腔，第3条油路进入单向节流阀后反馈到动态减压阀后腔。作用过程为：随着离合器压力升高，通过第2条油路反馈至动态减压阀前腔，同时通过第3条油路压力油经过单向节流阀后反馈至动态减压阀后腔，由于流动压力减小，动态减压阀前腔的压力克服调压弹簧作用力及后腔的压力之和关小进入离合器油路开口，但随着离合器压力的升高，开口关小，通过动态减压阀流量越来越小，导致单向节流阀节流孔前后压差减小，直到减小到动态减压阀前后腔的压力差不足以克服弹簧力时，动态减压阀开口在弹簧力的作用下重新打开，继续向离合器充入压力油，使压力进一步升高，升高同时动力减压阀重新开始作用，如此循环使得离合器压力缓慢升高，达到缓冲压力特性的目的。

本发明中所述的缓冲装置通过设置在阀体上的进油腔为缓冲装置提供压力源，由液压开关阀控制压力油的通断，进油腔通过油道A1连通动态减压阀芯上的环形槽，所述环形槽的压力连通至离合器压力作用腔，同时通过油道B1连通至动态减压阀前腔，动态减压阀前腔设有单向节流阀和预紧弹簧，动态减压阀芯后腔设定有调压弹簧，前腔压力油可经过单向节流阀进入后腔，动态减压阀阀芯后腔通过油道C1连接至蓄能活塞的前腔，蓄能活塞后腔有蓄能弹簧。液压开关阀开启后高压油进入动态减压阀的环形槽，同时进入动态减压阀的前腔并且通过单向节流阀进入后腔，由于动态减压阀的前腔与动态减压阀的后腔压力油经过节流孔形成压力差推动动态减压阀阀芯关小动态减压阀进入离合器的压力油口，使得离合器压力不能迅速建立，随着蓄能活塞前腔压力油的逐渐增加压缩蓄能弹簧，蓄能活塞前腔压力逐渐升高，推动动态减压阀阀芯往前腔方向移动，增大了动态减压阀环形槽与阀体的开口，环形槽内的压力又开始继续增加，环形槽内的压力增加的同时又推动动态减压阀阀芯移动关小环形槽与阀体油口的开口，这样通过反复动态运动，从而使得离合器压力缓慢的建立起来。由于单向节流阀的作用，在脱档过程中离合器及蓄能腔的油液经过单向阀快速卸压的过程，避免对下一动作档位起干扰作用。

本发明中缓冲装置可以通过调节单向节流阀的阻尼孔大小、调压弹簧、蓄能活塞行程及蓄能弹簧等参数对缓冲时间能起到有效控制，能针对各速度档位及不同机型的不同要求获取不同的压力建立特性，从而实现各档位压力控制系统互不影响。

本发明针对不同的变速箱输入压力油口位置及数量可以通过设计不同的过渡阀块进行转换，从而实现本发明的通用性。

有益效果：本发明根据各离合器的建立压力特性要求决定是否进行缓冲，能针对各速度档位及不同机型的不同要求获取不同的压力建立特性，从而实现各档位压力控制系统互不影响。

附图说明

图1为本发明的液压原理图；

图2为本发明的内部结构示意图；

图3为本发明阀体的表面油道示意图；

图4为本发明缓冲装置的局面结构示意图；

图5为本发明过渡阀块正面油道示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种档位独立缓冲的动力换档变速操纵阀，包括阀体1、液压开关阀2和离合器3，所述液压开关阀2包括方向换档液压开关阀21和速度换档液压开关阀22，所述离合器3包括方向换档离合器31和速度换档离合器32，所述方向换档液压开关阀21与方向换档离合器31连接，所述速度换档液压开关阀22与速度换档离合器32连接，所述速度换档液压开关阀22与速度换档离合器32之间设有缓冲装置4。 

所述缓冲装置4包括动态减压阀41、单向节流阀42和蓄能器总成43，所述动态减压阀41的出油口分别连接相互并联的速度换档离合器32和蓄能器总成43，所述动态减压阀41与蓄能器总成43之间设有单向节流阀42，单向节流阀向动态减压阀41一侧导通；所述动态减压阀41的出油口设有压力反馈油路连接动态减压阀41的前腔，所述单向节流阀42与蓄能器总成43之间设有反馈油路连接动态减压阀41的后腔。

