CN108661110B - 挖掘机电控负流量多路控制阀总成 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种挖掘机电控负流量多路控制阀总成，其属于工程机械技术领域。它解决了现有技术中传统负流量多路控制阀存在的燃油消耗大、开发成本高、灵敏度低的缺陷。其主体结构包括主控阀，所述主控阀包括阀体阀杆总成和比例阀组总成，所述阀体阀杆总成包括阀杆总成、左阀体和右阀体，所述左阀体和右阀体上均装配有长端盖和短端盖，所述比例阀组总成包括两个以上的比例电磁阀，所述比例电磁阀分别插装在长端盖和短端盖上。本发明主要用于挖掘机等工程机械上。

Description

挖掘机电控负流量多路控制阀总成

技术领域：

本发明属于工程机械技术领域，具体地说，尤其涉及一种挖掘机电控负流量多路控制阀 总成。

背景技术：

负流量多路控制阀(以下简称多路阀)总成是挖掘机液压系统的核心部件，多路阀控制 液压泵向各液压缸、液压马达等执行元件的流量分配、优先级别和复合动作，实现挖掘机各 种单动作及复合动作。

多路阀通过采集主控阀中位节流孔前的压力信号作用于泵的变量调节机构上，泵排量与 压力信号成反比。正常工作时，泵排出的油液通过主控阀一部分流向执行机构，一部分经中 央旁通油道、负流量反馈阀后回油，当控制执行机构减速时，去执行机构的油液减少，经旁通油道回油的油液增多，负流量反馈阀节流孔前的压力升高，此压力信号通过FL或FR作用 于泵上，使相应泵排量减小；反之，当控制执行机构加速时，去执行机构的油液增多，而经 中央旁通油道的油液减少，较低的压力信号作用在泵的调节机构上，使相应泵的排量大，从而满足泵的流量与执行机构对流量的需求相匹配。

传统的负流量系统有不少缺点，如无法实现无人操作，在整平作业时对司机操作要求比 较高。

发明内容：

为了解决现有技术中传统负流量多路控制阀存在的燃油消耗大、开发成本高、灵敏度低 的缺点，本发明提供了一种区别于现有技术的挖掘机电控负流量多路控制阀总成，其燃油消 耗低、开发周期短且成本低，灵敏度较高，加工和装配效率较高。

为了实现上述目的，本发明是采用以下技术方案实现的：

一种挖掘机电控负流量多路控制阀总成，包括主控阀，所述主控阀包括阀体阀杆总成和 比例阀组总成，所述阀体阀杆总成包括阀杆总成、左阀体和右阀体，所述左阀体和右阀体上 均装配有长端盖和短端盖，所述比例阀组总成包括两个以上的比例电磁阀，所述比例电磁阀分别插装在长端盖和短端盖上。

进一步地，所述阀体阀杆总成还包括中间阀体，所述左阀体与中间阀体通过螺栓连接， 右阀体与中间阀体通过螺栓连接；所述左阀体和右阀体上均设有一处长端盖和一处短端盖； 所述比例阀组总成包括二十个比例电磁阀，每五个比例电磁阀分别插装在长端盖和短端盖上。

进一步地，所述阀体阀杆总成还包括负流量控制阀、中央旁通阀和各联阀，各联阀包括 斗杆一联阀、多功能联阀、回转联阀、动臂一联阀、行走一联阀、直线行走联阀、行走二联 阀、动臂二联阀、铲斗联阀和斗杆二联阀；所述负流量控制阀、中央旁通阀和各联阀分别插装在左阀体、右阀体和中间阀体的腔孔中。

进一步地，所述左阀体和右阀体上分别装配有五根阀杆总成。

进一步地，所述比例电磁阀可以竖直、向左、向右、向前或向后插装到长端盖上。

进一步地，所述比例电磁阀可以竖直、向左、向右、向前或向后插装到短端盖上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、节能：取消了先导手柄，比例电磁阀直接插装到长端盖和短端盖上，减少了先导手柄 到主控阀的压力损失，降低燃油消耗；

