CN106704288A - 液压缸缓冲结构及其工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压缸及具有该液压缸的工程机械。本发明的液压缸，其包括油腔、与油腔连通的进出油口和主缓冲部，主缓冲部用于在液压缸的活塞运动到设定缓冲区域时减缓活塞的运动速度，其还包括缓冲压力控制机构，缓冲压力控制机构包括第一压力控制阀，在油腔内的压力大于或等于第一缓冲压力设定值时第一压力控制阀开启以通过第一压力控制阀连通油腔和进出油口。基于本发明的液压缸，在油腔内的压力大于或等于第一缓冲压力设定值时，第一压力控制阀开启，使得被封闭在油腔内的液压油能够通过该第一压力控制阀流出，从而能够有效降低油腔内的压力值，使液压缸具有较高的缓冲可靠性，避免高压对液压缸结构所造成的损害。

Description

液压缸缓冲结构及其工程机械

技术领域

本发明涉及液压缸缓冲技术领域，特别涉及一种液压缸及具有该液压缸的工程机械。

背景技术

工程机械的液压缸所驱动的工作部件一般质量较大、运动速度较快，当活塞运动到极限位置时通常具有较高的速度，由于惯性作用，活塞会对缸底或缸底造成较大冲击，影响工作精度，甚至可能损坏液压缸。为了解决该冲击问题，一般在液压缸内设置缓冲结构。

缓冲结构的工作原理为：在活塞运行到终点前一段距离(缓冲行程)时，缓冲结构能够将排油腔(缓冲腔)内的全部或部分液压油封堵起来，迫使液压油从缝隙或节流小孔流出，从而增大液压油的排油阻力(缓冲压力)，与活塞的惯性力相抵消，以减缓活塞的运动速度。

现有的缓冲结构分为有杆腔缓冲结构和无杆腔缓冲结构两大类，其通常都是通过节流缝隙来实现缓冲。以有杆腔缓冲结构为例，目前一种常用的结构形式是通过缓冲套与导向套之间的配合间隙达到缓冲目的，该配合间隙在油缸有杆腔和油缸相应的进出油口之间形成具有较小通流面积的油道，在该间隙的阻尼作用下，活塞杆伸出速度降低，同时油缸有杆腔中的压力升高。而为了减小缓冲过程中油缸有杆腔内的最大压力(缓冲压力峰值)，目前通常同时在导向套上开设节流孔，或在活塞杆上设置多个通流面积随缓冲而改变的节流槽，从而在油缸有杆腔和油缸出口之间形成油液流道，以改善缓冲效果，降低缓冲压力峰值。而无杆腔缓冲结构，其常用的一种结构形式是通过缓冲柱塞与缸底中心孔之间的间隙所形成的节流缝隙来降低活塞杆缩回时活塞的速度，实现缓冲目的。

上述缓冲结构应用广泛，具有一定的缓冲作用，但其容易导致液压缸内的缓冲压力过高，即导致液压缸内出现较大的缓冲压力峰值，缓冲可靠性差。目前在导向套或活塞杆上开设节流孔或节流槽虽然可以在一定程度上降低缓冲压力峰值，但其效果并不理想，尤其当排油腔内出现瞬时高压或持续高压时，其仍然无法确保符合缓冲性能要求。并且在活塞杆上开设节流孔，加工难度大，成本高，对于大吨位工程机械液压缸适用性较差。

而且，对于上述利用配合间隙所形成的节流缝隙来实现缓冲目的的缓冲结构，其对配合间隙的精度有较高的要求，这一方面增加了加工难度，另一方面也极易因为配合间隙值选取不够合理，而造成安全隐患。以上述有杆腔缓冲结构为例，其是通过导向套与缓冲套之间的配合间隙来达到缓冲目的的，因此，对缓冲套和导向套的加工精度及其配合精度要求很高，这大大增加了加工难度，尤其对于大型工程机械(例如大型挖掘机)而言，由于其缓冲套和导向套结构尺寸较大，在零件加工精度与缓冲配合间隙精度的保证方面难度较大，极易出现缓冲间隙未达到设计要求，无法保障缓冲性能的情况；而高配合精度的缓冲间隙又极易出现缓冲套无法进入导向套的缓冲机构故障，此外，如果上述配合间隙值选取不够合理，极易引起油缸有杆腔中出现瞬时高压或持续高压，对油缸结构造成损害，降低油缸使用寿命，且存在安全隐患。

