CN109707868A - 一种用于液压转向系统的油口压力可调的换向阀和阀片 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于液压转向系统的油口压力可调的换向阀和阀片，该换向阀片包括换向阀体、阀片盖板、以及阀杆，还包括操纵室、操纵室盖、安装于阀杆内部的安全阀、安全阀弹簧座和安全阀弹簧、转向操纵转轴、随所述转向操纵转轴偏转的转向操纵摇臂，还包括用于调节阀杆的第一端的安全阀弹簧座的轴向位置的第一螺钉调节机构和用于调节阀杆的第二端的轴向位置的第二螺钉调节机构，其中，所述转向操纵摇臂具有向下延伸的一对拨头，所述阀杆上开设有外纵切口，所述安全阀弹簧座开设有内纵切口，在阀杆中位时，所述一对拨头夹设在外纵切口的外挡面和内纵切口的内挡面二者之间。本换向阀片能够满足车轮在转向时不同的压力对应不同的转向角度。

Description

一种用于液压转向系统的油口压力可调的换向阀和阀片

技术领域

本发明涉及液压换向系统，尤其涉及一种用于液压转向系统的油口压力可调的换向阀和换向阀片。

背景技术

常规的液压换向系统中，换向阀片的操纵结构如下：

如图18所示，常规手柄通过拨叉14’固定在前盖13’上，前盖13’固定在阀体11’上，拨叉14’通过圆柱销15’装到阀杆的拨叉孔内，拨叉外有护套16’，拨动拨叉可带动阀杆12’运动，从而实现换向。

该换向阀片的工作油口压力不可调，满足不了车轮在转向时不同的转向角度对应不同的压力的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于液压转向系统的油口压力可调的换向阀和换向阀片，以满足车轮在转向时不同的压力对应不同的转向角度。

为此，本发明一方面提供了一种用于液压转向系统的油口压力可调的换向阀片，包括换向阀体、阀片盖板、以及阀杆，还包括操纵室、操纵室盖、安装于阀杆内部的安全阀、安全阀弹簧座和安全阀弹簧、转向操纵转轴、随所述转向操纵转轴偏转的转向操纵摇臂，还包括用于调节阀杆的第一端的安全阀弹簧座的轴向位置的第一螺钉调节机构和用于调节阀杆的第二端的轴向位置的第二螺钉调节机构，其中，所述转向操纵摇臂具有向下延伸的一对拨头，所述阀杆上开设有外纵切口，所述安全阀弹簧座开设有内纵切口，在阀杆中位时，所述一对拨头夹设在外纵切口的外挡面和内纵切口的内挡面二者之间。

进一步地，上述换向阀片还包括中位机构，包括在操纵室的顶壁上螺接安装的定位弹簧座、钢球、以及向钢球偏压的定位弹簧，所述转向操纵摇臂具有锯齿状顶面和位于锯齿状顶面两端的止挡面，其中，所述中位机构的钢球与锯齿状顶面始终抵接，所述止挡面与所述定位弹簧座配合以限定所述转向操纵摇臂的最大偏转角度。

进一步地，上述第一螺钉调节机构包括调节螺钉、密封锁紧螺母和堵帽，其中，所述调节螺钉与操纵室盖螺纹连接，所述密封锁紧螺母用于密封所述调节螺钉的漏油间隙，所述堵帽用于对露出密封锁紧螺母的调节螺钉进行遮蔽。

进一步地，上述外纵切口的外挡面和内纵切口的内挡面均设有避让豁口，以避免转向操纵摇臂在偏转时与所述管体或安全阀弹簧座之间的运动干涉。

进一步地，上述管体的管壁上设有多个油孔，所述安全阀弹簧座设有中心油孔。

根据本发明的另一方面，还提供了一种用于液压转向系统的油口压力可调的换向阀片，包括根据上面所描述的换向阀。

在本换向阀片中，将安全阀集成在了阀杆内部，换向后由于安全阀进油口与工作油口相通，通过调节阀体两端调节螺钉来调节油口压力；转向操纵摇臂与阀杆一起安装在操纵室内，能对阀杆实现中位定位，在转向的过程中能使定位弹簧不断压缩钢球，在换向结束后实现阀杆的自动复位，又能对转向角度进行限制，从而满足主机厂对于性能的要求。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，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是根据本发明的用于液压转向系统的油口压力可调的换向阀的立体结构图；

