CN109881734B - 工作联、多路阀及挖掘机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种工作联、多路阀及挖掘机。其中，工作联包括：换向阀，可切换地将液压油引向工作联的第一执行元件进油口和第二执行元件进油口；压力补偿阀，其工作油口与换向阀的工作油口连接，用于根据负载对流向换向阀的液压油的压力进行动态调整，压力补偿阀流出的液压油经过换向阀流向第一执行元件进油口或第二执行元件进油口；以及增压阀，其第一工作油口与工作联的负载反馈供油口连接，第二工作油口与工作联的负载反馈油口和压力补偿阀的控制油口连接，增压阀用于根据负载动态调整流向压力补偿阀的控制油口的液压油的压力。本发明简化了阀体结构；通过对负载压力进行动态调整补偿，使换向阀压差恒定，实现流量的精确控制。

Description

工作联、多路阀及挖掘机

技术领域

本发明涉及工程机械领域，尤其涉及一种工作联、多路阀及挖掘机。

背景技术

对于21吨及以上吨位的中大型液压挖掘机，多是采用双泵供油的双泵双回路液压多路主阀，目的在于可更好的实现执行机构的速度控制，有利于提高挖掘机作业效率，并具有较低的油耗。如在操作动臂起升，斗杆内收、外摆，铲斗内收等执行动作时需要双泵供油，而在操作动臂下落，铲斗外摆等执行动作时单泵供油就能满足执行机构的流量需求。

中吨位挖掘机的主流系统为节流系统。节流系统能够很好适应挖掘机复杂的负荷工况，但节流系统冲击较大，对于非专业挖机操作手，操作舒适感较差。另外，负载敏感系统在挖掘机上也有应用，负载敏感系统可以更好的实现动作协调性，并且整机动作柔和，操作感受较好。但是，由于固定补偿压差存在，负载敏感系统整机油耗水平容易偏高。

针对21吨及以上吨位挖掘机的流量合流问题，通常通过增设主阀工作联实现阀内合流，或主阀外接合流阀块实现阀外合流。挖掘机执行机构较多，工作流量偏高，需要设置较多的工作联。如节流系统的挖掘机主阀动臂联设置动臂一联、动臂二联并联供油；斗杆联设置斗杆一联、斗杆二联并联供油；铲斗联只设一个工作联供油，但其实现合流则需借助另一回路的中心流道，并增加辅助插件。对于负载敏感系统，由于主阀是闭中心，铲斗联合流只能是阀外合流。

相关挖掘机液压系统的合流技术，常有以下缺点：

1)增设较多的合流工作联会造成主阀结构复杂，增加加工难度，尤其是负载敏感多路阀；

2)增设较多的合流工作联会增加主阀体积，增大制造成本；

3)在节流系统中，铲斗只能实现单动作合流，会限制铲斗的挖掘速度，降低挖掘机的作业效率；

4)在负载敏感系统中，铲斗通过增设合流阀块实现阀外合流，造成主阀结构复杂，并增大主阀逻辑控制的难度；

5)在负载敏感系统中，铲斗无法实现阀内合流，限制了主阀对某些工况的适应性，增加了调试难度。

发明内容

本发明的其中一个目的是提出一种工作联、多路阀及挖掘机，用于缓解增设较多工作联的问题。

本发明的一些实施例提供了一种工作联，其包括：

换向阀，可切换地将液压油引向所述工作联的第一执行元件进油口和第二执行元件进油口；

压力补偿阀，其工作油口与所述换向阀的工作油口连接，用于根据负载对流向所述换向阀的液压油的压力进行动态调整，所述压力补偿阀流出的液压油经过所述换向阀流向所述第一执行元件进油口或第二执行元件进油口；以及

增压阀，其第一工作油口与所述工作联的负载反馈供油口连接，第二工作油口与所述工作联的负载反馈油口和所述压力补偿阀的控制油口连接，所述增压阀用于根据负载动态调整流向所述压力补偿阀的控制油口的液压油的压力。