此外，大吨位工程机械油缸的体积、重量、安装力矩均较大，安装后拆卸不便，更换零部件困难。而基于现有的缓冲结构，若其缓冲效果不理想，只能进行更换，而无法在原有结构上进行调整，灵活性差，同时，大吨位工程机械油缸生产成本高，产量小，零部件的拆卸与更换将造成较大的经济损失。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是：现有液压缸的缓冲结构无法有效控制缓冲压力峰值，缓冲可靠性差。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种液压缸及其工程机械。

本发明所提供的液压缸，其包括油腔、与油腔连通的进出油口和主缓冲部，主缓冲部用于在液压缸的活塞运动到设定缓冲区域时减缓活塞的运动速度，其还包括缓冲压力控制机构，缓冲压力控制机构包括第一压力控制阀，在油腔内的压力大于或等于第一缓冲压力设定值时第一压力控制阀开启以通过第一压力控制阀连通油腔和进出油口。

可选地，第一压力控制阀的第一出油口与进出油口连通，第一压力控制阀的第一进油口与油腔连通，第一压力控制阀的第一阀芯用于控制第一进油口与第一出油口是否连通，第一出油口为多个第一通油孔。

可选地，第一压力控制阀的第一阀芯将第一压力控制阀内部分隔为第一阀腔和第二阀腔，第一阀腔通过第一压力控制阀的第一出油口与进出油口连通，第一阀芯用于控制第二阀腔与第一压力控制阀的第一进油口是否连通，第一进油口与油腔连通，第一阀腔和第二阀腔通过通流油道连通。

可选地，第一压力控制阀包括第一阀体，第一压力控制阀的第一阀芯设置在第一阀体内，通流油道设置在第一阀芯和/或第一阀体上。

可选地，缓冲压力控制机构还包括第二压力控制阀，该第二压力控制阀设置为：在第一压力控制阀开启后油腔内的压力仍持续大于或等于第一缓冲压力设定值时，第二压力控制阀开启以通过第二压力控制阀连通油腔和进出油口；或者，在油腔内的压力大于或等于第二缓冲压力设定值时，第二压力控制阀开启以通过第二压力控制阀连通油腔和进出油口，第二缓冲压力设定值大于第一缓冲压力设定值。

可选地，第二压力控制阀与第一压力控制阀组合形成先导型压力控制阀，第一压力控制阀用作第二压力控制阀的先导阀，在第一压力控制阀开启后油腔内的压力仍持续大于或等于第一缓冲压力设定值时，第二压力控制阀开启。

可选地，第二压力控制阀的第二阀芯将第二压力控制阀内部分隔为第三阀腔和第四阀腔，所述第四阀腔通过第二压力控制阀的第二出油口与进出油口连通，第二阀芯用于控制第四阀腔与第二压力控制阀的第二进油口是否连通，第二进油口与油腔连通，第三阀腔与第一压力控制阀的第一进油口连通，第一进油口通过第一阻尼单元与油腔连通。

可选地，第一阻尼单元为节流孔或节流槽。

可选地，第二出油口为多个第二通油孔。

可选地，第一压力控制阀为溢流阀，和/或第二压力控制阀为溢流阀。

可选地，油腔为有杆腔和/或无杆腔。

可选地，油腔为有杆腔，主缓冲部包括与液压缸的活塞杆配合的导向套，缓冲压力控制机构可拆卸地设置在导向套上；和/或油腔为无杆腔，缓冲压力控制机构可拆卸地设置在液压缸的缸底上。

可选地，液压缸还包括节流油道，节流油道连通油腔和进出油口。

可选地，节流油道为节流孔或节流槽。

本发明所提供的工程机械，其包括如以上任一液压缸。

基于本发明提供的液压缸，其缓冲压力控制机构包括第一压力控制阀，该第一压力控制阀能够在油腔内的压力大于或等于第一缓冲压力设定值时开启，使得被封闭在油腔内的液压油能够通过该第一压力控制阀流出，从而能够有效地降低油腔内的压力值，使本发明的液压缸具有较高的缓冲可靠性，能够避免高压对液压缸结构所造成的损害。

同时，将本发明的缓冲压力控制机构应用于利用节流间隙实现缓冲目的的液压缸，还能够降低其对节流间隙值精度的要求，降低加工难度，进一步提高其缓冲可靠性。

此外，本发明采用集成式模块化设计，内部集成第一压力控制阀和/或第二压力控制阀，这样可以根据不同的缓冲要求方便地对第一压力控制阀和/或第二压力控制阀进行调整与设定，以达到更加理想的缓冲效果，灵活性较高，且便于进行更换，能够有效降低成本。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出本发明第一实施例的结构剖视图。