图2是根据本发明的用于液压转向系统的油口压力可调的换向阀的性能曲线图；

图3是根据本发明的用于液压转向系统的油口压力可调的换向阀的液压原理图；

图4是根据本发明的用于液压转向系统的油口压力可调的换向阀片的立体结构图；

图5是根据本发明的用于液压转向系统的油口压力可调的换向阀片的内部结构示意图；

图6是根据本发明的用于液压转向系统的油口压力可调的换向阀片的左视结构图；

图7示出了图6所示换向阀片的阀杆与转向操纵摇臂组件的立体结构示意图；

图8示出了图7所示换向阀片的阀杆与转向操纵摇臂组件的正面结构示意图；

图9示出了图8的A-A剖视图；

图10示出了图7所示换向阀片的阀杆与转向操纵摇臂组件的俯视结构示意图；

图11示出了根据本发明的换向阀片的转向操纵摇臂的立体结构示意图；

图12示出了根据本发明的换向阀片的安全阀弹簧座的立体结构示意图；

图13示出了根据本发明的换向阀片的转向操纵摇臂位于中位时的结构示意图；

图14示出了根据本发明的换向阀片的转向操纵摇臂的拨头向左拨动至最大位置时的结构示意图；

图15示出了图14所示的换向阀片在左侧的调节螺钉调节后的结构示意图；

图16示出了根据本发明的换向阀片的转向操纵摇臂的拨头向右拨动至最大位置时的结构示意图；

图17示出了图16所示的换向阀片在右侧的调节螺钉调节后的结构示意图；

图18是现有技术的工作油口压力不可调的换向阀体片的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，根据本发明的用于液压转向系统的油口压力可调的换向阀包括换向阀片100、位于换向阀片100一侧的进油阀片200、以及位于换向阀片100另一侧的回油体300。该换向阀片100、进油阀片200和回油体300通过三根品字形布置的螺栓固连。换向阀片100的工作油口A1和B1、以及进油阀片200的进油口P和回油口T均位于阀体的顶面，该回油体300上的中位的回油口被螺堵堵上，对应图3的中位位置。

在一实施例中，结合参照图2和图3，该换向阀的阀杆行程与工作油口的压力之间具有如下对应关系，按照第一性能曲线S1，在阀杆行程达到1mm时工作油口的压力开始建立(1.1Mpa)，然后阀杆行程达到4.9mm时工作油口压力维持在1.1Mpa，在阀杆行程继续加大的过程中，工作油口压力随阀杆行程按照第一恒定斜率加大，当阀杆行程达到最大行程8.77mm时工作油口的压力为4.5Mpa。

按照第二性能曲线S2，在阀杆行程达到1mm时工作油口的压力开始建立(1.1Mpa)，然后阀杆行程达到2mm时工作油口压力维持在1.1Mpa，随后在阀杆行程继续加大的过程中，工作油口压力随阀杆行程按照第二恒定斜率加大，当阀杆行程达到最大行程8.77mm时工作油口的压力为6.9Mpa。

在本发明中，阀杆台阶与阀体之间的距离是1mm，因此换向1mm后油路封闭，压力被建立起来。

本换向阀能够满足车轮在转向时不同的压力对应不同的转向角度(即转向操纵轴转动的角度，也即转向操纵摇臂转动的角度)，满足性能曲线即可对应不用的转向大小。

在本发明中，阀杆的行程由转向操纵转轴和围绕其轴线能够沿正反方向转动的转向操纵摇臂控制，其具体结构在图4至图17中详细示出。

如图4和图5所示，该换向阀片包括换向阀体110、阀片盖板111、阀杆180、操纵室120、操纵室盖121、在操纵室盖121上面对阀杆180的第一端设置的第一螺钉调节机构130、在换向阀体110的阀片盖板111上面对阀杆180的第二端设置的第二螺钉调节机构140、转向操纵转轴150、中位机构160、转向操纵摇臂170。

阀杆180内部安装有安全阀191、安全阀弹簧192和安全阀弹簧座193。

在本发明中，阀杆的面对操纵室盖上的一端定义为第一端，阀杆的面对阀片盖板111的另一端定义为第二端。

其中，阀杆180的位于操纵室内的部分为管体183，阀杆的位于换向阀体的部分具有中心油道181，中心油道的面对管体一端形成阀口182，安全阀191与中心油道的阀口182配合，由安全阀弹簧192向安全阀偏压，抵接在阀口上，弹簧座193抵压在安全阀弹簧192的一端，该弹簧座具有中心油孔193a。管体183的靠近阀口的管壁上和远离阀口的管壁上设有油孔184。

