CN104196798B - 换向阀、负载敏感多路阀以及负载敏感液压系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换向阀、负载敏感多路阀以及负载敏感液压系统，涉及工程机械技术领域。解决了现有技术存在负载敏感液压系统工作不平稳的技术问题。该换向阀包括阀体以及设置在阀体内腔内的阀杆，阀体上设置有供油口、回油口、负载压力反馈孔以及通油口；阀杆上设置有负载压力拾取油道以及滤波油道，负载压力拾取油道通过滤波油道与回油口相连通；阀杆在阀体的内腔内滑动至负载压力拾取油道与负载压力反馈孔相连通的位置时，通油口与供油口、负载压力拾取油道相连通。该负载敏感多路阀包括本发明提供的换向阀。该负载敏感液压系统包括本发明提供的负载敏感多路阀。本发明用于提高液压系统的平稳性以及工作性能。

Description

换向阀、负载敏感多路阀以及负载敏感液压系统

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种换向阀、设置该换向阀的负载敏感多路阀、设置该负载敏感多路阀的负载敏感液压系统。

背景技术

汽车起重机液压系统主要包括伸缩系统、变幅系统、主卷扬系统、副卷扬系统、回转系统，各系统工作时需要动作平稳，无冲击。冲击会引起起吊重物的剧烈摆动，带来起重机作业的安全隐患。

目前，国内中等吨位汽车起重机通常采用负载敏感液压系统，如图1所示。该系统由负载敏感液压泵41、负载敏感多路阀42、平衡阀43、液压马达44等元件组成。负载敏感多路阀在系统中起到方向控制、流量控制、负载压力拾取并反馈至液压泵敏感控制阀等作用。多路阀中的负载压力反馈通常有两种，一种为负载压力通过多路阀阀杆拾取油道进入阀体的梭阀网络，进行压力比较后，直接反馈至液压泵敏感控制阀；另一种为负载压力通过多路阀阀杆拾取油道进入多路阀阀体梭阀网络，进行压力比较后，经过旁通滤波后，反馈至液压泵敏感控制阀。

在汽车起重机负载敏感系统中应用一种负载敏感多路阀时，此多路阀采用的是负载压力反馈方式为负载压力通过阀杆负载压力拾取油道进入阀体梭阀网络，进行压力比较后，直接反馈至液压泵敏感控制阀的技术。出现了液压系统各动作工作不平稳，冲击大，卷扬系统抖动等问题。

现有技术如图2所示在负载敏感多路阀的进油联对负载反馈信号进行旁通滤波处理，图2中的LS信号(中文可称为：负载敏感信号)通过滤清器、阻尼51、阻尼52接回油箱，实现了滤波功能。

本申请人发现：现有技术至少存在以下技术问题：

如图1所示，现有技术中多路阀至少两个工作联组成，每一工作联的负载反馈压力都通过进油联阀体进行旁通回油，不能实现每一联分别旁通滤波回油。由于现有技术每一联负载压力都必须通过阀体进油联旁通回油滤波，在液压系统对冲击要求不高，平稳性要求不高，而对系统刚度要求高的情况下，就无法保证系统的刚度。现有技术中进油联旁通阻尼不能根据每联工作需要配置不同的阻尼，不能实现不同频率的滤波功能。

负载压力通过如图3所示多路阀内的阀杆2的负载压力拾取油道21进入阀体梭阀网络，进行压力比较后，直接反馈至液压泵负荷传感阀的过程中，阀杆2的动作过程为：阀杆2向左或向右移动时，多路阀工作，负载压力拾取油道21和负载压力反馈孔11连通，多路阀的第一通油口A或第二通油口B的负载压力通过阀杆2的负载压力拾取油道21进入阀体进行负载反馈，负载压力由负载压力反馈孔11进入阀体梭阀网络，控制负载敏感泵的排量。在工作过程中如果负载压力存在高频率的波动，会引起负荷传感阀(或称：液压泵敏感控制阀)工作不稳定，从而引起变量泵排量的变化，导致液压系统工作的不平稳。