在一些实施例中，所述换向阀包括：

进油口；

回油口；

第一工作油口，与所述压力补偿阀的第一工作油口连接；

第二工作油口，与所述压力补偿阀的第二工作油口连接；

第三工作油口，与所述第一执行元件进油口连接；

第四工作油口，与所述第二执行元件进油口连接；

第一工位；所述换向阀的所述进油口与所述第一工作油口连通，所述第二工作油口与所述第三工作油口连通，所述第四工作油口和所述回油口封闭；

第二工位；所述进油口与所述第一工作油口连通，所述第二工作油口与所述第四工作油口连通，所述第三工作油口和所述回油口封闭；以及

第三工位；所述进油口、所述第一工作油口、所述第三工作油口和所述第四工作油口封闭；所述第二工作油口与所述回油口连通。

在一些实施例中，所述换向阀在第一工位，所述换向阀的所述进油口与所述第一工作油口连通的油路上设有第一节流孔，和/或，

所述换向阀在第二工位，所述换向阀的所述进油口与所述第一工作油口连通的油路上设有第二节流孔。

在一些实施例中，所述换向阀包括：

第一控制油口，与所述工作联的第一执行元件控制油口连接，所述第一执行元件控制油口用于控制所述换向阀处于第一工位；以及

第二控制油口，与所述工作联的第二执行元件控制油口连接，所述第二执行元件控制油口用于控制所述换向阀处于第二工位。

在一些实施例中，所述压力补偿阀包括：

第一工作油口，与所述换向阀的第一工作油口连接；

第二工作油口，与所述换向阀的第二工作油口连接；

第一工位，所述压力补偿阀的第一工作油口和所述第二工作油口封闭；

第二工位，所述压力补偿阀的第一工作油口与所述第二工作油口连通；

第一控制油口，与所述增压阀的第二工作油口连接，用于控制所述压力补偿阀处于第一工位；以及

第二控制油口，与所述压力补偿阀的第一工作油口连接，用于使所述压力补偿阀处于第二工位。

在一些实施例中，所述压力补偿阀的第一工作油口与所述压力补偿阀的第二控制油口连接油路上设有第三节流孔；和/或，

所述压力补偿阀的第一控制油口与所述增压阀的第二工作油口连接的油路上设有第四节流孔。

在一些实施例中，所述增压阀包括：

第一工位，所述增压阀的第一工作油口与第二工作油口连通；

第二工位，所述增压阀的第一工作油口和第二工作油口封闭；

第一控制油口，连接所述压力补偿阀的第二工作油口，用于控制所述增压阀处于第一工位；以及

第二控制油口，连接所述增压阀的第二工作油口，用于控制所述增压阀处于第二工位。

在一些实施例中，所述增压阀的第一控制油口设有复位弹簧。

在一些实施例中，所述换向阀与所述第一执行元件进油口连接的油路上设有第一单向阀，和/或，

所述换向阀与所述第二执行元件进油口连接的油路上设有第二单向阀。

在一些实施例中，工作联包括阀体，其包括：

第一阀孔，设于所述阀体内，所述换向阀的阀芯设于所述第一阀孔内；

第二阀孔，设于所述阀体内，所述压力补偿阀的阀芯和所述增压阀的阀芯设于所述第二阀孔内；

所述第一阀孔的中轴线与所述第二阀孔的中轴线平行。

在一些实施例中，所述阀体包括：

第三阀孔，所述换向阀与所述第一执行元件进油口连接的油路上设有第一单向阀，所述第一单向阀的阀芯设于所述第三阀孔；所述第三阀孔设于所述第一阀孔与所述第二阀孔之间；且所述第三阀孔的中轴线与所述第一阀孔的中轴线平行；和/或

第四阀孔，所述换向阀与所述第二执行元件进油口连接的油路上设有第二单向阀，所述第二单向阀的阀芯设于所述第四阀孔；所述第四阀孔设于所述第一阀孔与所述第二阀孔之间；所述第四阀孔的中轴线与所述第一阀孔的中轴线平行。

在一些实施例中，所述阀体包括第三阀孔和第四阀孔，所述第一单向阀的阀芯的设置方向与所述第二单向阀的阀芯的设置方向相反。

在一些实施例中，所述阀体包括第一执行元件进油口和第二执行元件进油口；所述第一执行元件进油口的出流方向与第一平面平行，所述第二执行元件进油口的出流方向与第一平面垂直；其中，第一平面为所述第一阀孔的中轴线与所述第二阀孔的中轴线共同所在的平面。

在一些实施例中，所述阀体包括弧形流道，设于所述第一阀孔远离所述第二阀孔的一侧，所述弧形流道用于连接所述换向阀的第二工作油口所在的油腔与所述换向阀的第四工作油口所在的油腔。