2、控制更加灵敏：由于取消了先导油管，改为电路控制，使得先导油到主控阀的时间进 一步缩减，控制更加灵敏；

3、实现主控阀阀体通用，提高原负流量系统和电控负流量系统元件的通用性：如主控阀 安装板、与阀连接的相关管件，阀杆和各种压力插装阀等都保持不变，使整机的研发成本、 管理成本等都得到降低；

4、降低主控阀生产厂家研发成本：由于阀体的通用化设计，减少了机床、模具、刀具和 夹具的投入，提高了工作效率，节省成本4000万以上；

5、将零散的端盖改为整体式铸造结构，不仅提高了铸造效率，还提高了加工和装配效率；

6、缩短主控阀生产厂家开发周期：由于主阀体可以通用，仅仅改动端盖就可以实现电控， 开发周期比全新开发周期缩短2/3以上，由原来的3到5年缩短到1-2年。

附图说明：

图1为本发明的原理简图；

图2为本发明的轴测图；

图3为图2中B-B部分的剖视图；

图4为图2中A-A长端盖部分的剖视图；

图5A为本发明中长端盖的轴测图一；

图5B为本发明中长端盖的轴测图二；

图6A为本发明中短端盖的轴测图一；

图6B为本发明中短端盖的轴测图二；

图7为本发明中比例电磁阀的布置方式一；

图8为本发明中比例电磁阀的布置方式二；

图9为本发明中比例电磁阀的原理图；

图10为本发明中比例电磁阀的结构图；

图11为本发明使用状态的原理图；

图12为图11中H处的局部放大图；

图13为图11中G处的局部放大图；

图14为图11中K处的局部放大图；

图15为图11中M处的局部放大图；

图16为现有技术的主控阀的轴测图；

图17为现有技术的主控阀去掉的油道的原理图。

图中：1、阀体阀杆总成；2、负流量控制阀；3、中央旁通阀；4、比例阀组总成；5、螺栓连接孔；6、斗杆一联阀；7、多功能联阀；8、回转联阀；9、动臂一联阀；10、行走一联 阀；11、直线行走联阀；12、行走二联阀；13、动臂二联阀；14、铲斗联阀；15、斗杆二联阀；16、长端盖；17、阀杆总成；18、短端盖；19、左阀体；20、中间阀体；21、右阀体； 22、端盖T油道；23、端盖P油道；24、端盖工作油道；25、电磁线圈；26、O形圈；27、 原多路阀长端盖；28、原多路阀短端盖；29、ECU电子控制单元；30、电控手柄；31、电磁 阀组总成；32、先导油源；33、主泵总成；34、回转马达；35、行走马达；36、直线行走油 道；37、合流油道；38、铲斗油缸；39、定位螺钉孔；40、螺栓安装孔；51、第一比例电磁阀；52、第二比例电磁阀；53、第三比例电磁阀；54、第四比例电磁阀；55、第五比例电磁 阀；56、第六比例电磁阀；57、第七比例电磁阀；58、第八比例电磁阀；59、第九比例电磁 阀；60、第十比例电磁阀；61、第十一比例电磁阀；62、第十二比例电磁阀；63、第十三比 例电磁阀；64、第十四比例电磁阀；65、第十五比例电磁阀；66、第十六比例电磁阀；67、 第十七比例电磁阀；68、第十八比例电磁阀；69、第十九比例电磁阀；70、第二十比例电磁 阀；71、中央旁通阀Ⅰ。

具体实施方式：

下面通过具体实施例并结合附图对本发明作进一步说明。

实施例1：

如图1-4所示，一种挖掘机电控负流量多路控制阀总成，包括主控阀，所述主控阀包括 阀体阀杆总成1和比例阀组总成4，所述阀体阀杆总成1包括阀杆总成17、左阀体19和右阀体21，所述左阀体19和右阀体21上均装配有长端盖16和短端盖18，所述比例阀组总成4包括两个以上的比例电磁阀，所述比例电磁阀分别插装在长端盖16和短端盖18上。