发明内容

本发明的其中一个目的是提出一种换向阀、设置该换向阀的负载敏感多路阀、设置该负载敏感多路阀的负载敏感液压系统。解决了现有技术存在负载敏感液压系统工作不平稳的技术问题。

本发明优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明实施例提供的换向阀，包括阀体以及设置在所述阀体内腔内的阀杆，其中：

所述阀体上设置有供油口、回油口、负载压力反馈孔以及通油口；

所述阀杆上设置有负载压力拾取油道以及滤波油道，所述负载压力拾取油道通过所述滤波油道与所述回油口相连通；

所述阀杆在所述阀体的内腔内滑动至所述负载压力拾取油道与所述负载压力反馈孔相连通的位置时，所述通油口与所述供油口、所述负载压力拾取油道相连通。

在优选或可选地实施例中，所述滤波油道内和/或所述负载压力拾取油道内还设置有液压阻尼器，所述液压阻尼器包括第一阻尼器和/或第二阻尼器，其中：

所述第一阻尼器设置在所述滤波油道内，所述第二阻尼器设置在所述负载压力拾取油道内。

在优选或可选地实施例中，所述负载压力拾取油道包括轴向孔以及与所述轴向孔相连通的径向孔，所述轴向孔的长度方向与所述阀杆的轴向方向相平行，所述径向孔的长度方向与所述阀杆的轴向方向相垂直，所述第二阻尼器设置在所述径向孔内。

在优选或可选地实施例中，所述径向孔贯穿所述阀杆，且所述径向孔的长度方向上的中部位置与所述轴向孔相连通，所述径向孔的两端口处均设置有所述第二阻尼器。

在优选或可选地实施例中，所述液压阻尼器与所述滤波油道的内壁可拆卸固定连接，和/或，所述液压阻尼器与所述负载压力拾取油道的内壁可拆卸固定连接。

在优选或可选地实施例中，所述液压阻尼器的周向外表面上设置有外螺纹，所述可拆卸固定连接为内螺纹与外螺纹形成的螺纹连接。

在优选或可选地实施例中，所述滤波油道的长度方向与所述阀杆的轴向方向相垂直。

在优选或可选地实施例中，所述通油口包括第一通油口以及第二通油口，所述回油口包括第一回油口以及第二回油口，所述负载压力反馈孔包括第一反馈孔以及第二反馈孔，所述负载压力拾取油道包括第一拾取油道以及第二拾取油道，所述滤波油道包括第一滤波油道以及第二滤波油道，其中：

所述第一拾取油道通过所述第一滤波油道与所述第一回油口相连通；所述阀杆在所述阀体的内腔内滑动至所述第一拾取油道与所述第一反馈孔相连通的位置时，所述第一通油口与所述供油口、所述第一拾取油道相连通；

所述第二拾取油道通过所述第二滤波油道与所述第二回油口相连通；所述阀杆在所述阀体的内腔内滑动至所述第二拾取油道与所述第二反馈孔相连通的位置时，所述第二通油口与所述供油口、所述第二拾取油道相连通。

本发明实施例提供的负载敏感多路阀，包括至少一个本发明任一技术方案提供的换向阀。

本发明实施例提供的负载敏感液压系统，包括阀体梭阀比较油路、液压泵敏感控制阀以及本发明任一技术方案提供的负载敏感多路阀，其中：

所述负载敏感多路阀的每个所述负载压力反馈孔均通过所述阀体梭阀比较油路与所述液压泵敏感控制阀的进油口相连通。

基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：

本发明中阀杆上设置有负载压力拾取油道以及滤波油道，负载压力拾取油道通过滤波油道与回油口相连通，滤波油道可以对负载压力拾取油道内的高频率波动的液压油从回油口输出(具体可以输出至油箱)，由此可以实现对负载压力拾取油道内的高频率波动的液压油的滤波，从而使由负载压力反馈孔输出的液压油更为平稳，由于负载压力反馈孔输出的液压油最终会输入控制液压系统的负载敏感液压泵的液压泵敏感控制阀以控制负载敏感液压泵的排量的变化，而负载压力反馈孔输出的液压油越平稳，则敏感液压泵的排量的变化越小，进而液压系统工作也会更平稳，工作性能也会更为理想，所以解决了现有技术存在负载敏感液压系统工作不平稳的技术问题。