在一些实施例中，所述换向阀的阀芯的轴肩上设有用于形成第一节流孔的第一阀槽和用于形成第二节流孔的第二阀槽，所述第一阀槽和所述第二阀槽均呈U型，所述第一阀槽的开口方向与所述第二阀槽的开口方向相反。

在一些实施例中，所述换向阀的阀芯的设有第五节流孔和第六节流孔，所述第五节流孔和所述第六节流孔通过设于所述换向阀的阀芯内的流道连通，所述第五节流孔位于所述换向阀的第二工作油口所在的油腔，所述第六节流孔位于所述换向阀的回油口所在的油腔。

本发明的一些实施例提供了一种多路阀，其包括上述的工作联。

本发明的一些实施例提供了一种挖掘机，其包括第一执行元件、第二执行元件、动臂、铲斗和上述的工作联；所述第一执行元件用于控制所述动臂动作，所述第二执行元件用于控制所述铲斗动作，用于控制所述动臂动作的信号和用于控制所述铲斗动作的信号用来控制所述工作联中的换向阀的换向。

基于上述技术方案，本发明至少具有以下有益效果：

在一些实施例中，通过设置换向阀使一个工作联具有两个工作联的功能，简化了阀体结构；通过设置增压阀和压力补偿阀对负载压力进行动态调整补偿，使换向阀压差恒定，实现流量的精确控制。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，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为本发明一些实施例提供的工作联的液压原理示意图；

图2为本发明一些实施例提供的工作联的阀体结构剖面示意图；

图3为本发明一些实施例提供的工作联的总装配结构剖面示意图；

图4为本发明一些实施例提供的工作联的换向阀的阀芯的结构示意图。

附图中标号说明：

1-第二单向阀；101-进油口；102-出油口；

2-第一单向阀；201-出油口；202-进油口；

3-换向阀；301-第四工作油口；302-第三工作油口；303-进油口；304-第一节流孔；305-第一工作油口；306-第二工作油口；307-回油口；308-第二节流孔；309-第一控制油口；310-第二控制油口；311-第一流道；312-第二流道；313-第五节流孔；314-第六节流孔；

4-第三节流孔；

5-压力补偿阀；501-第二工作油口；502-第二控制油口；503-第一工作油口；504-第一控制油口；

6-第四节流孔；

7-增压阀；701-第二工作油口；702-第一控制油口；703-第一工作油口；704-第二控制油口；

8-阀体；801-第一阀孔；802-第二阀孔；803-第三阀孔；804-第四阀孔；805-换向阀的第四工作油口所在的油腔；806-中间油腔；807-换向阀的进油口所在的油腔；808-换向阀的第一工作油口所在的油腔；809-换向阀的第二工作油口所在的油腔；810-换向阀的第三工作油口所在的油腔；811-第二阀孔的油腔；812-补偿阀的第一工作油口所在的油腔；813-补偿阀的第二工作油口所在的油腔；814-增压阀的第一工作油口所在的油腔；815-增压阀的第二工作油口所在的油腔；816-第二阀孔的油腔；817-弧形流道；818-第三流道；819-第四流道；820-第五流道；821-第六流道；822-第七流道；

9-第一堵头；10-第二堵头；11-第三堵头；

A-第一执行元件进油口；B-第二执行元件进油口；P-工作联进油口；T-工作联回油口；PLS-负载反馈供油口；LS-负载反馈油口；XAk2-第二执行元件控制油口；XAb2-第一执行元件控制油口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、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。

本公开涉及具有两个及以上主泵供油的负载敏感系统领域。

首先对本公开中的技术术语进行解释说明：

工作联：液压多路阀由若干个换向阀和若干个如安全溢流阀、单向阀等辅助阀组合在一起的片式阀或整体式阀，每一个换向阀及其辅助阀构成具有独立作用的功能块，这样的功能块称作工作联。

流量共享：负载敏感多路阀中，通过设置次级阀芯对负载压力低的工作联实现压力补偿，保持主阀芯节流口两端压差恒定，使流量与阀芯行程成比例，从而实现流量按需分配。根据次级阀芯相对于主阀芯的位置，可分为阀前流量共享和阀后流量共享。

流量合流：对于两个及以上主泵供油的液压系统，为了满足执行机构的速度要求，通常需要双泵或多泵同时向该执行机构供油，即实现流量合流，根据合流点的位置，可分为阀内合流与阀外合流。

