CN109372815B - 多路换向阀及双泵供油液压系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及多路换向阀，为解决现有多路换向阀无法实现联合操控及液压系统中节能效果不明显的问题；提供一种多路换向阀，P1油口经单向阀与液控单向阀和第一联主控换向阀连接，P2油口与合流分流阀和第二联主控换向阀连接；液控单向阀控制端经第四开关阀与回油油道连接，合流分流阀弹簧腔分别经与第一、第二联主控换向阀联动的第一、第二开关阀与回油油道连接、经第三开关阀与回油油道连接、经第二单向阀与第四开关阀液控端连接；第一、第二联主控换向阀负载信号经梭阀引出后依次经溢流阀、阻尼孔与回油油道连接，阻尼孔阀前连接第四开关阀弹簧腔和第三开关阀控制端。本发明能实现两控制单元联合操控，降低液压系统能量损耗、提高作业效率。

Description

多路换向阀及双泵供油液压系统
技术领域
本发明涉及一种液压阀，更具体地说，涉及一种多路换向阀及液压系统。
背景技术
目前工程机械特别是装载机常用多路阀有开中心多路阀以及闭中心多路阀，其中开中心多路阀为节流调速型，技术成熟，结构简单，但因其节流调速的技术特点，其能耗相对较高，且操控性较差；另外闭中心多路换向阀改变了开中心系统的节流调速的特点，通过变量泵的排量变化实现了流量按需供给，降低了节流损失，同时为了实现好的操控性能，目前均采用了压力补偿的方法实现了多工作装置的动作协调，但压力补偿的方法同样是采用节流的原理来实现不同负载的压力平衡，当两工作装置间存在较大的压力差时，且二者同时动作时，仍然存在较大的压力损耗，节能效果不理想。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有多路换向阀在液压系统中节能效果不明显以及双联联合操控的问题，而提供一种在液压系统中节能效果明显的多路换向阀以及液压系统。
本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种多路换向阀，包括回油油道、第一联主控换向阀、第二联主控换向阀、合流分流阀、用于先导控制信号输入的b3油口、用于压力油源接入的P1油口和P2油口，其特征在于：
所述P1油口同时与第一单向阀的进油端和液控单向阀的进油端连接，液控单向阀的出油端与回油油道连接；液控单向阀的液控端经第四开关阀3与回油油道连接；第一单向阀的出油端同时与所述合流分流阀第一油口和第一联主控换向阀的工作进油端连接；所述P2油口同时与所述合流分流阀第二油口和第二联主控换向阀的工作进油端连接；
所述合流分流阀的弹簧腔连接四路油路，其中第一路经过与第一联主控换向阀联动的第一开关阀与回油油道连接，第二路经过与第二联主控换向阀联动的第二开关阀与回油油道连接，第三路经第三开关阀与回油油道连接，第四路与第二单向阀的进油端连接，第二单向阀的出油端与第四开关阀的液控端连接并且经第三阻尼孔与回油油道连接；所述b3油口经第三单向阀与所述第四开关阀的液控端连接；
所述第一联主控换向阀的负载信号输出端还与梭阀的第一进油端连接，所述第二联主控换向阀的负载信号输出端还与梭阀的第二进油端连接，所述梭阀的出油端依次经溢流阀、第四阻尼孔与回油油道连接；所述第四阻尼孔的阀前进油端同时与第三开关阀的液控端和第四开关阀的弹簧腔连接；
所述第一联主控换向阀处于中位时第一开关阀导通而所述第一联主控换向阀处于左位和右位时第一开关阀截止；所述第二联主控换向阀处于中位时第二开关阀导通而第二联主控换向阀处于左位和右位时第二开关阀截止；所述溢流阀导通溢流时所述第三开关阀导通否则所述第三开关阀截止；所述第四开关阀液控端的作用力大于弹簧腔作用力时截止否则所述第四开关阀导通；所述合流分流阀的弹簧腔控制其第一油口与第二油口导通或截止。