实施例2：

所述阀体阀杆总成1还包括中间阀体20，所述左阀体19与中间阀体20通过螺栓连接， 右阀体21与中间阀体20通过螺栓连接；所述左阀体19和右阀体21上均设有一处长端盖16 和一处短端盖18；所述比例阀组总成4包括二十个比例电磁阀，每五个比例电磁阀分别插装 在长端盖16和短端盖18上。

所述阀体阀杆总成1还包括负流量控制阀2、中央旁通阀3和各联阀，各联阀包括斗杆 一联阀6、多功能联阀7、回转联阀8、动臂一联阀9、行走一联阀10、直线行走联阀11、行走二联阀12、动臂二联阀13、铲斗联阀14和斗杆二联阀15；所述负流量控制阀2、中央旁通阀3和各联阀分别插装在左阀体19、右阀体21和中间阀体20的腔孔中；所述比例阀组总 成4向阀体阀杆总成1中的各联阀发送压力信号。左阀体19和右阀体21上均设有负流量控 制阀2和中央旁通阀3，以右阀体21为例，所述中央旁通阀3的进油口与阀体阀杆总成1中 的斗杆二联阀15连接，出油口与负流量控制阀2连接，中央旁通阀3的控制口通过胶管与电 磁阀组总成31中的比例阀A6连接。

比例阀组总成4包括第一比例电磁阀51至第二十比例电磁阀70共二十个，所述第一比 例电磁阀51的工作油口A与中央旁通阀Ⅰ71连接；第二比例电磁阀52的工作油口A与斗杆二联阀15的阀杆的一端连接，第三比例电磁阀53的工作油口A与斗杆二联阀15的阀杆 的另一端连接；第四比例电磁阀54的工作油口A与铲斗联阀14的阀杆的一端连接，第五比 例电磁阀55的工作油口A与铲斗联阀14的阀杆的另一端连接；第六比例电磁阀56的工作 油口A与动臂二联阀13的阀杆的一端连接，第七比例电磁阀57的工作油口A与动臂二联阀 13的阀杆的另一端连接；第八比例电磁阀58的工作油口A与行走二联阀12的阀杆的一端连接，第九比例电磁阀59的工作油口A与行走二联阀12的阀杆的另一端连接；第十比例电磁 阀60的工作油口A与直线行走联阀11的阀杆的一端连接；第十一比例电磁阀61的工作油 口A与行走一联阀10的阀杆的一端连接，第十二比例电磁阀62的工作油口A与行走一联阀 10的阀杆的另一端连接；第十三比例电磁阀63的工作油口A与动臂一联阀9的阀杆的一端 连接，第十四比例电磁阀64的工作油口A与动臂一联阀9的阀杆的另一端连接；第十五比 例电磁阀65的工作油口A与回转联阀8的阀杆的一端连接，第十六比例电磁阀66的工作油 口A与回转联阀8的阀杆的另一端连接；第十七比例电磁阀67的工作油口A与多功能联阀 7的阀杆的一端连接，第十八比例电磁阀68的工作油口A与多功能联阀7的阀杆的另一端连接；第十九比例电磁阀69的工作油口A与斗杆一联阀6的阀杆的一端连接，第二十比例电 磁阀70的工作油口A与斗杆一联阀6的阀杆的另一端连接。所述一至二十比例电磁阀(51-70) 的回油口T并联连接后接回油箱；所述一至二十比例电磁阀(51-70)的进油口P并联连接后 与电磁阀组总成31连接，所述一至二十比例电磁阀(51-70)向阀体阀杆总成1中的各联阀 发送压力信号。

所述左阀体19和右阀体21上分别装配有五根阀杆总成17；如图7-8所示，所述比例电 磁阀可以竖直、向左、向右、向前或向后插装到长端盖16上。所述比例电磁阀可以竖直、向 左、向右、向前或向后轴线方向对整体式端盖安装面方向插装到短端盖18上。