如图1所示，为一些实施例提供的工作联的原理示意图。

在一些实施例中，工作联包括换向阀3。换向阀3可切换地将液压油引向工作联的第一执行元件进油口A和第二执行元件进油口B，用于选择性向第一执行元件或第二执行元件供油。

在一些实施例中，工作联包括压力补偿阀5。压力补偿阀5的工作油口与换向阀3的工作油口连接，用于根据负载对换向阀3流向压力补偿阀5的液压油的压力进行动态调整，压力补偿阀5流出的液压油经过换向阀3流向第一执行元件进油口A或第二执行元件进油口B。

在一些实施例中，工作联包括增压阀7。增压阀7的第一工作油口703与工作联的负载反馈供油口PLS连接，增压阀7的第二工作油口701与工作联的负载反馈油口LS和压力补偿阀5的控制油口连接。增压阀7用于根据负载动态调整流向压力补偿阀5的控制油口的液压油的压力。

在一些实施例中，换向阀3包括进油口303，与工作联进油口P连接。

在一些实施例中，换向阀3包括回油口307，与工作联回油口T连接。

在一些实施例中，换向阀3包括第一工作油口305。换向阀3的第一工作油口305与压力补偿阀5的第一工作油口503连接。

在一些实施例中，换向阀3包括第二工作油口306。换向阀3的第二工作油口306与压力补偿阀5的第二工作油口501连接。

在一些实施例中，换向阀3包括第三工作油口302。换向阀3的第三工作油口302与第一执行元件进油口A连接。

在一些实施例中，换向阀3包括第四工作油口301。换向阀3的第四工作油口301与第二执行元件进油口B连接。

在一些实施例中，换向阀3包括第一工位。换向阀3在第一工位时，换向阀3的进油口303与换向阀3的第一工作油口305连通，换向阀3的第二工作油口306与换向阀3的第三工作油口302连通，换向阀3的第四工作油口301和换向阀3的回油口307封闭。

在一些实施例中，换向阀3包括第二工位。换向阀3在第二工位时，换向阀3的进油口303与换向阀3的第一工作油口305连通，换向阀3的第二工作油口306与换向阀3的第四工作油口301连通，换向阀3的第三工作油口302和换向阀3的回油口307封闭。

在一些实施例中，换向阀3包括第三工位。换向阀3在第三工位时，换向阀3的进油口303、第一工作油口305、第三工作油口302和第四工作油口301封闭；换向阀3的第二工作油口306与换向阀3的回油口307连通。

在一些实施例中，换向阀3在第一工位，换向阀3的进油口303与换向阀3的第一工作油口305连通的油路上设有第一节流孔304。

在一些实施例中，换向阀3在第二工位，换向阀3的进油口303与换向阀3的第一工作油口305连通的油路上设有第二节流孔308。

在一些实施例中，通过设置增压阀7、压力补偿阀5将工作时的负载压力引出，转换为换向阀3的第一节流孔304或第二节流孔308的出口压力。可使第一节流孔304或第二节流孔308两端压差恒定，实现控制流量与阀芯行程成比例。

在一些实施例中，换向阀3包括第一控制油口309。第一控制油口309与工作联的第一执行元件控制油口XAb2连接，第一执行元件控制油口XAb2用于控制换向阀3处于第一工位。

在一些实施例中，换向阀3包括第二控制油口310。第二控制油口310与工作联的第二执行元件控制油口XAk2连接，第二执行元件控制油口XAk2用于控制换向阀3处于第二工位。

