CN104088841B - 一种负载敏感液压系统及其负载敏感阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种负载敏感液压系统及其负载敏感阀，负载敏感阀包括阀体和置于所述阀体阀腔内的阀芯，所述阀体设有进油口、回油口、反馈油口以及与负载连通的工作油口，所述负载敏感阀设有与所述反馈油口连通的反馈油道，所述阀芯移动以使所述工作油口与所述进油口连通时，所述反馈油道与所述工作油口连通，其特征在于，所述反馈油道中设有阻尼。阻尼可以隔压限流、滤波降压，从而实现负载反馈压力的稳定，继而保证系统压力的稳定。且设置阻尼后，反馈输出油路设有阻尼，则可以组成П型液阻半桥，从而更好地保证负载压力稳定，消除由于负载变化或者主机不良动作导致的负载反馈压力冲击和波动。

Description

一种负载敏感液压系统及其负载敏感阀

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别涉及一种负载敏感液压系统及其负载敏感阀。

背景技术

随着工程机械的精准化、平稳化、快速化和绿色化的推进，依靠负载压力进行流量调节的负载敏感液压系统得到了越来越广泛的应用。负载敏感阀作为负载敏感液压系统的关键部件，其性能优劣直接影响着整机。负载敏感是一种利用负载反馈压力与进油油压的比较来保证系统压力稳定的技术，主要由负载敏感阀对负载压力进行获取并对最高负载压力进行反馈。

负载敏感阀主要是多路阀，其阀体上设有反馈油道，阀芯移动换向时，反馈油道可以连通不同的工作油腔，进而获取对应的负载压力，并将该负载压力反馈至控制系统。

然而，上述方案存在下述技术问题：

第一、由于油液的冲击和振动，反馈压力不稳定，导致系统压力不稳定；

第二、负载反馈油路卸荷缓慢，在很长时间内，负载压力无法及时卸掉，导致负载反馈油路一直处于高压状态，负载反馈阀前设置的分流溢流阀不能够起到工作的作用，系统溢流压力增高，进而导致系统发热，造成能量的损失和浪费。

有鉴于此，如何改进负载敏感阀，以维持反馈压力的稳定，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的为提供一种负载敏感液压系统及其负载敏感阀。该负载敏感阀的反馈油道设有阻尼，以使反馈压力能够维持稳定。

本发明提供的负载敏感阀，包括阀体和置于所述阀体阀腔内的阀芯，所述阀体设有进油口、回油口、反馈油口以及与负载连通的工作油口，所述负载敏感阀设有与所述反馈油口连通的反馈油道，所述阀芯移动以使所述工作油口与所述进油口连通时，所述反馈油道与所述工作油口连通，其特征在于，所述反馈油道中设有阻尼。

阻尼可以隔压限流、滤波降压，从而实现负载反馈压力的稳定，继而保证系统压力的稳定。且设置阻尼后，结合液压系统反馈输出油路上的反馈输出阻尼，可以组成П型液阻半桥，从而更好地保证负载压力稳定，消除由于负载变化或者主机不良动作导致的负载反馈压力冲击和波动。

优选地，所述反馈油道包括设于所述阀芯并与所述工作油口连通的阀芯反馈油道，以及设于所述阀体并与所述阀芯反馈油道连通的阀体反馈油道，所述阀体反馈油道与所述反馈油口连通。

优选地，所述阻尼设于所述阀芯反馈油道中。

优选地，所述负载敏感阀为具有中位的换向阀，所述阀体相应地设有两个所述工作油口；

且所述阀体、所述阀芯分别设有对应的两个所述阀体反馈油道、两个所述阀芯反馈油道；

所述阀体内置有梭阀，所述梭阀的两个进油口分别连通两个所述阀体反馈油道，所述梭阀的出油口连通所述反馈油口；

所述负载敏感阀处于中位时，两个所述工作油口与所述进油口、所述回油口均断开，所述阀体反馈油道与所述回油口连通。

优选地，所述阀芯还设有与两个阀体反馈油道对应的两个卸荷油道，所述卸荷油道与所述回油口连通；中位时，所述阀体反馈油道通过所述卸荷油道与所述回油口连通。

优选地，所述阀芯沿轴向贯穿所述阀体；所述阀芯反馈油道和所述卸荷油道均包括相连通的轴向油道和径向油道，所述阀芯反馈油道的轴向油道连通对应的所述工作油口，其径向油道连通所述阀体反馈油道；所述卸荷油道的轴向油道连通所述回油口，其径向油道能够连通所述阀体反馈油道。