图2示出图1的I局部放大图。

图3A、图3B示出图1中第一溢流阀阀芯结构的主视图以及左视图。

图4示出本发明第二实施例的结构剖视图。

图5示出了图4的II局部放大图。

图中：

1、导向套；101、第一阻尼单元；102、第一油道；103、第二堵头；104、第二油道；106、第三堵头；

2、第一压力控制阀；201、第一堵头；202、第一弹性部件；203、第一阀腔；204、第一阀体；205、通流油道；206、第一阀芯；207、第二阀腔；P1、第一进油口；T1、第一出油口；

3、第二压力控制阀；301、端盖；302、第二弹性部件；303、第三阀腔；304、第二阀体；305、第三油道；306、第二阀芯；307、第四阀腔；308、端盖油道；P2、第二进油口；T2、第二出油口；

4、节流油道；5、有杆腔；6、缸筒；7、缓冲套；8、活塞；9、活塞杆；10、进出油口；11、无杆腔；12、缸底；13、缓冲柱塞。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

在本发明的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

图1示出本发明第一实施例的结构剖视图。图2示出图1的I局部放大图。图3A、图3B示出图1中第一溢流阀阀芯结构的主视图以及左视图。图4示出本发明第二实施例的结构剖视图。图5示出了图4的II局部放大图。

参照图1，本发明所提供的液压缸，其包括油腔、与油腔连通的进出油口10和主缓冲部，该主缓冲部用于在液压缸的活塞8运动到设定缓冲区域时减缓活塞8的运动速度；该液压缸还包括缓冲压力控制机构，该缓冲压力控制机构包括第一压力控制阀2，在油腔内的压力大于或等于第一缓冲压力设定值时该第一压力控制阀2开启以通过该第一压力控制阀2连通油腔和进出油口10。

本发明所提供的液压缸，设置了包括第一压力控制阀2的缓冲压力控制机构，这样在缓冲过程中，当油腔内的压力大于或等于第一缓冲压力设定值时，第一压力控制阀2开启，被封闭在油腔内的液压油于是能够通过该第一压力控制阀2流向进出油口10，使油腔内的压力降至第一缓冲压力值之下，从而有效地抑制油腔内的缓冲压力峰值，因此，本发明的液压缸具有较高的缓冲可靠性，其能够避免油腔内过高的缓冲压力峰值对液压缸结构所造成的损害，以延长液压缸的使用寿命、降低安全隐患。本发明的第一缓冲压力设定值是依据最高缓冲压力设计要求确定的油腔压力值，该缓冲压力设定值通常不高于液压缸所能承受的最大缓冲压力，一般设定为小于该最大缓冲压力，以确保液压缸能够正常、安全地工作。

本领域技术人员不难理解，本发明的主缓冲部，可以利用节流缝隙来实现缓冲目的，也可以利用现有技术中的节流孔、外设节流阀等其他结构形式来实现缓冲目的，这些都在本发明的保护范围之内。接下来将结合利用节流缝隙实现缓冲目的两个实施例来对本发明进行说明。

图1示出了本发明第一实施例的结构示意图。在该实施例中，液压缸包括缸筒6、活塞杆9和活塞8，活塞8将缸筒6分为两个腔，其中有活塞杆9的一端称为有杆腔5，无活塞杆9的一端称为无杆腔11，有杆腔5和无杆腔11分别具有进出油口10。

在该实施例中，主缓冲部通过节流缝隙来实现有杆腔缓冲，其包括导向套1和缓冲套7。如图1所示，导向套1设置于有杆腔5的活塞杆9伸出一端，导向套1上设有中心孔，该中心孔与活塞杆9配合，当活塞杆9向外伸出而活塞8尚未运动到缓冲区域时，有杆腔5内的液压油经由导向套1上的中心孔流向与有杆腔5连通的进出油口10；缓冲套7设置在活塞杆9上，缓冲套7与导向套1的中心孔之间为间隙配合，这样当活塞杆9向外伸出且活塞8运动到设定缓冲区域时，缓冲套7插入导向套1的中心孔中，有杆腔5内的液压油从导向套1与缓冲套7之间的配合间隙流向进出油口10，因此，缓冲套7减小了通流面积，对液压油形成了阻尼作用，有杆腔5内的压力升高，活塞杆9的速度降低，实现缓冲目的。

在该实施例中，第一压力控制阀2设置在导向套1上，以使本发明的结构更加简单、紧凑。如图2所示，第一压力控制阀2包括第一进油口P1、第一出油口T1和第一阀芯206，其中第一出油口T1连通第一压力控制阀2和进出油口10，第一进油口P1与有杆腔5连通，有杆腔5内的液压油于是通过该第一进油口P1作用在第一阀芯206上。