在一些实施例中，压力补偿阀5包括第一工作油口503。压力补偿阀5的第一工作油口503与换向阀3的第一工作油口305连接。

在一些实施例中，压力补偿阀5包括第二工作油口501。压力补偿阀5的第二工作油口501与换向阀3的第二工作油口306连接。

在一些实施例中，压力补偿阀5包括第一工位。压力补偿阀5在第一工位时，压力补偿阀5的第一工作油口503和第二工作油口501封闭。

在一些实施例中，压力补偿阀5包括第二工位。压力补偿阀5在第二工位时，压力补偿阀5的第一工作油口503与第二工作油口501连通。

在一些实施例中，压力补偿阀5包括第一控制油口504。第一控制油口504与增压阀7的第二工作油口701连接，用于控制压力补偿阀5处于第一工位。

在一些实施例中，压力补偿阀5包括第二控制油口502。第二控制油口502与压力补偿阀5的第一工作油口503连接，用于使压力补偿阀5处于第二工位。

在一些实施例中，压力补偿阀5的第一工作油口503与压力补偿阀5的第二控制油口502连接油路上设有第三节流孔4。

在一些实施例中，压力补偿阀5的第一控制油口504与增压阀7的第二工作油口701连接的油路上设有第四节流孔6。

在一些实施例中，增压阀7包括第一工位。增压阀7在第一工位时，增压阀7的第一工作油口703与第二工作油口701连通。

在一些实施例中，增压阀7包括第二工位。增压阀7在第二工位时，增压阀7的第一工作油口703和第二工作油口701封闭。

在一些实施例中，增压阀7包括第一控制油口702。增压阀7的第一控制油口702连接压力补偿阀5的第二工作油口501，用于控制增压阀7处于第一工位。

在一些实施例中，增压阀7包括第二控制油口704。增压阀7的第二控制油口704连接增压阀7的第二工作油口701，用于控制增压阀7处于第二工位。

在一些实施例中，增压阀7的第一控制油口702设有复位弹簧。

在一些实施例中，通过设置增压阀7将工作时的负载压力进行放大，可降低LS信号在液压系统传递过程中的压力损失，提高主泵的输出功率，保证液压系统工作效率。

在一些实施例中，换向阀3与第一执行元件进油口A连接的油路上设有第一单向阀2。通过设置第一单向阀2，可有效防止执行油缸内的压力油通过换向阀3反作用于工作联进油口P的油源，提高液压系统的稳定性。

在一些实施例中，换向阀3与第二执行元件进油口B连接的油路上设有第二单向阀1。通过设置第二单向阀1，可有效防止执行油缸内的压力油通过换向阀3反作用于工作联进油口P的油源，提高液压系统的稳定性。

如图2、图3所示，在一些实施例中，工作联包括阀体8。

在一些实施例中，阀体8包括第一执行元件进油口A、第二执行元件进油口B、工作联进油口P、工作联回油口T、负载反馈供油口PLS、负载反馈油口LS、第二执行元件控制油口XAk2和第一执行元件控制油口XAb2。

在一些实施例中，阀体8包括第一阀孔801。第一阀孔801设于阀体8内，换向阀3的阀芯设于第一阀孔801。第一阀孔801贯穿阀体8，可降低阀孔加工难度，便于换向阀3的安装和拆卸。

在一些实施例中，阀体8包括第二阀孔802。第二阀孔802设于阀体8内，压力补偿阀5的阀芯和增压阀7的阀芯设于第二阀孔802。第二阀孔802贯穿阀体8，可降低阀孔加工难度，便于压力补偿阀5的安装和拆卸。

在一些实施例中，压力补偿阀5的阀芯悬浮安装于第二阀孔802内，可提高压力补偿阀5的响应速度，实现液压系统的精确压力补偿。

在一些实施例中，增压阀7的阀芯设于压力补偿阀5的阀芯内，可简化阀体结构，提高阀体空间利用率。

在一些实施例中，第一阀孔801的中轴线与第二阀孔802的中轴线平行。通过设置阀芯孔分层平行布置的阀体结构，可以实现对液压油流量大小的控制，也可以实现对液压油流动方向的控制，还可以增加阀体空间利用率，简化阀体结构，降低加工难度。

在一些实施例中，阀体8包括第三阀孔803。换向阀3与第一执行元件进油口A连接的油路上设有第一单向阀2，第一单向阀2的阀芯设于第三阀孔803内。第三阀孔803设于第一阀孔801与第二阀孔802之间。第三阀孔803的中轴线与第一阀孔801的中轴线平行。

在一些实施例中，阀体8包括第四阀孔804。换向阀3与第二执行元件进油口B连接的油路上设有第二单向阀1，第二单向阀1的阀芯设于第四阀孔804内。第四阀孔804设于第一阀孔801与第二阀孔802之间；第四阀孔804的中轴线与第一阀孔801的中轴线平行。

在一些实施例中，阀体8包括第三阀孔803和第四阀孔804。第一单向阀2的阀芯的设置方向与第二单向阀1的阀芯的设置方向相反。

在一些实施例中，阀体8包括第一执行元件进油口A和第二执行元件进油口B。

通过设置阀芯孔分层平行布置的阀体结构，可得到第一执行元件进油口A、第二执行元件进油口B不同的合流布置方式，增加了合流控制阀的通用性。

定义：第一阀孔801的中轴线与第二阀孔802的中轴线共同所在的平面为第一平面。

在一些实施例中，第一执行元件进油口A水平方向合流、第二执行元件进油口B垂直方向合流。第一执行元件进油口A的出流方向与第一平面平行，第二执行元件进油口B的出流方向与第一平面垂直。

