CN109488649B - 一种用于车辆综合传动箱的反比例减压阀 - Google Patents

一种用于车辆综合传动箱的反比例减压阀 Download PDF

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Abstract

一种用于车辆综合传动箱的反比例减压阀，包括：阀体、液压减压阀和电液比例减压阀；所述液压减压阀和所述电液比例减压阀连接，且设置于所述阀体内部；所述液压减压阀包括：相互连接的反比例阀芯和弹簧；所述阀体与风扇离合器连接；所述弹簧，用于在所述弹簧的作用下，使所述液压减压阀的输出油压与所述电液比例减压阀的先导控制油压成反比；本发明的反比例减压阀，实现了电液反比例减压阀的功能，即输出压力与控制电流成反比，其具有反比例特性，在断电的情况下比例阀的输出压力最大，在控制电流最大的时候比例阀的输出压力最小。

Description

一种用于车辆综合传动箱的反比例减压阀
技术领域
本发明涉及一种减压阀，具体涉及一种用于车辆综合传动箱的反比例减压阀。
背景技术
特种车辆的综合传动装置大多具有驱动风扇的功能，通过风扇散热系统来给发动机和传动装置降温。其中采用液粘离合器来驱动和控制风扇是一种比较常用的驱动方式。通过控制风扇液粘离合器的压力可以实现对风扇转速的控制，离合器压力越高，风扇转速越快；离合器压力越低，风扇转速越慢。因此应采用电液比例减压阀，对风扇液粘离合器压力进行比例控制。电控系统给电液比例减压阀发出连续变化的电信号，就可以实现对压力的控制，从而实现对风扇转速的控制。
由于特种车辆对安全性的要求，要求即使在电控系统故障或断电的情况下，仍能保证风扇高速旋转；如图2所示，市场上现有的常规电液比例减压阀绝大多数都是正比例的控制特性，即控制电流越大输出压力越大，控制电流越小输出压力越小。仅有的几种反比例减压阀也存在着一些问题，如品种太少不能满足不同的压力流量要求，供货周期长等。
发明内容
为了解决现有技术中所存在的上述不足，本发明提供一种用于车辆综合传动箱的反比例减压阀。
本发明提供的技术方案是：一种用于车辆综合传动箱的反比例减压阀，包括：阀体(6)、液压减压阀(13)和电液比例减压阀(8)；
所述液压减压阀(13)和所述电液比例减压阀(8)连接，且设置于所述阀体(6)内部；
所述液压减压阀(13)包括：相互连接的反比例阀芯(2)和弹簧(5)；
所述阀体(6)与风扇离合器(14)连接；
所述弹簧(5)，用于在所述弹簧(5)的作用下，使所述液压减压阀(13)的输出油压(Pf)与所述电液比例减压阀(8)的先导控制油压(Pv)成反比。
优选的，所述阀体(6)为板块结构，包括：沿所述阀体(6)的长度方向且分别贯穿所述阀体(6)的第一减压孔和第二减压孔；
所述反比例阀芯(2)和所述弹簧(5)配合设于所述第一减压孔内；
所述电液比例减压阀(8)配合设于所述第二减压孔内。
优选的，还包括：盖板(1)和螺堵(7)；
所述盖板(1)固定设于所述阀体(6)的一端，并覆盖所述第一减压孔和第二减压孔；
所述盖板(1)与所述阀体(6)固定连接的一侧设有沟槽，所述沟槽联通所述第一减压孔和第二减压孔；
所述螺堵(7)用于封堵所述第一减压孔，设于所述阀体(6)的另一端。
优选的，所述反比例阀芯(2)为圆柱体结构，
在所述反比例阀芯(2)的内部，沿所述反比例阀芯(2)的径向分别设有第二流通孔和第三流通孔，沿反比例阀芯(2)的轴向设有第一流通孔；所述第一流通孔设于所述第二流通孔和所述第三流通孔之间，用于连通所述第二流通孔和所述第三流通孔。