结合参照图7至图10，管体183的管壁上关于管体中垂面对称地开设有纵切口(本发明中记为外纵切口186)，位于管体中的弹簧座193关于弹簧座的中垂面也对称开设有纵切口(本发明中记为内纵切口193c)。

如图4和图6所示，转向操纵摇臂170套设在水平横向延伸的转向操纵转轴150上，并且由弹性销锁定，转向操纵转轴150转动时带动转向操纵摇臂170摆动。

如图7和图11所示，转向操纵摇臂170具有锯齿状顶面171和位于锯齿状顶面两端的止挡面172。其中，中位机构160的钢球163与锯齿状顶面171抵接。

该中位机构160包括在操纵室的顶壁上螺接安装的定位弹簧座161、保持在定位弹簧座161上的钢球163、以及向钢球163偏压的定位弹簧162。

钢球163通过锯齿状顶面171始终向转向操纵摇臂170始终偏压，转向操纵摇臂随转向操纵转轴在外力操纵下偏转，当定位弹簧座与止挡面接触时，转向操纵摇臂处于最大偏转角度位置，此时不能继续偏转。当转向操纵转轴在撤销外力操纵情况下，由于钢球通过锯齿状顶面始终向转向操纵摇臂始终偏压，因而转向操纵摇臂自动回复至中位。

如图11所示，转向操纵摇臂具有向下延伸的一对拨头173，该拨头173插入弹簧座193、同时位于外纵切口186和内纵切口193c中。

沿管体的轴向，内纵切口193a的内挡面暴露于外纵切口186中，在阀杆中位时，一对拨头173夹设在外纵切口186的外挡面186a和内纵切口193c的内挡面193a二者之间。

其中，内纵切口193c的内挡面193c和外纵切口186的外挡面186a的上部均设有避让槽193b和186b，以避免转向操纵摇臂转向时发生运动干涉。

再如图5所示，第一螺钉调节机构130包括调节螺钉131、密封锁紧螺母132和堵帽133。该调节螺钉131与操纵室盖121螺纹连接，密封锁紧螺母132用于密封调节螺钉的131漏油间隙。堵帽133螺接在调节螺钉131上，对调节螺钉的露出密封锁紧螺母的部分进行遮蔽，在取下堵帽后，通过内六角扳手可对调节螺钉进行旋拧操作。

第二螺钉调节机构140与第一螺钉调节机构130对称设置，包括调节螺钉141、密封锁紧螺母142和堵帽143。在此不作赘述。

在一实施例中，结合参照图2和图3，本换向阀片的功能如下：

中位时，换向阀片机能为H型，工作油口与回油相通，因此压力值为0，对应性能曲线中的初始值为0。

当转向操纵摇臂刚刚转动时，通过压缩安全阀弹簧实现预压缩，压力建立起来，工作油口与安全阀进油口相通，对应性能曲线中的1.1MPa值。

继续转动转向操纵摇臂顺时针或逆时针转动一定角度，带动安全阀弹簧座与阀杆运动，实现换向；顺时针或逆时针转动过程中，在安全阀弹簧座或阀杆未抵到调节螺钉时，安全阀弹簧座与阀杆相对位移不变，弹簧预压缩不变，工作油口与安全阀进油口始终相通，因此工作油口压力值与安全阀压力一致，压力值不变，对应的曲线为横线。

继续换向后，安全阀弹簧座或阀杆抵到调节螺钉，相对位移位置消失，弹簧继续压缩安全阀，工作油口与安全阀进油口相通，压力值由于弹簧特性曲线直线上升，对应性能曲线中的斜线。

换向后调节阀体两端调节螺钉拧紧或拧松，安全阀弹簧压缩安全阀，安全阀进油口与工作油口相通，从而调节出对应的工作油口的最大压力，对应两条曲线的最大值，从而实现工作油口压力可调的设定。