所述阀芯反馈油道和所述卸荷油道的轴向油道均自所述阀芯端面向内沿轴向开设。

优选地，所述阀芯反馈油道和/或所述卸荷油道的轴向油道中设有阻尼堵。

优选地，所述反馈油道包括设于所述阀体上的阀体反馈油道，所述阀体反馈油道连通所述反馈油口，所述阀芯移动以断开所述工作油口与所述阀体反馈油道时，所述阀体反馈油道与所述回油口连通。

本发明还提供一种负载敏感液压系统，包括主油路和负载，所述主油路和所述负载间设有负载敏感阀，所述负载敏感阀为上述任一项所述的负载敏感阀。

优选地，所述负载敏感阀的反馈输出油路上设有反馈输出阻尼。

由于上述负载敏感阀具有上述技术效果，具有该负载敏感阀的负载敏感液压系统也具有相同的技术效果。

附图说明

图1为本发明所提供负载敏感阀一种具体实施例的结构示意图，示出该阀处于中位的状态；

图2为图1中负载敏感阀处于左位时的结构示意图；

图3为图1中负载敏感阀处于右位时的结构示意图；

图4为本发明所提供负载敏感液压系统一种具体实施例的原理图；

图5为图1中阀芯的结构示意图。

图1-5中：

100负载敏感阀、1阀体、2阀芯、211第一阀芯反馈油道、211a第一阻尼、211b第一阻尼堵、212第二阀芯反馈油道、212a第二阻尼、212b第二阻尼堵、111第一阀体反馈油道、112第二阀体反馈油道、12回油道、231第一回油腔、232第二回油腔、241第一负载腔、242第二负载腔、221第一卸荷油道、222第二卸荷油道、3梭阀、4反馈输出阻尼、P进油口、T回油口、LS反馈油口、B第一工作油口、A第二工作油口

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1-3，图1为本发明所提供负载敏感阀一种具体实施例的结构示意图，示出该阀处于中位的状态；图2为图1中负载敏感阀处于左位时的结构示意图；图3为图1中负载敏感阀处于右位时的结构示意图。

本实施例中的负载敏感阀100，包括阀体1和置于阀体1阀腔内的阀芯2。阀体1设有进油口P、回油口T、反馈油口LS以及与负载连通的工作油口，工作油口的压力可反馈出负载压力，负载敏感阀100上设有反馈油道，阀芯2移动以使工作油口与进油口P连通时，反馈油道连通工作油口，反馈油道中流入压力油，则反馈油压可经反馈油道被获取。

该负载敏感阀100的反馈油道中设有阻尼。反馈油道具体包括阀体反馈油道和阀芯反馈油道，连通顺序为工作油口-阀芯反馈油道-阀体反馈油道-反馈油口LS。

本实施例的负载敏感阀100具体为三位四通阀，具有两个工作油口、两个回油口T，如图1所示的第一工作油口B、第二工作油口A、第一回油口T、第二回油口T，图1中的负载敏感阀100处于中位，两个工作油口与进油口P断开，均与回油口T连通。阀芯2左移时，如图2所示，第一工作油口B与进油口P接通，第二工作油口A连通回油口T；阀芯2右移时，如图3所示，第一工作油口B与回油口T接通，第二工作油口A连通进油口P。