优选的，所述第一减压孔的轴向截面为锯齿状，所述锯齿固定设于所述第一减压孔的径向内侧，所述锯齿包括：依次设置的第一锯齿、第二锯齿、第三锯齿、第四锯齿和第五锯齿。
优选的，所述反比例阀芯(2)包括：第一凸环和第二凸环；
所述第一凸环和第二凸环分别径向设于所述轴芯的外侧，且设置于所述第三流通孔两侧；
所述反比例阀芯(2)将所述第一减压孔隔成六个密封腔，所述六个密封腔包括：依次设置的先导控制腔(a)、压力反馈腔(b)、进油腔(c)、出油腔(d)、泄油腔(e)和弹簧腔(f)；
所述先导控制腔(a)由所述第一锯齿和所述盖板(1)构成；
所述压力反馈腔(b)由所述第一锯齿和所述第二锯齿构成；
所述进油腔(c)由所述第二锯齿和所述第三锯齿构成；
所述出油腔(d)由所述第三锯齿和所述第四锯齿构成；
所述泄油腔(e)由所述第四锯齿和所述第五锯齿构成；
所述弹簧腔(f)由所述第五锯齿和所述螺堵(7)构成；
所述先导控制腔(a)与所述第二减压孔连通；
所述压力反馈腔(b)通过所述反比例阀芯(2)上流通孔与所述出油腔(d)连通；
所述出油腔(d)分别与所述进油腔(c)和所述风扇离合器(14)连通；所述弹簧(5)设于所述弹簧腔(f)内，当所述输出油压(Pf)和所述先导控制油压(Pv)作用在所述反比例阀芯(2)上时，所述反比例阀芯(2)压缩所述弹簧(5)；在压缩的过程中，基于所述弹簧(5)的弹簧力，所述反比例阀芯(2)均匀运动或静止，使得所述输出油压(Pf)、所述先导控制油压(Pv)和所述弹簧力达到平衡。
优选的，所述液压减压阀(13)还包括：进油口(12)和出油口(4)；
所述阀体(6)上设有第一连通孔和第二连通孔(11)；所述出油口(4)通过所述第一连通孔与所述出油腔(d)连通；
所述进油口(12)通过所述第二连通孔(11)与进油腔(c)连通。
优选的，还包括：螺钉(9)；
所述盖板(1)通过所述螺钉(9)与所述阀体(6)固定密封连接。
优选的，所述电液比例减压阀(8)包括：输入腔和输出腔；
所述进油口(12)与所述输入腔连通；
所述沟槽(10)与所述输出腔连通。
优选的，所述液压减压阀(13)的输出油压(Pf)和所述电液比例减压阀(8)的先导控制油压(Pv)的关系式如下：
Figure BDA0001837186790000031
式中，Pf为液压减压阀的输出油压；F为弹簧力；Sa为在先导控制腔的反比例阀芯作用面积；Sb为在压力反馈腔的反比例阀芯环形作用面积；Pv为电液比例减压阀的先导控制油压。
与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：
(1)本发明提供的一种用于车辆综合传动箱的反比例减压阀，包括：阀体、液压减压阀和电液比例减压阀；所述液压减压阀和所述电液比例减压阀连接，且设置于所述阀体内部；所述液压减压阀包括：相互连接的反比例阀芯和弹簧；所述阀体与风扇离合器连接；所述弹簧，用于在所述弹簧的作用下，使所述液压减压阀的输出油压与所述电液比例减压阀的先导控制油压成反比；本发明的反比例减压阀，实现了电液反比例减压阀的功能，即输出压力与控制电流成反比，其具有反比例特性，在断电的情况下比例阀的输出压力最大，在控制电流最大的时候比例阀的输出压力最小。
附图说明
图1为本发明的反比例减压阀结构示意图；
图2为本发明的反比例减压阀输出压力曲线示意图；
图3为电液比例减压阀输出压力曲线示意图；
图4为本发明的反比例减压阀原理图；