如图5A、5B、6A、6B所示，长端盖16和短端盖18均通过螺栓连接孔5安装在左阀体19和右阀体21上，二十个比例电磁阀通过螺栓安装孔40分别安装在长端盖16和短端盖18上，长端盖16安装在阀杆总成17中有弹簧的一端；短端盖18安装在阀杆总成17中没有弹 簧的一端，短端盖18上设有定位螺钉孔39，由于阀杆上有一个长型槽，因此需要通过定位 螺钉孔39拧紧螺钉限制比例电磁阀在槽里轴向转动。

比例电磁阀直接插装到整体式结构的端盖(长端盖16和短端盖18)上，不但节省了先 导管路，而且提高了阀杆总成17移动的响应速度；比例电磁阀根据ECU电子控制单元29传 输过来电流(或电压)的大小，从而控制端盖P油道23先导油到端盖工作油道24的流量，控制主阀杆的位移，更容易实现挖掘机的精准作业和无人作业。其他部分与实施例1相同。

如图16所示为原负流量多路阀的轴测图，原多路阀长端盖27、原多路阀短端盖28为改 进前分散的端盖；如图4、5A、5B、6A、6B所示，本发明为整体式端盖，即将原来分散的20个端盖(原多路阀长端盖27和原多路阀短端盖28)整合为整体式结构的四个端盖(即长端盖16和短端盖18)，然后将比例电磁阀的端盖T油道22、端盖P油道23铸造出来，将每 个腔孔机加工后，再将比例电磁阀通过螺栓安装孔40直接插装到长端盖16和短端盖18的腔 孔中。如图4所示，每一个端盖(长端盖16或短端盖18)共用一个进油口(即端盖P油道 23)，共用一个回油口(即端盖T油道22)，端盖工作油道24分别接通每个联阀的阀杆的端 部。当比例电磁阀不工作时，端盖工作油道24接通端盖T油道22，此时阀杆总成17端部回 油；当比例电磁阀带电工作时，端盖工作油道24接通端盖P油道23，从而将先导控制油引 到各联阀的阀杆的端部，推动阀杆总成17动作。

如图9-10所示，O形圈26将比例电磁阀的阀芯分成三部分，P为进油口，T为回油口，A为工作油口，比例电磁阀通过电流(或电压)的信号，来控制这三个油口的通断和开度的大小。具体原理如下：当输入的电流(或电压)信号按照预定的曲线给电磁线圈25通电时，比例电磁阀的阀芯开度会按照输入电流(或电压)的大小而变化；以下按电流控制型比例电磁阀举例，当电磁线圈25没有电流输入时，比例电磁阀的阀芯会在中位，此时工作油口A 和回油口T连通，进油口P截止；当给电磁线圈25一个小电流信号时，进油口P到A口的 阀芯开度很小，此时工作油口A会得到一个小的压力，此时的比例电磁阀类似一个定值减压 阀；当给电磁线圈一个大电流信号时，进油口P到工作油口A的阀芯开度最大，进油口P到工作油口A的油道会完全打开；所以，通过控制电流信号(或电压)的大小，就可以间接地 控制比例电磁阀的工作油口A的压力大小。

本发明安装使用的整机工作原理为：

如图11-15所示，假设此时整机启动并处于待机状态，各个比例电磁阀不动作，启动瞬间 主泵总成33输出的流量全部经过阀体阀杆总成1中的中央旁通阀3，到达负流量控制阀2，负流 量压力信号FR和FL压力从零迅速升高，并反馈到主泵总成33的控制口，此时P1变量泵和P2 变量泵的斜盘摆角从最大到最小，并一直维持最小摆角。