如图2和3所示，所述动态减压阀41包括动态减压阀腔体411、动态减压阀阀芯412、带通孔的丝堵413和调压弹簧414，所述阀芯412外圆周上设有环形槽415，所述动态减压阀阀芯412与阀体1之间通过调压弹簧414连接，动态减压阀阀芯412在动态减压阀腔体411内滑动，主油路通过油道A1与环形槽415连通，环形槽415通过油道B1与动态减压阀41的前腔连通，同时环形槽415与离合器3连通，动态减压阀阀芯412的滑动可以调节各油道的开度；所述单向节流阀42包括预紧弹簧421和单向节流阀阀芯422，所述单向节流阀阀芯422上设有节流孔423；通过丝堵413将单向节流阀42固定在动态减压阀阀芯412内部，所述预紧弹簧421两端分别连接丝堵413和单向节流阀阀芯422；所述动态减压阀41的前腔依次通过带通孔的丝堵413和带节流孔423的单向节流阀阀芯422与动态减压阀41的后腔连通；动态减压阀41的后腔通过油道C1连接蓄能器总成43。

如图4所示，所述蓄能器总成43包括蓄能腔431、蓄能活塞432和蓄能弹簧433，所述蓄能活塞432和蓄能弹簧433安装于蓄能腔431内部，所述蓄能活塞432在蓄能弹簧433和油压作用下在蓄能腔431内滑动。所述蓄能活塞432的尾位设有安装蓄能弹簧433的导向套434。

所述方向换档液压开关阀21与方向换档离合器31之间设有缓冲装置4。

工作原理：各液压开关阀2输出压力后根据各离合器3的建立压力特性要求决定是否进行缓冲，如果不进行缓冲则液压开关阀2直接输入至离合器3，如果需要缓冲则压力先输出至缓冲装置4，经缓冲后输入指定离合器3。压力油进入缓冲装置4后，通过动态减压阀41，出动态减压阀41后压力油分三条油路，第一条油路直接与离合器3相连通，第二条反馈到动态减压阀41前腔，第三条油路进入单向节流阀42后反馈到动态减压阀41后腔。作用过程为：随着离合器3压力升高，通过第二条油路反馈至动态减压阀41前腔，同时通过第三条油路压力油经过单向节流阀42后反馈至动态减压阀41后腔，由于流动压力减小，动态减压阀41前腔的压力克服调压弹簧414作用力及后腔的压力之和关小进入离合器3油路开口，但随着离合器3压力的升高，开口关小，通过动态减压阀41流量越来越小，导致单向节流阀42节流孔423前后压差减小，直到减小到动态减压阀41前后腔的压力差不足以克服弹簧力时，动态减压阀41开口在弹簧力的作用下重新打开，继续向离合器3充入压力油，使压力进一步升高，升高同时动力减压阀41重新开始作用，如此循环使得离合器3压力缓慢升高，达到缓冲压力特性的目的。

本发明中所述的缓冲装置4通过设置在阀体1上的进油腔为缓冲装置4提供压力源，由液压开关阀2控制压力油的通断，进油腔通过油道A1连通动态减压阀芯412上的环形槽415，所述环形槽415的压力连通至离合器3压力作用腔，同时通过油道B1连通至动态减压阀41前腔，动态减压阀41前腔设有单向节流阀42和预紧弹簧421，动态减压阀芯412后腔设定有调压弹簧414，前腔压力油可经过单向节流阀42进入后腔，动态减压阀阀芯412后腔通过油道C1连接至蓄能活塞432的前腔，蓄能活塞432后腔有蓄能弹簧433。液压开关阀2开启后高压油进入动态减压阀41的环形槽415，同时进入动态减压阀41的前腔并且通过单向节流阀42进入后腔，由于动态减压阀41的前腔与动态减压阀41的后腔压力油经过节流孔423形成压力差推动动态减压阀阀芯412关小动态减压阀41进入离合器3的压力油口，使得离合器3压力不能迅速建立，随着蓄能活塞432前腔压力油的逐渐增加压缩蓄能弹簧433，蓄能活塞432前腔压力逐渐升高，推动动态减压阀阀芯412往前腔方向移动，增大了动态减压阀41的环形槽415与阀体1的开口，环形槽415内的压力又开始继续增加，环形槽415内的压力增加的同时又推动动态减压阀阀芯412移动关小环形槽415与阀体1油口的开口，这样通过反复动态运动，从而使得离合器3压力缓慢的建立起来。由于单向节流阀42的作用，在脱档过程中离合器3及蓄能腔431的油液经过单向阀快速卸压的过程，避免对下一动作档位起干扰作用。