进一步地，上述多路换向阀中，所述P1油口还经第一定差溢流阀与回油油道连接，第一联主控换向阀的负载信号输出端与第一定差溢流阀的弹簧腔连接；所述P2油口还经第二定差溢流阀与回油油道连接；第二联主控换向阀的负载信号输出端与第二定差溢流阀的弹簧腔连接，进一步地，第一联主控换向阀的负载信号输出端经第一阻尼孔与回油油道连接；第二联主控换向阀的负载信号输出端经第二阻尼孔与回油油道连接。
进一步地，上述多路换向阀中，还包括与所述合流分流阀联动的第五开关阀，所述第五开关阀连接在第一联主控换向阀5的负载信号输出端与第二联主控换向阀的负载信号输出端之间的第五开关阀，所述合流分流阀的打开时所述第五开关阀的导通，所述合流分流阀的关闭时所述第五开关阀的截止。进一步地，所述第五开关阀集成在所述合流分流阀中。
进一步地，上述多路换向阀中，所述合流分流阀为液控双向阀，其第一油口和第二油口各自通过串联的阻尼孔和单向阀与其弹簧腔连通。
本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种双泵供油液压系统，包括液压油箱、进油口与液压油箱连接的第一定量泵和第二定量泵、先导阀、第一液压执行件、第二液压执行件、梭阀组，所述先导阀的回油端与液压油箱连接，先导阀的进油端与先导油源连接，所述梭阀组的各进油端向出油端单向导通；其特征在于还包括梭阀组和前述的多路换向阀，所述多路阀的P1油口与第一定量泵的泵口连接，所述多路阀的P2油口与第二定量泵的泵口连接，第一液压执行件与第一联主控换向阀的工作油口连接、第二液压执行件与第二联主控换向阀的工作油口连接，先导阀的先导信号输出端与第一联主控换向阀和第二联主控换向阀的先导油口对应连接，所述梭阀组的各进油端与先导阀的各先导信号输出端对应连接，梭阀组的出油端与b3油口连接；回油油路与液压油箱连接。
本发明与现有技术相比，本发明与现有技术相比具有如下有益效果：本发明多路阀用于定量泵系统，可实现低压卸荷、高压卸荷、双泵合流、双泵独立供油等功能，实现整机液压系统低成本，低能量损耗，两工装装置复合动作等各项功能需求。
附图说明
图1是本发明多路换向阀的原理图。
图2是合流分流阀的原理图。
图3是本发明双泵供油液压系统的原理图。
图中零部件名称及序号：
第一定差溢流阀1、液控单向阀2、第四开关阀3、第三单向阀4、第一联主控换向阀5、第一开关阀51、第三阻尼孔6、第二单向阀7、第一阻尼孔8、第三开关阀9、第四阻尼孔10、溢流阀11、梭阀12、合流分流阀13、第五开关阀131、第二阻尼孔14、第二定差溢流阀15、第二联主控换向阀16、第二开关阀161、第一单向阀18、回油油道19、液压油箱20、第一定量泵21、第二定量泵22、先导阀23、第一液压执行件24、第二液压执行件25、梭阀组26。
具体实施方式
下面结合附图说明具体实施方案。
如图3所示，本实施例中的双泵供油液压系统包括液压油箱20、进油口与液压油箱20连接的第一定量泵21和第二定量泵22、先导阀23、第一液压执行件24、第二液压执行件25、梭阀组26、多路换向阀等。
多路换向阀的原理结构如图1图2所示，多路换向阀包括回油油道19、第一联主控换向阀5、第二联主控换向阀16、合流分流阀13、b3油口、P1油口和P2油口。