在一些实施例中，第一执行元件进油口A垂直方向合流、第二执行元件进油口B水平方向合流。第一执行元件进油口A的出流方向与第一平面垂直，第二执行元件进油口B的出流方向与第一平面平行。

在一些实施例中，第一执行元件进油口A和第二执行元件进油口B均垂直方向合流。第一执行元件进油口A的出流方向与第一平面垂直，第二执行元件进油口B的出流方向与第一平面垂直。

在一些实施例中，第一执行元件进油口A和第二执行元件进油口B均水平方向合流。第一执行元件进油口A的出流方向与第一平面平行，第二执行元件进油口B的出流方向与第一平面平行。

在一些实施中，工作联进油口P内的液流方向垂直第一平面。工作联进油口P为贯通阀体8的流道。通过将工作联进油口P独立布置，且为贯通阀体8的流道，避免出现液压油绕流，可降低系统压力损失，减少不必要的功率损耗，提高液压系统工作效率并降低整机油耗。

在一些实施例中，阀体8包括弧形流道817。弧形流道817设于第一阀孔801远离第二阀孔802的一侧，弧形流道817连接换向阀3的第二工作油口306所在的油腔与换向阀3的第四工作油口301所在的油腔。

如图4所示，在一些实施例中，换向阀3的阀芯的轴肩上设有用于形成第一节流孔304的第一阀槽和用于形成第二节流孔308的第二阀槽，第一阀槽和第二阀槽均呈U型，第一阀槽的开口方向与第二阀槽的开口方向相反。

在一些实施例中，换向阀3的阀芯设有第五节流孔313和第六节流孔314，第五节流孔313和第六节流孔314通过设于换向阀3的阀芯内的流道连通，第五节流孔313位于换向阀3的第二工作油口306所在的油腔，第六节流孔314位于换向阀3的回油口307所在的油腔。

在一些实施中，工作联采用阀后流量共享原理，在简化阀体结构、优化整体尺寸的前提下，完成工作联所有插件布局，降低制造成本，实现插件共享。

本公开提供的工作联适用于双泵双回路液压系统。

本公开提供的工作联，基于流量共享，具有比例调节液压油流量大小、控制液压油流动方向的功能。

一些实施例提供了一种多路阀，其包括上述的工作联。

一些实施例提供了一种挖掘机，其包括第一执行元件、第二执行元件、动臂、铲斗和上述的工作联；第一执行元件用于控制动臂动作，第二执行元件用于控制铲斗动作，用于控制动臂动作的信号和用于控制铲斗动作的信号用来控制工作联中的换向阀3的换向，使动臂合流联和铲斗合流联整合成一个工作联。

动臂合流联、铲斗合流联共用一个换向阀3、增压阀7、压力补偿阀5，简化了阀体结构。

在一些实施例中，工作联用于根据挖掘机的工况需求实现双泵或单泵供油。

如图1所示，在一些实施例中，工作联包括：第二单向阀1、第一单向阀2，换向阀3，第四节流孔6、第三节流孔4，压力补偿阀5，增压阀7以及连通上述各种插件的流道。

工作联连接方式及工作原理为：工作联进油口P经换向阀3的进油口303与换向阀3连接；换向阀3的第一工作油口305与压力补偿阀5的第一工作油口503连接。压力补偿阀5的第二工作油口501与换向阀3的第二工作油口306连接。

换向阀3的第三工作油口302与第一单向阀2的进油口202连接，第一单向阀2的出油口201与第一执行元件进油口A连接。

换向阀3的第四工作油口301与第二单向阀1的进油口101连接，第二单向阀1的出油口102与第二执行元件进油口B连接。换向阀3的回油口307与工作联回油口T连接。

压力补偿阀5的第一工作油口503经第三节流孔4与压力补偿阀5的第二控制油口(右先导控制口)502连接；压力补偿阀5的第二工作油口501与增压阀7的第一控制油口702连接。