此外，本发明在对阀体改动小，无需重新设计阀体的情况下，实现了负载反馈压力的滤波功能，提高了液压系统工作的平稳性。该阀体结构简单、便于加工制造和装配，进而使本发明具有简单实用，成本低的优点。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有技术中负载敏感液压系统的示意图；

图2为现有技术中反馈信号的旁通滤波处理油路的示意图；

图3为现有技术中负载敏感多路阀的局部结构的剖视示意图；

图4为本发明实施例所提供的负载敏感多路阀的示意图；

图5为本发明实施例所提供的换向阀的剖视示意图；

图6为图5所示阀杆的放大示意图；

图7为设置本发明实施例提供的负载敏感多路阀的负载敏感液压系统的示意图；

附图标记：1、阀体；P、供油口；T、回油口；11、负载压力反馈孔；12、通油口；A、第一通油口；B、第二通油口；2、阀杆；21、负载压力拾取油道；22、滤波油道；3、液压阻尼器；31、第一阻尼器；32、第二阻尼器；41、负载敏感液压泵；42、负载敏感多路阀；43、平衡阀；44、液压马达；51、阻尼；52、阻尼。

具体实施方式

下面可以参照附图图1～图7以及文字内容理解本发明的内容以及本发明与现有技术之间的区别点。下文通过附图以及列举本发明的一些可选实施例的方式，对本发明的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。需要说明的是：本实施例中的任何技术特征、任何技术方案均是多种可选的技术特征或可选的技术方案中的一种或几种，为了描述简洁的需要本文件中无法穷举本发明的所有可替代的技术特征以及可替代的技术方案，也不便于每个技术特征的实施方式均强调其为可选的多种实施方式之一，所以本领域技术人员应该知晓：可以将本发明提供的任一技术手段进行替换或将本发明提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到新的技术方案。本实施例内的任何技术特征以及任何技术方案均不限制本发明的保护范围，本发明的保护范围应该包括本领域技术人员不付出创造性劳动所能想到的任何替代技术方案以及本领域技术人员将本发明提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到的新的技术方案。

本发明实施例提供了一种具有滤波功能、简单实用且成本低廉的换向阀、设置该换向阀的负载敏感多路阀、设置该负载敏感多路阀的负载敏感液压系统。

下面结合图1～图7对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。

如图1～图7所示，本发明实施例所提供的换向阀，包括阀体1以及设置在阀体1内腔内的阀杆2，其中：

阀体1上设置有供油口P、回油口T、负载压力反馈孔11以及通油口12。

阀杆2上设置有负载压力拾取油道21以及滤波油道22，负载压力拾取油道21通过滤波油道22与回油口T相连通。

阀杆2在阀体1的内腔内滑动至负载压力拾取油道21与负载压力反馈孔11相连通的位置时，通油口12与供油口P、负载压力拾取油道21相连通。

本发明中阀杆2上设置有负载压力拾取油道21以及滤波油道22，负载压力拾取油道21通过滤波油道22与回油口T相连通，滤波油道22可以对负载压力拾取油道21内的高频率波动的液压油从回油口T输出，由此可以实现对负载压力拾取油道21内的高频率波动的液压油进行滤波，从而使由负载压力反馈孔11输出的液压油更为平稳，由于负载压力反馈孔11输出的液压油最终会输入控制液压系统的负载敏感液压泵的液压泵敏感控制阀内，以控制负载敏感液压泵的排量的变化，而负载压力反馈孔11输出的液压油越平稳，则敏感液压泵的排量的变化越小，进而液压系统工作也会更平稳，工作性能也会更为理想。