P1油口同时与第一定差溢流阀1的进油端、第一单向阀18的进油端和液控单向阀2的进油端连接，第一定差溢流阀1和液控单向阀2的出油端均与回油油道连接；液控单向阀2的液控端经第四开关阀3与回油油道连接；第一单向阀18的出油端同时与合流分流阀13第一油口和第一联主控换向阀5的工作进油端连接；第一联主控换向阀5的负载信号输出端经第一阻尼孔8与回油油道连接且第一阻尼孔8的阀前进油端与第一定差溢流阀1的弹簧腔连接。
P2油口同时与第二定差溢流阀15的进油端、合流分流阀13第二油口和第二联主控换向阀16的工作进油端连接；第二联主控换向阀16的负载信号输出端经第二阻尼孔14与回油油道连接且第二阻尼孔14的阀前进油端与第二定差溢流阀15的弹簧腔连接。
合流分流阀13中集成有与合流分流阀13联动的第五开关阀131，第五开关阀131连接在第一联主控换向阀5的负载信号输出端与第二联主控换向阀16的负载信号输出端之间的第五开关阀。合流分流阀13的打开时第五开关阀的导通，合流分流阀13的关闭时第五开关阀的截止。合流分流阀13为液控双向阀，其第一油口和第二油口各自通过串联的阻尼孔和单向阀与其弹簧腔连通。当弹簧腔与回油油道导通时，第一油口和第二油口导通，否则第一油口与第二油口截止。
合流分流阀13的弹簧腔连接四路油路，其中第一路经过与第一联主控换向阀5联动的第一开关阀51与回油油道19连接，第二路经过与第二联主控换向阀16联动的第二开关阀161与回油油道19连接，第三路经第三开关阀9与回油油道19连接，第四路与第二单向阀7的进油端连接，第二单向阀7的出油端与第四开关阀3的液控端连接并且经第三阻尼孔6与回油油道19连接；b3油口经第三单向阀4与第四开关阀3的液控端连接。
第一联主控换向阀5的负载信号输出端还与梭阀12的第一进油端连接，第二联主控换向阀16的负载信号输出端还与梭阀12的第二进油端连接，梭阀12的出油端依次经溢流阀11、第四阻尼孔10与回油油道19连接；第四阻尼孔的阀前进油端同时与第三开关阀9的液控端和第四开关阀3的弹簧腔连接。
第一联主控换向阀5处于中位时第一开关阀51导通而处于左位或右位时截止；第二联主控换向阀16处于中位时第二开关阀161导通而处于左位或右位时截止；溢流阀11导通溢流时第三开关阀9导通否则第三开关阀9截止；第四开关阀3液控端的作用力大于弹簧腔作用力时截止否则第四开关阀3导通；合流分流阀13的弹簧腔控制其第一油口与第二油口导通或截止。
梭阀组的各进油端向出油端单向导通；先导阀的回油端与液压油箱连接，先导阀的进油端与先导油源连接，多路阀的P1油口与第一定量泵的泵口连接，多路阀的P2油口与第二定量泵的泵口连接，第一液压执行件与第一联主控换向阀5的工作油口连接、第二液压执行件与第二联主控换向阀16的工作油口连接，先导阀的先导信号输出端与第一联主控换向阀5和第二联主控换向阀16的先导油口对应连接，梭阀组的各进油端与先导阀的各先导信号输出端对应连接，梭阀组的出油端与b3油口连接，先导阀的各先导信号输出端经梭阀组向b3油口单向导通；回油油路与液压油箱连接。
先导阀23的回油端与液压油箱20连接，先导阀23的进油端与先导油源(先导泵)连接，梭阀组26的各进油端向出油端单向导通；多路阀的P1油口与第一定量泵21的泵口连接，多路阀的P2油口与第二定量泵22的泵口连接，第一液压执行件24与第一联主控换向阀5的工作油口也即A1油口和B1油口连接，第二液压执行件25与第二联主控换向阀16的工作油口也即A2油口和B2油口连接，先导阀23的先导信号输出端与第一联主控换向阀5的先导油口(也即a1油口和b1油口)和第二联主控换向阀16的先导油口(也即a2油口和b2油口)对应连接，梭阀组26的各进油端与先导阀23的各先导信号输出端对应连接，梭阀组7的出油端与b3油口连接；回油油路19经T油口与液压油箱连接。