负载反馈供油口PLS与增压阀7的第一工作油口703连接。增压阀7的第二工作油口701与负载反馈油口LS连接。增压阀7的第二工作油口701经第四节流孔6与压力补偿阀5的第一控制油口504连接；增压阀7的第二工作油口701与增压阀7的第二控制油口704连接。

换向阀的第一控制油口309(动臂上升合流控制口)与第一执行元件控制油口XAb2连接。换向阀的第二控制油口310(铲斗内收合流控制口)与第二执行元件控制油口XAk2连接。

其中，工作联进油口P、换向阀3、压力补偿阀5、第二单向阀1、第一单向阀2、工作联回油口T、第一执行元件进油口A和第二执行元件进油口B构成主回油油路。负载反馈供油口PLS、增压阀7、负载反馈油口LS构成负载反馈(LS)控制油路。

该工作联的动臂合流工作原理为：

动臂上升先导压力油从第一执行元件控制油口XAb2经流道进入换向阀3的第一控制油口309，使换向阀3工作在第一工位。

对于主回油油路，液压油的流动路径为：工作联进油口P，换向阀3的进油口303、第一节流孔304和第一工作油口305，压力补偿阀5的第一工作油口503和第二工作油口501，换向阀3的第二工作油口306、第一流道311和第三工作油口302，第一单向阀2，第一执行元件进油口A进入动臂上升的执行油缸。

对于LS控制油路，液压油的流动路径为：工作联负载反馈供油口PLS，增压阀7的第一工作油口703和第二工作油口701，负载反馈油口LS进入主泵控制机构。

在上述过程中，负载压力P306通过增压阀7的第一控制油口702作用在增压阀7右端，负载反馈(LS)压力P701通过增压阀7的第二控制油口704作用在增压阀7左端。

负载压力P306、复位弹簧压力P705和负载反馈(LS)压力P701使增压阀7始终处于动态平衡状态，负载反馈(LS)压力P701等于负载压力P702和复位弹簧压力P705之和，实现了对负载压力P702的增压。

同时，负载反馈(LS)压力P701通过第四节流孔6、压力补偿阀5的第一控制油口504作用在压力补偿阀5的左端，第一节流孔304的出口压力P305通过第三节流孔4、压力补偿阀5的第二控制油口502作用在压力补偿阀5的右端。

压力补偿阀5在负载反馈(LS)压力P701、第一节流孔304的出口压力P305的共同作用下始终处于动态平衡状态，使压力补偿阀5的阀后压力P501始终和负载压力P306保持一致。压力补偿阀5的阀前压力P503、第一节流孔304出口压力P305始终和负载反馈(LS)压力P701保持一致，使主阀(换向阀3)控制口出口压力和负载压力不关联，实现压力补偿。

在上述压力补偿阀5、增压阀7的共同作用下，第一节流孔304两端的压差由换向阀3的进油口303与第一工作油口305之间的压力之差，转换成工作联进油口P和负载反馈油口LS之间的压力之差。在主阀系统中，当工作联进油口P的压力和负载反馈油口LS的压力的压差恒定时，第一节流孔304两端的压差恒定，则控制流量与第一节流孔304的开口成比例，实现换向阀3对流量控制的负载无关性。

该工作联的铲斗合流工作原理为：

铲斗内收先导压力油从第二执行元件控制油口XAk2经流道进入换向阀3的第二控制油口310，使换向阀3工作在第二工位。

对于主回油油路，液压油的流动路径为：工作联进油口P，换向阀3的进油口303、第二节流孔308和第一工作油口305，压力补偿阀5的第一工作油口503和第二工作油口501，换向阀3的第二工作油口306、第二流道312和第四工作油口301，第二单向阀1，第二执行元件进油口B进入铲斗内收的执行油缸。

对于LS控制油路：液压油的流动路径：工作联负载反馈供油口PLS，增压阀7的第一工作油口703和第二工作油口701，负载反馈油口LS进入主泵控制机构。

在上述过程中，负载压力P306通过增压阀7的第一控制油口702作用在增压阀7右端，负载反馈(LS)压力P701通过增压阀7的第二控制油口704作用在增压阀7左端。

负载压力P306、复位弹簧压力P705和负载反馈(LS)压力P701使增压阀7始终处于动态平衡状态，负载反馈(LS)压力P701等于负载压力P702和复位弹簧压力P705之和，实现了对负载压力P702的增压。