当执行元件(行走马达、铲斗油缸、动臂油缸、回转马达或斗杆油缸等)需要快速动作 时，扳动电控手柄30至最大角度，此电信号传递到ECU电子控制单元29中，通过CPU(中央处理器)判断，ECU电子控制单元29输出一个较大的电流(或电压)信号，此电信号传递给比例电磁阀，从而输出较高的二次压力，此压力传递给主阀杆，推动主阀杆动作(完全 到位)，此时从主泵总成33过来的油液，全部到达执行元件，中央旁通油道没有油液，负流 量控制阀2处压力信号为零，此时P1变量泵和P2变量泵的排量最大(假设泵功率不超载的 情况下)。

当执行元件需要慢动作时，扳动电控手柄30至一个小角度，此电信号传递到ECU电子 控制单元29中，通过CPU(中央处理器)判断，ECU电子控制单元29输出一个较低的电流(或电压)信号，此电信号传递给比例电磁阀，从而输出较低的二次压力，此压力传递给主阀杆，推动主阀杆动作(半开半闭)，此时从主泵总成33过来的油液，一部分到达执行元件，一部分经过中央旁通油道，到达负流量控制阀2，负流量控制阀2处压力增大，其压力值取决于主阀杆的开度大小；此时，P1变量泵和P2变量泵的排量减小。

当进行单动作作业时(如单铲斗动作)，在图11所示的电控负流量系统中，通过ECU电 子控制单元29发出信号，控制左阀体19中的中央旁通阀3，将旁通油路关掉，此时P1变量泵有较大流量输出，通过合流油道37，进入到铲斗联阀14，这样P1变量泵和P2变量泵合流进入到铲斗油缸38，不仅提高了作业效率，还降低了燃油消耗。

图17为现有技术的主控阀，本发明相对比图17，去掉了直线行走油道36(黑色加深线 条部分)，有效降低了铸造废品率和降低了主控阀阀体铸造难度。

文中所指的比例电磁阀指一至二十比例电磁阀(51-70)或其中之一。

Claims (5)

1.一种挖掘机电控负流量多路控制阀总成，包括主控阀，所述主控阀包括阀体阀杆总成（1）和比例阀组总成（4），所述阀体阀杆总成（1）包括阀杆总成（17）、左阀体（19）和右阀体（21），所述左阀体（19）和右阀体（21）上均装配有长端盖（16）和短端盖（18），所述比例阀组总成（4）包括两个以上的比例电磁阀，所述比例电磁阀分别插装在长端盖（16）和短端盖（18）上，其特征在于：所述阀体阀杆总成（1）还包括中间阀体（20），所述左阀体（19）与中间阀体（20）通过螺栓连接，右阀体（21）与中间阀体（20）通过螺栓连接；所述左阀体（19）和右阀体（21）上均设有一处长端盖（16）和一处短端盖（18）；所述比例阀组总成（4）包括二十个比例电磁阀，每五个比例电磁阀分别插装在长端盖（16）和短端盖（18）上。

2.根据权利要求1所述的挖掘机电控负流量多路控制阀总成，其特征在于：所述阀体阀杆总成（1）还包括负流量控制阀（2）、中央旁通阀（3）和各联阀，各联阀包括斗杆一联阀（6）、多功能联阀（7）、回转联阀（8）、动臂一联阀（9）、行走一联阀（10）、直线行走联阀（11）、行走二联阀（12）、动臂二联阀（13）、铲斗联阀（14）和斗杆二联阀（15）；所述负流量控制阀（2）、中央旁通阀（3）和各联阀分别插装在左阀体（19）、右阀体（21）和中间阀体（20）的腔孔中。

3.根据权利要求2所述的挖掘机电控负流量多路控制阀总成，其特征在于：所述左阀体（19）和右阀体（21）上分别装配有五根阀杆总成（17）。

4.根据权利要求3所述的挖掘机电控负流量多路控制阀总成，其特征在于：所述比例电磁阀可以竖直、向左、向右、向前或向后插装到长端盖（16）上。

5.根据权利要求4所述的挖掘机电控负流量多路控制阀总成，其特征在于：所述比例电磁阀可以竖直、向左、向右、向前或向后插装到短端盖（18）上。