该双定量泵供油液压系统的工作原理如下：
操纵先导阀只对第一液压执行件进行微动操作时，先导阀输出的先导信号压力传递至第一联主控换向阀5的先导油口，使第一联主控换向阀5换向从而向第一液压执行件输出液压油使其执行相应的动作，此时与第一联主控换向阀5联动的第一开关阀51关闭截止。但由于第二联主控换向阀16因没有操作而处于中位，因此与第二联主控换向阀16联动的第二开关阀161处于导通位置，因此合流分流阀13处于导通状态。同时第二单向阀7的进油端因第二开关阀161的导通而没有压力油的输入。先导阀输出的先导信号压力同时通过梭阀组传递至b3油口，进而通过第三单向阀传递至第四开关阀3的液控端，由于是微动操作，先导阀输出的先导信号压力不足以使第四开关阀3换向，第四开关阀3处于导通状态，液控单向阀2的弹簧腔经第四单向阀3与回油油路连通，液控单向阀2打开，P1油口经液控单向阀2卸荷，实现第一定量泵的低压卸荷。第二定量泵输出的液压油经P2油口、合流分流阀13、第一联主控换向阀5向第一液压执行件供油，使第一液压执行件执行相应的动作。同理，当只对第二液压执行件进行微动操作时，与第二联主控换向阀16联动的第二开关阀161关闭截止，与第一联主控换向阀5联动的第一开关阀51导通，第一定量泵经液控单向阀进行低压卸荷，第二定量泵输出的液压油经P2油口、第二联主控换向阀16向第二液压执行件供油，使第二液压执行件执行相应的动作。也即第一液压执行件或第二液压执行件进行微动操作时，第一定量泵经液控单向阀2进行低压卸荷，第二定量泵提供第一液压执行件或第二液压执行件所需的液压油。
操纵先导阀只对第一液压执行件进行大幅度操作时，与第一联主控换向阀5联动的第一开关阀51关闭截止，与第二联主控换向阀16联动的第二开关阀161处于导通位置，合流分流阀13的弹簧腔经第二开关阀161与回油油道19导通，合流分流阀13导通。先导阀输出的先导信号压力经梭阀组、b3油口、第三单向阀4作用于第四开关阀的液控端，使第四液控开关阀3换向而截止，从而导致液控单向阀2关闭，第一定量泵输出的液压油经P1油口、第一单向阀18向第一联主控换向阀5供油，第二定量泵经P2油口、合流分流阀13向第一联主控换向阀5供油，第一定量泵和第二定量泵的供油合流后经第一联主控换向阀5向第一液压执行件供油，使使第一液压执行件执行相应的动作。同理，操纵先导阀只对第二液压执行件进行大幅度操作时，第一开关阀51导通，第二开关阀161关闭截止，合流分流阀13导通。先导阀输出的先导信号压力使第四液控开关阀3截止，液控单向阀2关闭，第一定量泵输出的液压油经P1油口、第一单向阀18、合流分流阀13向第二联主控换向阀16供油，第二定量泵经P2油口、合流分流阀13向第二联主控换向阀16供油，第一定量泵和第二定量泵的供油合流后经第二联主控换向阀16向第二液压执行件供油，使使第二液压执行件执行相应的动作。
操纵先导阀只对第一液压执行件进行大幅度操作或只对第二液压执行件进行大幅度操作并且负载压力大于溢流阀11设定的溢流压力时，则溢流阀11开启溢流，液压油流经第四阻尼孔10进入回油油路并在第四阻尼孔10的阀前进油端产生回油背压，该压力作用于第四开关阀3的弹簧腔，使第四开关阀3换向而导通，液控单向阀2导通，第一定量泵输出的液压油经P1油口、液控单向阀实现卸荷，供油方式则由双泵合流供油变化成第一定量泵低压卸荷、第二定量泵单独向第一液压执行件或第二液压执行件供油。