与此相对应地，设有与第一工作油口B对应的第一阀体反馈油道111、与第二工作油口A对应的第二阀体反馈油道112。

阀芯2设有与工作油口连通的阀芯反馈油道，阀体反馈油道通过阀芯反馈油道与工作油口连通。同样，如图1所示，阀芯2设有与第一阀体反馈油道111对应的第一阀芯反馈油道211、与第二阀体反馈油道112对应的第二阀芯反馈油道212。如此设计反馈油道，简便地实现了反馈油道与进油口接通或断开的功能需求。可知，反馈油道并不限于如此设计，可以直接开设于阀体1上，阀芯2移动过程中，阀芯2的侧壁相应地封堵或解封反馈油道与工作油口的通路即可，或是直接开设于阀芯2也是可行的，只是阀芯2需要移动，油路连接稳定性将次于上述实施例的反馈油道设置方式。

此时，阻尼可以设于阀芯反馈油道中。如图1所示，在第一阀芯反馈油道211和第二阀芯反馈油道212中分别设有第一阻尼211a和第二阻尼212a。阻尼可以隔压限流、滤波降压，从而实现负载反馈压力的稳定，继而保证系统压力的稳定。

请继续参考图4，图4为本发明所提供负载敏感液压系统一种具体实施例的原理图。

反馈油道中设置阻尼后，还可以在负载敏感阀的反馈输出油路上设置反馈输出阻尼4。如图4所示，反馈油道输出口处设置反馈输出阻尼4，具体地，反馈输出阻尼4设置于输反馈输出油路和减压阀之间的油路。另外，如图1所示，阀芯2左移或是右移时，进油口P与第一工作油口A或第二工作油口B之间的连通口逐渐加大，相当于起到一定的节流作用，在此基础上，第一阻尼211a(左位时)或第二阻尼212a(右位时)可与反馈输出阻尼4组成П型液阻半桥，从而更好地保证负载压力稳定，消除由于负载变化或者主机不良动作导致的负载反馈压力冲击和波动。

可以想到，反馈油道中的阻尼设置于阀体反馈油道中也是可行的，只是基于本实施例中阀芯2的具体结构，阻尼设于阀芯反馈油道易于布置。

进一步地，当阀芯2移动以断开工作油口和进油口P时，反馈油道与回油口T连通。具体地，可以在阀芯2上设置卸荷油道，卸荷油道与回油口T连通。如图1所示，与第一阀芯反馈油道211对应设有第一卸荷油道221、与第二阀芯反馈油道212对应设有第二卸荷油道222。图中，卸荷油道与阀体反馈油道在中位时连通，阀芯2左移后，第二卸荷油道222相对第二阀芯反馈油道212左移，但左移后二者依然连通，阀芯2右移，第一卸荷油道221相对第一阀芯反馈油道211右移，但二者也依然连通。根据阀芯2行程，合理设计卸荷油道、反馈油道的接口尺寸即可。

该负载敏感阀100的反馈油道卸荷原理如下：

图1：阀芯2中位，两个工作油口与进油口P断开、与回油口T均连通；

第一阀体反馈油道111-第一卸荷油道221-第一回油腔231-第一回油口T；

第二阀体反馈油道112-第二卸荷油道222-第二回油腔232-第二回油口T；

图2：阀芯2左位，第一工作油口B与进油口P连通，第二工作油口A与回油口T连通；

第一阀体反馈油道111-第一阀芯反馈油道211-第一负载腔241-第一工作油口B-进油口P；

第二阀体反馈油道112-第二卸荷油道222-第二回油腔232-第二回油口T；

图3：阀芯右位，第一工作油口B与回油口T连通，第二工作油口A与进油口P连通；

第一阀体反馈油道111-第一卸荷油道221-第一回油腔231-第一回油口T；

第二阀体反馈油道112-第二阀芯反馈油道212-第二负载腔242-第二工作油口A-进油口P。

即两个阀体反馈油道和阀芯反馈油道在未连通进油口P时，均可以处于卸荷状态。

可以看出，该负载敏感阀100，反馈油道仅在需要反馈对应的高压负载油压时，才处于高压状态，其余均处于低压状态，从而降低系统溢流压力，减少系统发热，避免能量的损失和浪费。