本发明的第一压力控制阀2可以包括第一阀体204，此时第一进油口P1和第一出油口T1设置在该第一阀体204上，第一压力控制阀2则整体设置于导向套1相应的安装孔内；或者，该第一压力控制阀2也可以不包括第一阀体204，而以导向套1上的安装孔作为该第一压力控制阀2的阀体，此时第一进油口P1和第一出油口T1设置在该安装孔的孔壁上。

参照图1和图2，作为第一压力控制阀2的一种实施方式，第一压力控制阀2包括第一阀体204、第一阀芯206以及第一弹性部件202(例如弹簧)，第一阀芯206将第一阀体204内腔分隔为第一阀腔203和第二阀腔207，其中第一弹性部件202设置在第一阀腔203内，第一弹性部件202的压力被设定为使第一压力控制阀2在有杆腔5内的压力大于或等于第一缓冲压力设定值时开启，第一进油口P1与有杆腔5连通，于是有杆腔5内的液压油作用在第一阀芯206上，第一阀芯206用于控制第一进油口P1与第二阀腔207是否连通，当有杆腔5内的压力低于第一缓冲压力设定值时，在第一弹性部件202预设压力的作用下，第一阀芯206被压紧在第一阀体204上，第一压力控制阀2处于关闭状态；而当有杆腔5内的压力大于或等于第一缓冲压力设定值时，作用在第一阀芯206上的液压油压力能够克服第一弹性部件202的预设压力，于是第一阀芯206在有杆腔5的压力作用下压缩第一弹性部件202，第一压力控制阀2开启，有杆腔5内的液压油于是能够通过第一出油口T1流向进出油口10，从而能够有效降低有杆腔5内的压力，抑制缓冲压力峰值。

通过设置第一压力控制阀2，能够有效降低本发明的液压缸在缓冲过程中的缓冲压力峰值，避免因出现高压而损坏液压缸的结构，同时，通过第一压力控制阀2对缓冲压力进行调节，还能够降低对缓冲套7与导向套1之间配合间隙的精度要求，降低了加工难度，避免了现有技术中由于配合间隙值选取不合理所造成的无法满足缓冲性能要求、缓冲套7无法进入导向套1等问题，提高了液压缸的缓冲可靠性，尤其对于大吨位工程机械的液压缸，能够显著降低加工成本。

第一出油口T1连通第一压力控制阀2与进出油口10，其可以为设置在第一阀体204上的一个或多个第一通油孔，在本实施例中，设置了多个第一通油孔作为第一出油口T1，这样设置在好处在于，能够对最大通流流量进行限制，避免活塞8的速度发生突变，而且即使第一阀体204发生转动，仍然能够保证第一出油口T1与进出油口10连通。

在本实施例中，如图2所示，第一出油口T1用于连通第一阀腔203与进出油口10，但需要说明的是，第一出油口T1也可以设计为用于连通第二阀腔207与进出油口10。当第一出油口T1用于连通第一阀腔203与进出油口10时，可以在第一阀腔203和第二阀腔207之间设置通流油道205来实现二者的连通，该通流油道205可以设置在第一阀芯206上，也可以设置在第一阀体204上，或者同时设置在第一阀芯206和第一阀体204上，例如，通流油道205为设置在第一阀芯206上的凹槽，凹槽的数量可以为1个或多个，在本实施例中，参照图3A和图3B所示，4个凹槽沿着圆周方向间隔均匀地设置在第一阀芯206上，这样当第一压力控制阀2开启时，第二阀腔207内的液压油能够通过这些凹槽流入第一阀腔203内，进而从第一出油口T1流向进出油口10，这就使得在第一压力控制阀2具有较小开度时，液压油即能通过第一压力控制阀2流向进出油口10，从而能够更加及时有效地降低有杆腔5内的缓冲压力。

为了解决现有缓冲结构无法在原有结构上进行调整、灵活性差的问题，本发明的第一压力控制阀2可以可拆卸地设置于导向套1上。如图1和图2所示，第一压力控制阀2包括第一堵头201，该第一堵头201设置在第一阀腔203一端对第一阀腔203形成封堵，第一堵头201上设有外螺纹，导向套1上设有与第一堵头201外螺纹相配合的螺纹孔，于是通过该第一堵头201即可实现第一压力控制阀2与导向套1的可拆卸连接，可以方便地对第一压力控制阀2进行拆装，降低了调试与维护的难度，且便于根据不同的缓冲要求更换第一弹性部件202、第一阀芯206以及第一阀体204等零部件，使其灵活地适应多种工况的缓冲性能要求。可以理解的是，第一压力控制阀2与导向套1的可拆卸连接也可以通过其他结构形式来实现，例如螺钉固定或者卡接固定等，只要能够实现二者的可拆卸连接都在本发明的保护范围内。