当操纵先导阀同时对第一液压执行件和第二液压执行件进行操作微动操作或大幅度操作时，第一联主控换向阀5和第二联主控换向阀16换向，第一开关阀51和第二开关阀161均截止；合流分流阀13的弹簧腔的液压油经第二单向阀7作用在第四开关阀的液控端，使第四开关阀3截止，液控单向阀2关闭。第三阻尼孔6建立的背压使得合流分流阀13处于关闭状态，第一定量泵经P1油口、第一单向阀18、第一联主控换向阀5向第一液压执行件供油；第二定量泵向第二液压执行件供油，实现两泵独立供油。
同时对对第一液压执行件和第二液压执行件进行操作，如果若负载压力过大，负载压力大于溢流阀11设定的溢流压力时，则溢流阀11开启溢流，液压油流经第四阻尼孔10进入回油油路并在第四阻尼孔10的阀前进油端产生回油背压，该压力作用于第四开关阀3的弹簧腔，使第四开关阀3换向而导通，液控单向阀2导通，第一定量泵输出的液压油经P1油口、液控单向阀实现卸荷。同时第四阻尼孔10的阀前进油端产生回油背压使得第三开关阀9换向而导通，合流分流阀13的弹簧腔经第三开关阀9与回油油道通道，合流分流阀13打开导通。此时供油方式则由双泵各自独立供油变化成第一定量泵低压卸荷、第二定量泵单独向第一液压执行件和第二液压执行件供油。
第一定差溢流阀1的弹簧腔与第一联主控换向阀5的负载信号输出端连接，第一定差溢流阀1的进油端与弹簧腔的压差等于第一联主控换向阀5的进油端与负载信号输出端(也即出油端)的压差，用于控制第一定差溢流阀1的流量，从而保证第一联主控换向阀5阀口两端的压差,即使得阀口的进口压力和阀口的出口压力差近似恒定，实现第一联主控换向阀5在微动时的调速功能。
同理，第二定差溢流阀15的弹簧腔与第二联主控换向阀16的负载信号输出端连接，第二定差溢流阀15的进油端与弹簧腔的压差等于第二联主控换向阀16的进油端与负载信号输出端(也即出油端)的压差，用于控制第二定差溢流阀1的流量，从而保证第二联主控换向阀16阀口两端的压差，实现第二联主控换向阀16在微动时的调速功能。
第一阻尼孔8连接在第一联主控换向阀5的负载信号输出端，在第一联主控换向阀5处于中位时，第一联主控换向阀5的负载信号输出端实现负载信号的卸荷，从而实现第一定差溢流阀1在第一联主控换向阀5不工作时低压卸荷。
第二阻尼孔14连接在第二联主控换向阀16的负载信号输出端，在第二联主控换向阀16处于中位时，第二联主控换向阀16的负载信号输出端实现负载信号的卸荷，从而实现第二定差溢流阀15在第二联主控换向阀16不工作时低压卸荷。
在合流分流阀13导通时，第一联主控换向阀5的负载信号输出端与第二联主控换向阀16的负载信号输出端通过第五开关阀131连通，第一联主控换向阀5的负载压力和第二联主控换向阀16的负载压力中较大的压力作用于第一定差溢流阀1和第二定差溢流阀15的弹簧腔，实现对第一定差溢流阀1和第二定差溢流阀15的控制。

Claims (7)

1.一种多路换向阀，包括回油油道(19)、第一联主控换向阀(5)、第二联主控换向阀(16)、合流分流阀(13)、用于先导控制信号输入的b3油口、用于压力油源接入的P1油口和P2油口，其特征在于：
所述P1油口同时与第一单向阀(18)的进油端和液控单向阀(2)的进油端连接，液控单向阀(2)的出油端与回油油道连接；液控单向阀(2)的液控端经第四开关阀(3)与回油油道连接；第一单向阀(18)的出油端同时与所述合流分流阀(13)第一油口和第一联主控换向阀(5)的工作进油端连接；所述P2油口同时与所述合流分流阀(13)第二油口和第二联主控换向阀(16)的工作进油端连接；