其中，1-盖板；2-反比例阀芯；4-出油口；5-弹簧；6-阀体；7-螺堵；8-电液比例减压阀；9-螺钉；10-沟槽；11-第二连通孔；12-进油口；13-液压减压阀；14-风扇离合器；a-先导控制腔；b-压力反馈腔；c-进油腔；d-出油腔；e-泄油腔；f-弹簧腔。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图对本发明的技术方案做进一步详细说明。
如图1至图4所示，本实施例提供的一种用于车辆综合传动箱的反比例减压阀，包括：阀体6、液压减压阀13和电液比例减压阀8；
所述液压减压阀13和所述电液比例减压阀8连接，且设置于所述阀体6内部；
所述液压减压阀13包括：相互连接的反比例阀芯2和弹簧5；
所述阀体6与风扇离合器14连接；
所述弹簧5，用于在所述弹簧5的作用下，使所述液压减压阀13的输出油压Pf与所述电液比例减压阀8的先导控制油压Pv成反比。
优选的，所述阀体6为板块结构，包括：沿所述阀体6的长度方向且分别贯穿所述阀体6的第一减压孔和第二减压孔；
所述反比例阀芯2和所述弹簧5配合设于所述第一减压孔内；
所述电液比例减压阀8配合设于所述第二减压孔内。
优选的，还包括：盖板1和螺堵7；
所述盖板1固定设于所述阀体6的一端，并覆盖所述第一减压孔和第二减压孔；
所述盖板1与所述阀体6固定连接的一侧设有沟槽，所述沟槽联通所述第一减压孔和第二减压孔；
所述螺堵7用于封堵所述第一减压孔，设于所述阀体6的另一端。
优选的，所述反比例阀芯2为圆柱体结构，
在所述反比例阀芯2的内部，沿所述反比例阀芯2的径向分别设有第二流通孔和第三流通孔，沿反比例阀芯2的轴向设有第一流通孔；所述第一流通孔设于所述第二流通孔和所述第三流通孔之间，用于连通所述第二流通孔和所述第三流通孔。
优选的，所述第一减压孔的轴向截面为锯齿状，所述锯齿固定设于所述第一减压孔的径向内侧，所述锯齿包括：依次设置的第一锯齿、第二锯齿、第三锯齿、第四锯齿和第五锯齿。
优选的，所述反比例阀芯2包括：第一凸环和第二凸环；
所述第一凸环和第二凸环分别径向设于所述轴芯的外侧，且设置于所述第三流通孔两侧；
所述反比例阀芯2将所述第一减压孔隔成六个密封腔，所述六个密封腔包括：依次设置的先导控制腔a、压力反馈腔b、进油腔c、出油腔d、泄油腔e和弹簧腔f；
所述先导控制腔a由所述第一锯齿和所述盖板1构成；
所述压力反馈腔b由所述第一锯齿和所述第二锯齿构成；
所述进油腔c由所述第二锯齿和所述第三锯齿构成；
所述出油腔d由所述第三锯齿和所述第四锯齿构成；
所述泄油腔e由所述第四锯齿和所述第五锯齿构成；
所述弹簧腔f由所述第五锯齿和所述螺堵7构成；
所述先导控制腔a与所述第二减压孔连通；
所述压力反馈腔b通过所述反比例阀芯2上流通孔与所述出油腔d连通；
所述出油腔d分别与所述进油腔c和所述风扇离合器14连通；所述弹簧5设于所述弹簧腔f内，当所述输出油压Pf和所述先导控制油压Pv作用在所述反比例阀芯2上时，所述反比例阀芯2压缩所述弹簧5；在压缩的过程中，基于所述弹簧5的弹簧力，所述反比例阀芯2均匀运动或静止，使得所述输出油压Pf、所述先导控制油压Pv和所述弹簧力达到平衡。
优选的，所述液压减压阀13还包括：进油口12和出油口4；
所述阀体6上设有第一连通孔和第二连通孔11；所述出油口4通过所述第一连通孔与所述出油腔d连通；
所述进油口12通过所述第二连通孔11与进油腔c连通。
优选的，还包括：螺钉9；
所述盖板1通过所述螺钉9与所述阀体6固定密封连接。
优选的，所述电液比例减压阀8包括：输入腔和输出腔；
所述进油口12与所述输入腔连通；
所述沟槽10与所述输出腔连通。
优选的，所述液压减压阀13的输出油压Pf和所述电液比例减压阀8的先导控制油压Pv的关系式如下：