在本发明进一步的实施例中，本发明的缓冲压力控制结构还包括第二压力控制阀3，该第二压力控制阀3设置为：在第一压力控制阀2开启后油腔内的压力仍持续大于或等于第一缓冲压力设定值时，第二压力控制阀3开启以通过该第二压力控制阀3连通油腔和进出油口10；或者，在油腔内的压力大于或等于第二缓冲压力设定值时，该第二压力控制阀3开启以通过该第二压力控制阀3连通油腔和进出油口10，第二缓冲压力设定值大于第一缓冲压力设定值。

基于该进一步的实施例，在油腔内压力瞬时出现一个大于或等于第二缓冲压力设定值的极高值或者油腔内出现持续高压时，第一压力控制阀2和第二压力控制阀3可以协同作用来抑制缓冲压力峰值，使油腔内的压力更快地或更平稳地降至第一缓冲压力设定值之下，从而进一步提高本发明的缓冲可靠性。

作为该实施例的一种具体实施方式，第二压力控制阀3可以独立于第一压力控制阀2设置，第二压力控制阀3在油腔内的压力大于或等于第二缓冲压力设定值时开启，即第二压力控制阀3的开启压力设定为高于第一压力控制阀2的开启压力，这样在油腔内的缓冲压力瞬时达到一个极高值(大于或等于第二缓冲压力设定值)、第一压力控制阀2单独作用不能及时对油腔内的压力进行有效抑制时，第二压力控制阀3可以与第一压力控制阀2同时打开，增大通流流量，较为快速地将油腔内的压力降至第一缓冲压力设定值以下。

作为该实施例的另一种具体实施方式，参照图1和图2，第二压力控制阀3与第一压力控制阀2组合形成先导型压力控制阀，其中第一压力控制阀2用作第二压力控制阀3的先导阀，在第一压力控制阀2开启后油腔内的压力仍持续大于或等于第一缓冲压力设定值时，该第二压力控制阀3开启。这样在油腔内出现持续高压、第一压力控制阀2开启一段时间后仍然无法将油腔内的压力降至第一缓冲压力设定值以下时，第二压力控制阀3开启，二者共同作用降低油腔内的压力值。具体过程仍以有杆腔节流缝隙缓冲为例进行说明：

本发明的第二压力控制阀3可以包括第二阀体304、第二阀芯306、第二弹性部件302(例如弹簧)、第二进油口P2和第二出油口T2，第二阀芯306将第二阀体304内腔分为第三阀腔303和第四阀腔307，第二弹性部件302设置在第三阀腔303内，第二进油口P2和第二出油口T2设置在第二阀体304上，其中第二出油口T2连通第三阀腔303与进出油口10，第二进油口P2与有杆腔5连通以使有杆腔5内的液压油作用在第二阀芯306上，第二阀芯306用于控制第四阀腔307与第二进油口P2是否连通，这样在第二压力阀3开启时第四阀腔307能够通过该第二进油口P1与有杆腔5连通。

如图2所示，作为先导型压力控制阀的一种实施方式，第二压力控制阀3也设置在导向套1上，其第三阀腔303与第一压力控制阀2的第一进油口P1连通，而该第一进油口P1则通过第一阻尼单元101与有杆腔5连通。

基于该实施例，当有杆腔5内的压力低于第一缓冲压力设定值、第一压力控制阀2关闭时，有杆腔5内的液压油作用在第一阀芯206上，同时进入第三阀腔303作用在第二阀芯306上，此时由于第一阻尼单元101内没有液压油流动，第一阻尼单元101两端的液压油压力值相等，第三阀腔303内的压力值与有杆腔5内的压力值相等，于是在第二弹性部件302预设力的作用下，第二阀芯306压紧在第二阀体304上，第二压力控制阀3同样处于关闭状态；而当有杆腔5内的压力大于或等于第一缓冲压力设定值、第一压力控制阀2开启时，有杆腔5内的液压油通过第一阻尼单元101、第一压力控制阀2流向进出油口10，第一阻尼单元101对液压油产生阻尼作用，使得第一阻尼单元101两端的液压油产生压力差，从而导致第三阀腔303内的压力低于有杆腔5内的压力，于是当有杆腔5内的压力持续高于第一缓冲压力设定值时，随着有杆腔5内的液压油不断进入第二进油口P2，液压油受到挤压，第二进油口P2处的压力随之增大，作用在第二阀芯306两端的压力差也随之增大，当该压力差足够大到能够克服第二弹性部件302的预设力时，有杆腔5内的液压油推动第二阀芯306压缩第二弹性部件302运动，第二压力控制阀3开启，有杆腔5内的液压油通过第二压力控制阀3流向进出油口10，降低有杆腔5内的压力值，从而实现对有杆腔5内的持续高压进行有效抑制。