所述合流分流阀(13)的弹簧腔连接四路油路，其中第一路经过与第一联主控换向阀(5)联动的第一开关阀(51)与回油油道(19)连接，第二路经过与第二联主控换向阀(16)联动的第二开关阀(161)与回油油道(19)连接，第三路经第三开关阀(9)与回油油道(19)连接，第四路与第二单向阀(7)的进油端连接，第二单向阀(7)的出油端与第四开关阀(3)的液控端连接并且经第三阻尼孔(6)与回油油道(19)连接；所述b3油口经第三单向阀(4)与所述第四开关阀(3)的液控端连接；
所述第一联主控换向阀(5)的负载信号输出端还与梭阀(12)的第一进油端连接，所述第二联主控换向阀(16)的负载信号输出端还与梭阀(12)的第二进油端连接，所述梭阀(12)的出油端依次经溢流阀(11)、第四阻尼孔(10)与回油油道(19)连接；所述第四阻尼孔的阀前进油端同时与第三开关阀(9)的液控端和第四开关阀(3)的弹簧腔连接；
所述第一联主控换向阀(5)处于中位时第一开关阀(51)导通而所述第一联主控换向阀(5)处于左位和右位时第一开关阀(51)截止；所述第二联主控换向阀(16)处于中位时第二开关阀(161)导通而第二联主控换向阀(16)处于左位和右位时第二开关阀(161)截止；所述溢流阀(11)导通溢流时所述第三开关阀(9)导通否则所述第三开关阀(9)截止；所述第四开关阀(3)液控端的作用力大于弹簧腔作用力时截止否则所述第四开关阀(3)导通；所述合流分流阀(13)的弹簧腔控制其第一油口与第二油口导通或截止。
2.根据权利要求1所述的多路换向阀，其特征在于所述P1油口还经第一定差溢流阀(1)与回油油道(19)连接，第一联主控换向阀(5)的负载信号输出端与第一定差溢流阀(1)的弹簧腔连接；所述P2油口还经第二定差溢流阀(15)与回油油道(19)连接；第二联主控换向阀(16)的负载信号输出端与第二定差溢流阀(15)的弹簧腔连接。
3.根据权利要求2所述的多路换向阀，其特征在于第一联主控换向阀(5)的负载信号输出端经第一阻尼孔(8)与回油油道连接；第二联主控换向阀(16)的负载信号输出端经第二阻尼孔(14)与回油油道连接。
4.根据权利要求2所述的多路换向阀，其特征在于还包括与所述合流分流阀(13)联动的第五开关阀，所述第五开关阀连接在第一联主控换向阀(5)的负载信号输出端与第二联主控换向阀(16)的负载信号输出端之间，所述合流分流阀(13)的打开时所述第五开关阀的导通，所述合流分流阀(13)的关闭时所述第五开关阀的截止。
5.根据权利要求4所述的多路换向阀，其特征在于所述第五开关阀集成在所述合流分流阀(13)中。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的多路换向阀，其特征在于所述合流分流阀(13)为液控双向阀，其第一油口和第二油口各自通过串联的阻尼孔和单向阀与其弹簧腔连通。
7.一种双泵供油液压系统，包括液压油箱、进油口与液压油箱连接的第一定量泵和第二定量泵、先导阀、第一液压执行件、第二液压执行件、梭阀组，所述先导阀的回油端与液压油箱连接，先导阀的进油端与先导油源连接，所述梭阀组的各进油端向出油端单向导通；其特征在于还包括权利要求1至6中任一项所述的多路换向阀，所述多路阀的P1油口与第一定量泵的泵口连接，所述多路阀的P2油口与第二定量泵的泵口连接，第一液压执行件与第一联主控换向阀(5)的工作油口连接、第二液压执行件与第二联主控换向阀(16)的工作油口连接，先导阀的先导信号输出端与第一联主控换向阀(5)和第二联主控换向阀(16)的先导油口对应连接，所述梭阀组的各进油端与先导阀的各先导信号输出端对应连接，梭阀组的出油端与b3油口连接，回油油路与液压油箱连接。
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