上述实施例中卸荷油道和阀体反馈油道的配合方式使得阀芯2由中位左移或右移，卸荷油道始终能够与断开进油口P的阀体反馈油道连通，从而保持低压卸荷。除了配合方式的设计，也可以通过其他方式实现，比如，两个阀体反馈油道还可以设置分流道，以连通至对应的卸荷油道，使得阀芯2右移至右位时，第一阀体反馈油道111还可以继续连通至第一卸荷油道221；阀芯2左移至左位时，第二阀体反馈油道112还可以继续连通至第二卸荷油道222。或者，阀体反馈油道连通至卸荷油道的接口具备一定的宽度，以使阀芯2中位至左位过程中，第二阀体反馈油道112始终连通至第二卸荷油道222，阀芯2右移至右位时，第一阀体反馈油道111始终连通至第一卸荷油道221。如此，反馈油道未连通进油口P时，可以始终连通回油口T卸荷。

需要说明的是，上述实施例中，具体地在阀芯2上设置卸荷油道，可以理解，还可以采取其他方式实现阀体反馈油道与回油口T的选择性连通。如图1所示，阀体1上可以另设一分流道与第一阀体反馈油道111连通，同时也连通第一回油腔231，合理设计阀芯2左端部的长度，使其处于中位时封堵该分流道，左移时，解除封堵即可。当然，在阀芯2上设置卸荷油道，利于阀芯2端部的长度设计，保证阀芯2轴向移动的精确度。

另外，上述实施例中，卸荷油道、阀芯反馈油道、阀体反馈油道均是通过连通回油腔或是负载腔，以与对应的工作油口或回油口T连通，如此使得阀芯2和阀座的加工较为简单，且可以保证流量。但本文对此并不做限制，在阀体1上形成对应的腔体或是流道实现连通均是可行的。

再者，上述实施例以负载敏感阀100为三位四通阀进行了说明，实际上，可以想到，本发明的负载敏感阀100并不限于此种阀，针对其他类型的多路阀也是可行的。只要处于中位时，反馈油道可以与回油口T连通即可。

对于设有两个工作油口的负载敏感阀100，反馈油路主要反馈工作油口与进油口P连通时的负载压力。基于此，可设置梭阀3以选择第一阀体反馈油道111或第二阀体反馈油道112中的压力作为反馈油压。如图1所示，阀体1设有反馈油口LS，阀体1内置有梭阀3，梭阀3的两个进油口P分别连通第一阀体反馈油道111和第二阀体反馈油道112，梭阀3的出油口连通反馈油口。当阀芯2左移时，第一阀体反馈油道111连通反馈油口LS，右移时，第二阀体反馈油道112连通反馈油口LS。

梭阀3内置于阀体上，可以减小阀体尺寸，降低阀体的重量和生产成本。

请结合图1和图5理解，图5为图1中阀芯2的结构示意图。

阀芯2沿轴向贯穿阀体1，阀芯2开设有环形槽，与阀体1配合形成对应的负载腔和回油腔，如图1所示的第一负载腔241和第二负载腔242，分别连通第一工作油口B和第二工作油口A；第一回油腔231和第二回油腔232分别连通两个回油口T。反馈油道均通过负载腔实现与工作油口的连通，或通过回油腔实现与回油口T的连通。另外，其上设置的阀芯反馈油道和卸荷油道均包括相连通的轴向油道和径向油道，阀芯反馈油道的轴向油道连通两径向油道，以分别连通工作油口和阀体反馈油道；卸荷油道的轴向油道连通回油口T，径向油道能够连通至阀体反馈油道。