本发明的第一阻尼单元101可以为节流孔、阻尼孔或者节流槽等，只要其能够在液压油从中流动时对液压油产生阻尼作用即可。在图2所示的实施例中，第一阻尼单元101为节流孔，第三阀腔303通过设置在导向套1上的第三油道305与该节流孔连通。

第二出油口T2连通第二压力控制阀3的第四阀腔307与进出油口10，其可以为设置在第二阀体304上的一个或多个第二通油孔，在本实施例中，设置了多个第二通油孔作为第二出油口T2，这样设置的好处在于，能够对持续高压条件下的最大通流流量进行限制，在控制活塞8速度的同时，有效控制油腔的最大压降速率，保证其实现平稳缓冲，而且即使第二阀体304发生转动，仍然能够保证该第二出油口T2与进出油口10连通。

为了解决现有缓冲结构无法在原有结构上进行调整、灵活性差的问题，本发明的第二压力控制阀3可以可拆卸地设置于导向套1上。如图1和图2所示，第二压力控制阀3包括端盖301，该端盖301设置在第四阀腔307一端，该端盖301上设有外螺纹，导向套1上设有与该端盖301外螺纹相配合的螺纹孔，于是通过该端盖301即可实现第二压力控制阀3与导向套1的可拆卸连接，便于对第二压力控制阀3进行拆装，降低了调试与维护的难度，且便于根据不同的缓冲要求更换第二弹性部件302、第二阀芯306以及第二阀体304等零部件，使其灵活地适应多种工况的缓冲性能要求。可以理解的是，第二压力控制阀3与导向套1的可拆卸连接也可以通过其他结构形式来实现，例如螺钉固定或者卡接固定等，只要能够实现二者的可拆卸连接都在本发明的保护范围内。如图2所示，为了实现第二进油口P2和有杆腔5的连通，端盖301上设有端盖油道308。

如图2所示，本发明的第一压力控制阀2沿着导向套1的径向设置，第二压力控制阀3则沿着导向套1的轴向设置，但本领域技术人员不难理解，第一压力控制阀2和第二压力控制阀3的设置方式并不局限于此，当然，按照图2所示进行设置，一方面便于对两个压力控制阀进行安装以及拆卸，另一方面也使本发明的结构更加简单紧凑。

基于图2的设置方式，在导向套1上设置了第一油道102和第二油道104，其中：第一油道104用于连通第一出油口T1与进出油口10，第一油道102与第二油道104连通以实现第二出油口T2与进出油口10的连通，这样的油路设置使得本发明的结构更加紧凑、油路更加简单。

为了使上述油道的加工更加方便，第二油道104为沿着导向套1轴向设置的通孔，其与缸筒6相抵靠的一端设有第二堵头103以防止液压油泄露；第一油道102则沿着导向套1径向设置，其底端与第二压力控制阀3的第二出油口T2连通，其顶端则位于导向套1的径向端面上，第二油道104与第一油道102在其中间部分相交实现二者的连通，在第一油道102的顶端设有第三堵头106以防止液压油泄露，第三堵头106可以可拆卸地(例如螺纹连接)固定于导向套1上。

本发明的第二压力控制阀3与第一压力控制阀2组成先导型压力控制阀，这样当油腔瞬时压力大于或等于第一缓冲压力设定值时，作为先导阀的第一压力控制阀2开启，抑制缓冲压力峰值；而当油腔处于持续高压工况时，作为先导阀的第一压力控制阀2以及作为主阀的第二压力控制阀3共同开启，抑制缓冲压力峰值，不仅能够保护液压缸结构，而且也进一步降低了对配合间隙值的精度要求，降低了加工难度，提高了液压缸的缓冲可靠性。此外，本发明采用集成式模块化设计，可以根据不同缓冲要求方便地对第一压力控制阀2和第二压力控制阀3进行调整与设定，以达到更加理想的缓冲效果。

进一步地，在上述各实施例中，液压缸还可以包括节流油道4，该节流油道4连通有杆腔5和进出油口10，该节流油道4能够降低有杆腔5内的压力。通过设置该节流油道4，使得在有杆腔5内的压力低于第一缓冲压力设定值、第一压力控制阀2和/或第二压力控制阀3无法开启时，有杆腔5内的液压油可以通过该节流油道4流向进出油口10，从而通过节流油道4实现该工况下对缓冲压力的抑制。