Figure BDA0001837186790000061
式中，Pf为液压减压阀的输出油压；F为弹簧力；Sa为在先导控制腔的反比例阀芯作用面积；Sb为在压力反馈腔的反比例阀芯环形作用面积；Pv为电液比例减压阀的先导控制油压。
具体讲，
如图1所示，本实施例提出了一种新的思路，即用一个常规的电液比例减压阀作为先导控制，其输出压力再驱动一个特别的液压阀结构，使得该液压阀的输出压力与先导控制压力成反比例，这样整个阀组就实现了电液反比例减压阀的功能，即输出压力与控制电流成反比；本实施例提供的反比例减压阀，主要零部件包括阀体6、常规的电液比例减压阀8、反比例阀芯2、弹簧5、盖板1、螺堵7等构成。其中盖板1上的沟槽10将反比例阀芯2左端的先导控制腔与电液比例减压阀8的输出腔连通。阀体6上的油孔11将阀芯2的进油腔与电液比例减压阀8的进油腔连通，这样压力油P可以通过进油口12同时为电液比例减压阀8和反比例阀芯2供油。出油口4可以连接风扇离合器，反比例阀芯2的内部的第一流通孔、第二流通孔和第三流通孔的作用是将反比例阀芯2的出油腔和反馈腔连通；通过控制电液比例减压阀8的电流，可以实现对出油口4的压力Pf的反比例控制，即给电液比例减压阀8的电流越大则Pf的压力越小。
如图2至图4所示，两个部件的入口都与供油路P相连接，而电液比例减压阀的出口油压Pv与液压减压阀的先导控制腔a腔相连接，液压减压阀的d腔出口油压Pf就是控制综合传动箱中的风扇离合器的油压，该油压与Pv成反比，即与电液比例减压阀的控制电流成反比；液压减压阀主要由阀体、阀芯、弹簧构成，其中a腔为先导控制腔，b腔为压力反馈腔，c腔为进油腔，d腔为出油腔，e腔为泄油腔，f腔为弹簧腔；其中b腔通过反比例阀芯的流通孔与d腔出油腔相通，进油腔c的油通过节流调压流入出油腔d，若出油腔d的压力超出设定压力，阀芯打开，把出油腔d的油泄到泄油腔e；
液压减压阀的出油腔d，其压力Pf就是对风扇离合器的控制油压，根据阀芯受力平衡原理，得到Pf的公式如下
Figure BDA0001837186790000071
其中：Pf：风扇离合器的控制油压；F：弹簧力；Sa：在a腔的阀芯作用面积；Sb：在b腔的阀芯环形作用面积；Pv：电液比例减压阀的出口油压；
常规的电液比例减压阀的出口油压Pv在一定范围内与控制电流成正比，可用下式近似表示：
Pv＝K*i (公式2)
其中：K：比例系数；i：控制电流
将公式2代入公式1，得到Pf的公式如下
Figure BDA0001837186790000081
由公式3可知，当控制电流i为0的时候，风扇离合器的控制油压Pf达到最大值，此时Pf＝F/Sb；随着控制电流i值的增大，风扇离合器的控制油压Pf值同步减小，通过优化阀芯的各个直径的数值以及弹簧力的关系，可以使Pf值最小为Pf＝0。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

Claims (5)

1.一种用于车辆综合传动箱的反比例减压阀，其特征在于，包括：阀体（6）、液压减压阀（13）和电液比例减压阀（8）；
所述液压减压阀（13）和所述电液比例减压阀（8）连接，且设置于所述阀体（6）内部；
所述液压减压阀（13）包括：相互连接的反比例阀芯（2）和弹簧（5）；
所述阀体（6）与风扇离合器（14）连接；
所述弹簧（5），用于在所述弹簧（5）的作用下，使所述液压减压阀（13）的输出油压（Pf）与所述电液比例减压阀（8）的先导控制油压（Pv）成反比；
所述阀体（6）为板块结构，包括：沿所述阀体（6）的长度方向且分别贯穿所述阀体（6）的第一减压孔和第二减压孔；