结合参照图13至图17，本换向阀片的换向过程如下：

如图13所示，换向阀中位机能为H型，工作油口AB与安全阀进油口、回油相通。转向操纵摇臂可以顺时针或逆时针转动。

顺时针转动很小的角度时，转向操纵摇臂带动安全阀弹簧座与阀杆一起运动，此时安全阀弹簧座未抵到调节螺钉；继续转动时，当安全阀弹簧座抵到调节螺钉时，此时转向操纵摇臂未抵到定位弹簧座，转向操纵摇臂继续转动，带动阀杆继续运动，安全阀弹簧继续压缩；当转向操纵摇臂抵到定位弹簧座后，转向操纵摇臂无法继续转动，阀杆停止运动，如图14所示。在转向操纵摇臂转动的过程中，工作油口A与安全阀进油口相通，调节阀体左侧调节螺钉拧紧或拧松，安全阀弹簧座压缩安全阀弹簧，工作油口A压力实现变化，如图15所示。

逆时针转动很小的角度时，转向操纵摇臂带动安全阀弹簧座与阀杆一起运动，此时阀杆未抵到调节螺钉；继续转动时，当阀杆抵到调节螺钉时，此时转向操纵摇臂未抵到定位弹簧座，转向操纵摇臂继续转动，带动安全阀弹簧座继续运动，安全阀弹簧继续压缩，当转向操纵摇臂抵到定位弹簧座后，转向操纵摇臂无法继续转动，安全阀弹簧座停止运动，如图16所示，在转向操纵摇臂转动的过程中，工作油口B与安全阀进油口相通，调节阀体右侧调节螺钉拧紧或拧松，阀杆压缩安全阀弹簧，工作油口B压力实现变化，如图17所示。

换向到位后，钢球在转向操纵摇臂的锯齿状顶面上向上移动，定位弹簧压缩，当转向结束后，松开转向操纵摇臂，定位弹簧推动钢球，钢球推动转向操纵摇臂，转向操纵摇臂带动阀杆运动，从而实现阀杆自动复位。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (6)

1.一种用于液压转向系统的油口压力可调的换向阀片，包括换向阀体、阀片盖板、以及阀杆，其特征在于，

还包括操纵室、操纵室盖、安装于阀杆内部的安全阀、安全阀弹簧座和安全阀弹簧、转向操纵转轴、随所述转向操纵转轴偏转的转向操纵摇臂，

还包括用于调节阀杆的第一端的安全阀弹簧座的轴向位置的第一螺钉调节机构和用于调节阀杆的第二端的轴向位置的第二螺钉调节机构，

其中，所述转向操纵摇臂具有向下延伸的一对拨头，所述阀杆上开设有外纵切口，所述安全阀弹簧座开设有内纵切口，在阀杆中位时，所述一对拨头夹设在外纵切口的外挡面和内纵切口的内挡面二者之间。

2.根据权利要求1所述的用于液压转向系统的油口压力可调的换向阀片，其特征在于，

还包括中位机构，包括在操纵室的顶壁上螺接安装的定位弹簧座、钢球、以及向钢球偏压的定位弹簧，

所述转向操纵摇臂具有锯齿状顶面和位于锯齿状顶面两端的止挡面，

其中，所述中位机构的钢球与锯齿状顶面始终抵接，所述止挡面与所述定位弹簧座配合以限定所述转向操纵摇臂的最大偏转角度。

3.根据权利要求1所述的用于液压转向系统的油口压力可调的换向阀片，其特征在于，所述第一螺钉调节机构包括调节螺钉、密封锁紧螺母和堵帽，其中，所述调节螺钉与操纵室盖螺纹连接，所述密封锁紧螺母用于密封所述调节螺钉的漏油间隙，所述堵帽用于对露出密封锁紧螺母的调节螺钉进行遮蔽。

4.根据权利要求1所述的用于液压转向系统的油口压力可调的换向阀片，其特征在于，所述外纵切口的外挡面和内纵切口的内挡面均设有避让豁口，以避免转向操纵摇臂在偏转时与所述管体或安全阀弹簧座之间的运动干涉。

5.根据权利要求1所述的用于液压转向系统的油口压力可调的换向阀片，其特征在于，所述管体的管壁上设有多个油孔，所述安全阀弹簧座设有中心油孔。

6.一种用于液压转向系统的油口压力可调的换向阀，其特征在于，包括根据权利要求1至5中任一项所述的用于液压转向系统的油口压力可调的换向阀片。