作为节流油道4的具体实施方式，其可以为节流孔或节流槽，例如设置在导向套1上的节流孔或者设置在活塞杆9上的节流槽，但不难理解，节流油道4的实施方式并不局限于此。

本发明的第一压力控制阀2和第二压力控制阀3都可以为溢流阀。

如图1和图2所示，在本发明的一个实施例中，缓冲压力控制机构包括第一压力控制阀2、第二压力控制阀3以及节流油道4，其中第一压力控制阀2和第二压力控制阀3组成先导型溢流阀，第一压力控制阀2用作先导阀，第二压力控制阀3用作主阀，而节流油道4为设置在导向套1上的节流孔，且节流油道4沿着导向套1的轴向设置，节流油道4这样设置的好处在于，加工难度较小，成本较低，不仅适用于小吨位的液压缸，同时也适用于大吨位的液压缸。

基于该实施例，在缓冲过程中，当缓冲压力低于第一缓冲压力设定值、缓冲压力满足设计要求时，先导型溢流阀不开启，有杆腔5中的液压油能够通过节流油道4流向进出油口10，起到降低有杆腔5内缓冲压力的作用；当有杆腔5内的压力瞬时高于第一缓冲压力设定值时，作为先导阀的第一压力控制阀2开启，有杆腔5内的液压油能够经过节流油道4和第一压力控制阀2流向进出油口10，降低瞬时高压，抑制缓冲压力峰值；而当有杆腔5内的缓冲压力持续高于第一缓冲压力设定值时，作为先导阀的第一压力控制阀2和作为主阀的第二压力控制阀3都开启，有杆腔5内的液压油能够经过节流油道4、第一压力控制阀2和第二压力控制阀3流向进出油口10，实现抑制持续高压、保护液压缸的目的。

在上述各实施例中，主缓冲部和缓冲压力控制机构都是设置在单活塞杆液压缸的有杆腔5内的，这样可以在活塞杆9伸出时减缓活塞8的运动速度、抑制缓冲压力峰值，而实际上，本发明的主缓冲部和缓冲压力控制机构也可以设置在单活塞杆液压缸的无杆腔11内，这样可以在活塞杆9缩回时减缓活塞8的运动速度、抑制缓冲压力峰值，此外，还可以同时设置在有杆腔5和无杆腔11内，这样在活塞杆9伸出和缩回的两个运动方向上，都可以减缓活塞8的运动速度、抑制缓冲压力峰值；而且对于双活塞杆液压缸，本发明也是适用的，主缓冲部和缓冲压力控制机构可以同时设置在两个有杆腔5内，或者也可以设置在其中任意一个有杆腔5内。

图4示出了本发明第二实施例的结构图。图5示出了图4的II局部放大图。在该实施例中，缓冲压力控制机构设置在无杆腔11内。如图4和图5所示，缓冲压力控制机构设置在缸底12上，缸底12位于无杆腔11一端，其中第一压力控制阀2和/或第二压力控制阀3可拆卸地设置在缸底12上。

基于该第二实施例，主缓冲部能够在活塞杆9缩回时减缓活塞8的运动速度，避免其对缸底12造成冲击，损坏液压缸；而缓冲压力控制机构能够在该缓冲过程中抑制无杆腔11内的缓冲压力峰值，其工作原理与前述各实施例中抑制有杆腔5内缓冲压力峰值的工作原理相似，此处不再赘述。

如图4所示，在该第二实施例中，主缓冲部仍然是利用节流缝隙来实现缓冲目的的，其中，节流缝隙为缸底12上的中心孔与缓冲柱塞13之间的配合间隙，这是无杆腔11缓冲的一种常见结构形式，此处不再进行详细描述，当然，本发明还可以采用其他结构形式的主缓冲部来实现无杆腔11的缓冲。

此外，需要说明的是，在本发明的各实施例中，第一压力控制阀2的第一阀芯206与第一阀体204之间、第二压力控制阀3的第二阀芯306与第二阀体304之间可以设置环面密封或线密封等密封结构，以避免液压油泄露对液压缸的性能的影响。

本发明所提供的液压缸，适用于起重机和挖掘机等各种工程机械，尤其适用于大吨位的工程机械。由于本发明的液压缸具有上述有益效果，因此，包括该液压缸的工程机械也具有相应的技术效果。

以上所述仅为本发明的示例性实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种液压缸，包括油腔、与所述油腔连通的进出油口(10)和主缓冲部，所述主缓冲部用于在所述液压缸的活塞(8)运动到设定缓冲区域时减缓所述活塞(8)的运动速度，其特征在于，所述液压缸还包括缓冲压力控制机构，所述缓冲压力控制机构包括第一压力控制阀(2)，在所述油腔内的压力大于或等于第一缓冲压力设定值时所述第一压力控制阀(2)开启以通过所述第一压力控制阀(2)连通所述油腔和所述进出油口(10)。