所述反比例阀芯（2）和所述弹簧（5）配合设于所述第一减压孔内；
所述电液比例减压阀（8）配合设于所述第二减压孔内；
还包括：盖板（1）和螺堵（7）；
所述盖板（1）固定设于所述阀体（6）的一端，并覆盖所述第一减压孔和第二减压孔；
所述盖板（1）与所述阀体（6）固定连接的一侧设有沟槽，所述沟槽联通所述第一减压孔和第二减压孔；
所述螺堵（7）用于封堵所述第一减压孔，设于所述阀体（6）的另一端；
所述反比例阀芯（2）为圆柱体结构，
在所述反比例阀芯（2）的内部，沿所述反比例阀芯（2）的径向分别设有第二流通孔和第三流通孔，沿反比例阀芯（2）的轴向设有第一流通孔；所述第一流通孔设于所述第二流通孔和所述第三流通孔之间，用于连通所述第二流通孔和所述第三流通孔；
所述第一减压孔的轴向截面为锯齿状，所述锯齿固定设于所述第一减压孔的径向内侧，所述锯齿包括：依次设置的第一锯齿、第二锯齿、第三锯齿、第四锯齿和第五锯齿；
所述反比例阀芯（2）包括：第一凸环和第二凸环；
所述第一凸环和第二凸环分别径向设于轴芯的外侧，且设置于所述第三流通孔两侧；
所述反比例阀芯（2）将所述第一减压孔隔成六个密封腔，所述六个密封腔包括：依次设置的先导控制腔（a）、压力反馈腔（b）、进油腔（c）、出油腔（d）、泄油腔（e）和弹簧腔（f）；
所述先导控制腔（a）由所述第一锯齿和所述盖板（1）构成；
所述压力反馈腔（b）由所述第一锯齿和所述第二锯齿构成；
所述进油腔（c）由所述第二锯齿和所述第三锯齿构成；
所述出油腔（d）由所述第三锯齿和所述第四锯齿构成；
所述泄油腔（e）由所述第四锯齿和所述第五锯齿构成；
所述弹簧腔（f）由所述第五锯齿和所述螺堵（7）构成；
所述先导控制腔（a）与所述第二减压孔连通；
所述压力反馈腔（b）通过所述反比例阀芯（2）上流通孔与所述出油腔（d）连通；
所述出油腔（d）分别与所述进油腔（c）和所述风扇离合器（14）连通；所述弹簧（5）设于所述弹簧腔（f）内，当所述输出油压（Pf）和所述先导控制油压（Pv）作用在所述反比例阀芯（2）上时，所述反比例阀芯（2）压缩所述弹簧（5）；在压缩的过程中，基于所述弹簧（5）的弹簧力，所述反比例阀芯（2）均匀运动或静止，使得所述输出油压（Pf）、所述先导控制油压（Pv）和所述弹簧力达到平衡。
2.如权利要求1所述的反比例减压阀，其特征在于，
所述液压减压阀（13）还包括：进油口（12）和出油口（4）；
所述阀体（6）上设有第一连通孔和第二连通孔（11）；所述出油口（4）通过所述第一连通孔与所述出油腔（d）连通；
所述进油口（12）通过所述第二连通孔（11）与进油腔（c）连通。
3.如权利要求1所述的反比例减压阀，其特征在于，还包括：螺钉（9）；
所述盖板（1）通过所述螺钉（9）与所述阀体（6）固定密封连接。
4.如权利要求2所述的反比例减压阀，其特征在于，
所述电液比例减压阀（8）包括：输入腔和输出腔；
所述进油口（12）与所述输入腔连通；
所述沟槽（10）与所述输出腔连通。
5.如权利要求1所述的反比例减压阀，其特征在于，
所述液压减压阀（13）的输出油压（Pf）和所述电液比例减压阀（8）的先导控制油压（Pv）的关系式如下：
Figure 135414DEST_PATH_IMAGE001
式中，Pf为液压减压阀的输出油压；F为弹簧力；Sa为在先导控制腔的反比例阀芯作用面积；Sb为在压力反馈腔的反比例阀芯环形作用面积；Pv为电液比例减压阀的先导控制油压。
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