同时，本发明在对阀体1改动小，无需重新设计阀体1的情况下，实现了负载反馈压力的滤波功能，提高了液压系统工作的平稳性。该阀体1结构简单、便于加工制造和装配，进而使本发明具有简单实用，成本低的优点。

作为优选或可选地实施方式，滤波油道22与负载压力拾取油道21内还设置有液压阻尼器3，液压阻尼器3包括第一阻尼器31和/或第二阻尼器32，其中：第一阻尼器31设置在滤波油道22内，第二阻尼器32设置在负载压力拾取油道21内。

负载滤波功能的阀杆2可以根据液压系统的需求，进行不同阻尼的组合，实现滤波频率的不同。在液压系统对冲击要求不高的动作中，可以进行大阻尼(第一阻尼器31与第二阻尼器32的阻尼力均比较大)的组合，提高液压系统刚度；在液压系统对冲击要求较高的动作中，可以进行小阻尼(第一阻尼器31与第二阻尼器32的阻尼力均比较小)的组合，提高液压系统工作的平稳性。

作为优选或可选地实施方式，负载压力拾取油道21包括轴向孔以及与轴向孔相连通的径向孔，轴向孔的长度方向与阀杆2的轴向方向相平行，径向孔的长度方向与阀杆2的轴向方向相垂直，第二阻尼器32设置在径向孔内。上述结构不仅便于加工、制造负载压力拾取油道21，而且便于安装第二阻尼器32。

作为优选或可选地实施方式，径向孔贯穿所述阀杆2，且径向孔的长度方向上的中部位置与轴向孔相连通，径向孔的两端口处均设置有第二阻尼器32。两个第二阻尼器32可以起到更好的滤波效果。

作为优选或可选地实施方式，液压阻尼器3与滤波油道22的内壁可拆卸固定连接，和/或，液压阻尼器3与负载压力拾取油道21的内壁可拆卸固定连接。可拆卸固定连接方便液压阻尼器3的拆装和维修。

作为优选或可选地实施方式，液压阻尼器3的周向外表面上设置有外螺纹，可拆卸固定连接为内螺纹与外螺纹形成的螺纹连接。螺纹连接具有结构紧凑，便于安装的优点。

作为优选或可选地实施方式，滤波油道22的长度方向与阀杆2的轴向方向相垂直。该结构的滤波油道22便于加工、制造。

作为优选或可选地实施方式，通油口12包括第一通油口A以及第二通油口B，回油口T包括第一回油口以及第二回油口，负载压力反馈孔11包括第一反馈孔以及第二反馈孔，负载压力拾取油道21包括第一拾取油道以及第二拾取油道，滤波油道22包括第一滤波油道以及第二滤波油道，其中：

第一拾取油道通过第一滤波油道与第一回油口相连通。阀杆在阀体的内腔内滑动至第一拾取油道与第一反馈孔相连通的位置时，第一通油口与供油口、第一拾取油道相连通。

第二拾取油道通过第二滤波油道与第二回油口相连通。阀杆在阀体的内腔内滑动至第二拾取油道与第二反馈孔相连通的位置时，第二通油口与供油口、第二拾取油道相连通。

上述结构通过改变阀杆在阀体的内腔内的位置，可以选择第一通油口以及第二通油口其中之一与供油口相导通，进而可以实现切换油路的目的。可以对现有的阀杆进行进一步加工即可得到本发明提供的阀杆结构，有利于对现有技术进行改造，节省成本。

本发明实施例提供的负载敏感多路阀，包括至少一个本发明任一技术方案提供的换向阀。负载敏感多路阀适宜应用本发明提供的换向阀。

本发明在对载敏感多路阀阀体改动小，无需重新设计多路阀阀体的情况下，实现了负载反馈压力的滤波功能，提高了液压系统工作的平稳性。

本发明实施例提供的负载敏感液压系统，包括阀体梭阀比较油路(也可以称为阀体梭阀网络，该阀体梭阀网络可以采用如图1所示油路来实现)、液压泵敏感控制阀以及本发明任一技术方案提供的负载敏感多路阀，其中：负载敏感多路阀的每个负载压力反馈孔均通过阀体梭阀比较油路与液压泵敏感控制阀的进油口相连通。