2.根据权利要求1所述的液压缸，其特征在于，所述第一压力控制阀(2)的第一出油口(T1)与所述进出油口(10)连通，所述第一压力控制阀(2)的第一进油口(P1)与所述油腔连通，所述第一压力控制阀(2)的第一阀芯(206)用于控制所述第一进油口(P1)与所述第一出油口(T1)是否连通，所述第一出油口(T1)为多个第一通油孔。

3.根据权利要求1所述的液压缸，其特征在于，所述第一压力控制阀(2)的第一阀芯(206)将第一压力控制阀(2)内部分隔为第一阀腔(203)和第二阀腔(207)，所述第一阀腔(203)通过所述第一压力控制阀(2)的第一出油口(T1)与所述进出油口(10)连通，所述第一阀芯(206)用于控制所述第二阀腔(207)与所述第一压力控制阀(2)的第一进油口(P1)是否连通，所述第一进油口(P1)与所述油腔连通，所述第一阀腔(203)和所述第二阀腔(207)通过通流油道(205)连通。

4.根据权利要求3所述的液压缸，其特征在于，所述第一压力控制阀(2)包括第一阀体(204)，所述第一压力控制阀(2)的第一阀芯(206)设置在所述第一阀体(204)内，所述通流油道(205)设置在所述第一阀芯(206)和/或所述第一阀体(204)上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的液压缸，其特征在于，所述缓冲压力控制机构还包括第二压力控制阀(3)，所述第二压力控制阀(3)设置为：

在所述第一压力控制阀(2)开启后所述油腔内的压力仍持续大于或等于所述第一缓冲压力设定值时，所述第二压力控制阀(3)开启以通过所述第二压力控制阀(3)连通所述油腔和所述进出油口(10)；或者，

在所述油腔内的压力大于或等于第二缓冲压力设定值时，所述第二压力控制阀(3)开启以通过所述第二压力控制阀(3)连通所述油腔和所述进出油口(10)，所述第二缓冲压力设定值大于所述第一缓冲压力设定值。

6.根据权利要求5所述的液压缸，其特征在于，所述第二压力控制阀(3)与所述第一压力控制阀(2)组合形成先导型压力控制阀，所述第一压力控制阀(2)用作所述第二压力控制阀(3)的先导阀，在所述第一压力控制阀(2)开启后所述油腔内的压力仍持续大于或等于所述第一缓冲压力设定值时，所述第二压力控制阀(3)开启。

7.根据权利要求6所述的液压缸，其特征在于，所述第二压力控制阀(3)的第二阀芯(306)将所述第二压力控制阀(3)内部分隔为第三阀腔(303)和第四阀腔(307)，所述第四阀腔(307)通过所述第二压力控制阀(3)的第二出油口(T2)与所述进出油口(10)连通，所述第二阀芯(306)用于控制所述第四阀腔(307)与所述第二压力控制阀(3)的第二进油口(P2)是否连通，所述第二进油口(P2)与所述油腔连通，所述第三阀腔(303)与所述第一压力控制阀(2)的第一进油口(P1)连通，所述第一进油口(P1)通过第一阻尼单元(101)与所述油腔连通。

8.根据权利要求7所述的液压缸，其特征在于，所述第一阻尼单元(101)为节流孔或节流槽。

9.根据权利要求7所述的液压缸，其特征在于，所述第二出油口(T2)为多个第二通油孔。

10.根据权利要求5所述的液压缸，其特征在于，所述第一压力控制阀(2)为溢流阀，和/或所述第二压力控制阀(3)为溢流阀。

11.根据权利要求1所述的液压缸，其特征在于，所述油腔为有杆腔(5)和/或无杆腔(11)。

12.根据权利要求1所述的液压缸，其特征在于，

所述油腔为有杆腔(5)，所述主缓冲部包括与所述液压缸的活塞杆(9)配合的导向套(1)，所述缓冲压力控制机构可拆卸地设置在所述导向套(1)上；和/或

所述油腔为无杆腔(11)，所述缓冲压力控制机构可拆卸地设置在所述液压缸的缸底(12)上。

13.根据权利要求1所述的液压缸，其特征在于，所述液压缸还包括节流油道(4)，所述节流油道(4)连通所述油腔和所述进出油口(10)。

14.根据权利要求13所述的液压缸，其特征在于，所述节流油道(4)为节流孔或节流槽。

15.一种工程机械，其特征在于，包括如权利要求1至14中任一项所述的液压缸。