且，轴向油道和阀芯2上的卸荷油道均自阀芯2端面向内沿轴向开设。如此设计，便于阀芯反馈油道和卸荷油道的开设，直接沿端面向内钻孔、沿侧壁钻孔即。

进一步地，轴向油道中可设有阻尼堵，如图1所示的第一阻尼堵211b和第二阻尼堵212b。钻孔形成轴向油道后，直接设置阻尼堵即可封堵轴向油道的一端，以免反馈油液泄漏。同理，第一卸荷油道221与第二卸荷油道222也可以设置阻尼堵，如1所示，两个卸荷油道朝外的端部设有阻尼堵。

除了上述负载敏感阀100，本发明还提供一种负载敏感液压系统，包括主油路和负载，主油路和负载间设有负载敏感阀100，负载敏感阀100为上述任一项所述的负载敏感阀100。由于上述负载敏感阀100具有上述技术效果，具有该负载敏感阀100的负载敏感液压系统也具有相同的技术效果，此处不再赘述。

以上对本发明所提供的一种负载敏感液压系统及其负载敏感阀均进行了详细介绍。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 (9)

1.一种负载敏感阀，包括阀体(1)和置于所述阀体(1)阀腔内的阀芯(2)，所述阀体(1)设有进油口(P)、回油口(T)、反馈油口(LS)以及与负载连通的工作油口，所述负载敏感阀(100)设有与所述反馈油口(LS)连通的反馈油道，所述阀芯(2)移动以使所述工作油口与所述进油口(P)连通时，所述反馈油道与所述工作油口连通，其特征在于，所述反馈油道中设有阻尼；所述反馈油道包括设于所述阀芯(2)并与所述工作油口连通的阀芯反馈油道，以及设于所述阀体(1)并与所述阀芯反馈油道连通的阀体反馈油道，所述阀体反馈油道与所述反馈油口(LS)连通。

2.如权利要求1所述的负载敏感阀，其特征在于，所述阻尼设于所述阀芯反馈油道中。

3.如权利要求1所述的负载敏感阀，其特征在于，当所述阀芯(2)移动以断开所述工作油口与所述进油口(P)时，所述反馈油道与所述回油口(T)连通。

4.如权利要求3所述的负载敏感阀，其特征在于，所述阀芯(2)还设有与所述阀体反馈油道对应的卸荷油道，所述卸荷油道与所述回油口(T)连通；所述工作油口与所述进油口(P)断开时，所述阀体反馈油道通过所述卸荷油道与所述回油口(T)连通。

5.如权利要求4所述的负载敏感阀，其特征在于，所述阀芯(2)沿轴向贯穿所述阀体(1)；所述阀芯反馈油道和所述卸荷油道均包括相连通的轴向油道和径向油道，所述阀芯反馈油道的轴向油道通过两所述径向油道分别连通对应的所述工作油口、所述阀体反馈油道；所述卸荷油道的轴向油道连通所述回油口(T)，其径向油道能够连通所述阀体反馈油道；

所述阀芯反馈油道和所述卸荷油道的轴向油道均自所述阀芯(2)端面向内沿轴向开设，径向油道均自所述阀芯(2)侧壁向内沿径向开设。

6.如权利要求5所述的负载敏感阀，其特征在于，所述阀芯反馈油道和/或所述卸荷油道的轴向油道中设有阻尼堵。

7.如权利要求4所述的负载敏感阀，其特征在于，所述负载敏感阀(100)为换向阀，所述阀体(1)相应地设有两个所述工作油口；

且所述阀体(1)、所述阀芯(2)分别设有与两个所述工作油口对应的两个所述阀体反馈油道、两个所述阀芯反馈油道；

所述阀体(1)内置有梭阀(3)，所述梭阀(3)的两个进油口分别连通两个所述阀体反馈油道，所述梭阀(3)的出油口连通所述反馈油口(LS)。

8.一种负载敏感液压系统，包括主油路和负载，所述主油路和所述负载间设有负载敏感阀，其特征在于，所述负载敏感阀为权利要求1-7任一项所述的负载敏感阀。

9.如权利要求8所述的负载敏感液压系统，其特征在于，所述负载敏感阀的反馈输出油路上设有反馈输出阻尼(4)。