当多路阀第一通油口存在负载压力时，负载压力通过第二阻尼器进入阀杆负载压力拾取油道，负载反馈压力一部分通过阀体负载反馈孔，在阀体梭阀网络比较后控制负载敏感泵的排量，另一部分压力通过第一回油口的第一阻尼器回油箱，对高频率波动的压力进行滤波，从而使液压系统工作平稳；当多路阀第二通油口存在负载压力时，负载反馈处理方式如同第一通油口。

上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。

如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。

同时，上述本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (9)

1.一种换向阀，其特征在于，包括阀体以及设置在所述阀体内腔内的阀杆，其中：

所述阀体上设置有供油口、回油口、负载压力反馈孔以及通油口；

所述阀杆上设置有负载压力拾取油道以及滤波油道，所述负载压力拾取油道通过所述滤波油道与所述回油口相连通；

所述阀杆在所述阀体的内腔内滑动至所述负载压力拾取油道与所述负载压力反馈孔相连通的位置时，所述通油口与所述供油口、所述负载压力拾取油道相连通；

所述通油口包括第一通油口以及第二通油口，所述回油口包括第一回油口以及第二回油口，所述负载压力反馈孔包括第一反馈孔以及第二反馈孔，所述负载压力拾取油道包括第一拾取油道以及第二拾取油道，所述滤波油道包括第一滤波油道以及第二滤波油道，其中：

所述第一拾取油道通过所述第一滤波油道与所述第一回油口相连通；所述阀杆在所述阀体的内腔内滑动至所述第一拾取油道与所述第一反馈孔相连通的位置时，所述第一通油口与所述供油口、所述第一拾取油道相连通；

所述第二拾取油道通过所述第二滤波油道与所述第二回油口相连通；所述阀杆在所述阀体的内腔内滑动至所述第二拾取油道与所述第二反馈孔相连通的位置时，所述第二通油口与所述供油口、所述第二拾取油道相连通。

2.根据权利要求1所述的换向阀，其特征在于，所述滤波油道内和/或所述负载压力拾取油道内还设置有液压阻尼器，所述液压阻尼器包括第一阻尼器和/或第二阻尼器，其中：

所述第一阻尼器设置在所述滤波油道内，所述第二阻尼器设置在所述负载压力拾取油道内。

3.根据权利要求2所述的换向阀，其特征在于，所述负载压力拾取油道包括轴向孔以及与所述轴向孔相连通的径向孔，所述轴向孔的长度方向与所述阀杆的轴向方向相平行，所述径向孔的长度方向与所述阀杆的轴向方向相垂直，所述第二阻尼器设置在所述径向孔内。

4.根据权利要求3所述的换向阀，其特征在于，所述径向孔贯穿所述阀杆，且所述径向孔的长度方向上的中部位置与所述轴向孔相连通，所述径向孔的两端口处均设置有所述第二阻尼器。

5.根据权利要求2所述的换向阀，其特征在于，所述液压阻尼器与所述滤波油道的内壁可拆卸固定连接，和/或，所述液压阻尼器与所述负载压力拾取油道的内壁可拆卸固定连接。

6.根据权利要求5所述的换向阀，其特征在于，所述液压阻尼器的周向外表面上设置有外螺纹，所述可拆卸固定连接为内螺纹与外螺纹形成的螺纹连接。

7.根据权利要求1所述的换向阀，其特征在于，所述滤波油道的长度方向与所述阀杆的轴向方向相垂直。

8.一种负载敏感多路阀，其特征在于，包括至少一个权利要求1-7任一所述的换向阀。

9.一种负载敏感液压系统，其特征在于，包括阀体梭阀比较油路、液压泵敏感控制阀以及如权利要求8所述的负载敏感多路阀，其中：所述负载敏感多路阀的每个所述负载压力反馈孔均通过所述阀体梭阀比较油路与所述液压泵敏感控制阀的进油口相连通。