本发明中缓冲装置4可以通过调节单向节流阀42的阻尼孔大小、调压弹簧414、蓄能活塞432行程及蓄能弹簧433等参数对缓冲时间能起到有效控制，能针对各速度档位及不同机型的不同要求获取不同的压力建立特性，从而实现各档位压力控制系统互不影响。

本发明针对不同的变速箱输入压力油口位置及数量可以通过设计不同的过渡阀块进行转换，从而实现本发明的通用性。

Claims (6)

1.一种档位独立缓冲的动力换档变速操纵阀，包括阀体（1）、液压开关阀（2）和离合器（3），所述液压开关阀（2）包括方向换档液压开关阀（21）和速度换档液压开关阀（22），所述离合器（3）包括方向换档离合器（31）和速度换档离合器（32），所述方向换档液压开关阀（21）与方向换档离合器（31）连接，所述速度换档液压开关阀（22）与速度换档离合器（32）连接，其特征在于：所述速度换档液压开关阀（22）与速度换档离合器（32）之间设有缓冲装置（4）。

2. 如权利要求1所述的档位独立缓冲的动力换档变速操纵阀，其特征在于：所述缓冲装置（4）包括动态减压阀（41）、单向节流阀（42）和蓄能器总成（43），所述动态减压阀（41）的出油口分别连接相互并联的速度换档离合器（32）和蓄能器总成（43），所述动态减压阀（41）与蓄能器总成（43）之间设有单向节流阀（42），单向节流阀向动态减压阀（41）一侧导通；所述动态减压阀（41）的出油口设有压力反馈油路连接动态减压阀（41）的前腔，所述单向节流阀（42）与蓄能器总成（43）之间设有反馈油路连接动态减压阀（41）的后腔。

3.如权利要求2所述的档位独立缓冲的动力换档变速操纵阀，其特征在于：所述动态减压阀（41）包括动态减压阀腔体（411）、动态减压阀阀芯（412）、带通孔的丝堵（413）和调压弹簧（414），所述阀芯（412）外圆周上设有环形槽（415），所述动态减压阀阀芯（412）与阀体（1）之间通过调压弹簧（414）连接，动态减压阀阀芯（412）在动态减压阀腔体（411）内滑动，主油路通过油道A1与环形槽（415）连通，环形槽（415）通过油道B1与动态减压阀（41）的前腔连通，同时环形槽（415）与离合器（3）连通，动态减压阀阀芯（412）的滑动可以调节各油道的开度；所述单向节流阀（42）包括预紧弹簧（421）和单向节流阀阀芯（422），所述单向节流阀阀芯（422）上设有节流孔（423）；通过丝堵（413）将单向节流阀（42）固定在动态减压阀阀芯（412）内部，所述预紧弹簧（421）两端分别连接丝堵（413）和单向节流阀阀芯（422）；所述动态减压阀（41）的前腔依次通过带通孔的丝堵（413）和带节流孔（423）的单向节流阀阀芯（422）与动态减压阀（41）的后腔连通；动态减压阀（41）的后腔通过油道C1连接蓄能器总成（43）。

4.如权利要求3所述的档位独立缓冲的动力换档变速操纵阀，其特征在于：所述蓄能器总成（43）包括蓄能腔（431）、蓄能活塞（432）和蓄能弹簧（433），所述蓄能活塞（432）和蓄能弹簧（433）安装于蓄能腔（431）内部，所述蓄能活塞（432）在蓄能弹簧（433）和油压作用下在蓄能腔（431）内滑动。

5.如权利要求4所述的档位独立缓冲的动力换档变速操纵阀，其特征在于：所述蓄能活塞（432）的尾位设有安装蓄能弹簧（433）的导向套（434）。

6.如权利要求1－5中任一项所述的档位独立缓冲的动力换档变速操纵阀，其特征在于：所述所述方向换档液压开关阀（21）与方向换档离合器（31）之间设有缓冲装置（4）。

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