同时，负载反馈(LS)压力P701通过第四节流孔6、压力补偿阀5的第一控制油口504作用在压力补偿阀5的左端，第二节流孔308的出口压力P305通过第三节流孔4、压力补偿阀5的第二控制油口502作用在压力补偿阀5的右端。

压力补偿阀5在负载反馈(LS)压力P701、第二节流孔308的出口压力P305的共同作用下始终处于动态平衡状态，使压力补偿阀5的阀后压力P501始终和负载压力P306保持一致。压力补偿阀5的阀前压力P503、第二节流孔308出口压力P305始终和负载反馈(LS)压力P701保持一致，使主阀控制口出口压力和负载压力不关联，实现压力补偿。

在上述压力补偿阀5、增压阀7的共同作用下，第二节流孔308两端的压差由换向阀3的进油口303与第一工作油口305之间的压力之差，转换成工作联进油口P和负载反馈油口LS之间的压力之差。在主阀系统中，当工作联进油口P的压力和负载反馈油口LS的压力的压差恒定时，第二节流孔308两端的压差恒定，则控制流量与第二节流孔308的开口成比例，实现换向阀3对流量控制的负载无关性。

如图2所示，在一些实施例中，工作联包括阀体8。阀体8包括第一阀孔801，第二阀孔802，第三阀孔803、第四阀孔804，工作联进油口P，第一执行元件进油口A、第二执行元件进油口B，工作联回油口T，弧形流道817，多条流道818、819、820、821、822。

沿第一阀孔的中轴线方向依次设有换向阀的第四工作油口所在的油腔805；中间油腔806；换向阀的进油口所在的油腔807；换向阀的第一工作油口所在的油腔808；换向阀的第二工作油口所在的油腔809；换向阀的第三工作油口所在的油腔810。

沿第二阀孔的中轴线方向依次设有第二阀孔的油腔811；补偿阀的第一工作油口所在的油腔812；补偿阀的第二工作油口所在的油腔813；增压阀的第一工作油口所在的油腔814；增压阀的第二工作油口所在的油腔815和第二阀孔的油腔816。

上述沿第一阀孔的中轴线方向与沿第二阀孔的中轴线方向一致。

其中，第一阀孔801，第二阀孔802，第三阀孔803、第四阀孔804在同一阀体平面上分三层平行布置。

第二阀孔802布置于最上层，第一阀孔801布置于最下层，第三阀孔803、第四阀孔804布置于中间层。

弧形流道817连通中间油腔806和换向阀的第二工作油口所在的油腔809，在换向阀3在第二工位时，中间油腔806与换向阀的第四工作油口所在的油腔805连通。

第三流道818连通第四阀孔804和换向阀的第四工作油口所在的油腔805。

第四流道819连通主工作联进油口P和换向阀的进油口所在的油腔807。

第五流道820连通换向阀的第一工作油口所在的油腔808和补偿阀的第一工作油口所在的油腔812。

第六流道821连通换向阀的第二工作油口所在的油腔809和补偿阀的第二工作油口所在的油腔813。

第七流道822连通第三阀孔803和换向阀的第三工作油口所在的油腔810。

如图3所示，工作联进油口P内的液流方向垂直第一平面，第一平面为第一阀孔801的中轴线与第二阀孔802的中轴线共同所在的平面。工作联进油口P为贯通阀体8的流道。

换向阀3的阀芯安装于第一阀孔801内，用于控制液压油流量的大小和液压油流动方向。

其中，换向阀3的铲斗内收先导油作用端面位于第一阀孔801的左侧，动臂上升先导油作用端面位于第一阀孔801的右侧。

第一堵头9、第二堵头10、压力补偿阀5的阀芯安装于第二阀孔802内。第一堵头9、第二堵头10为非标准堵头，其长度尺寸取决于压力补偿阀5的行程。

第二堵头10安装于第二阀孔802的左侧，第一堵头9安装于第二阀孔802的右侧，压力补偿阀5的阀芯悬浮安装于第一堵头9和第二堵头10之间，第一堵头9和第二堵头10共同限制压力补偿阀5的阀芯的行程。

增压阀7的阀芯安装于压力补偿阀5的阀芯内，增压阀7的阀芯的两端分别设有复位弹簧705和第三堵头11，通过复位弹簧705和第三堵头11限制增压阀7的阀芯的行程，可调节复位弹簧705预紧力实现增压阀7增加压力的快速调节。

增压阀的第一工作油口所在的油腔814连通工作联负载反馈供油口PLS，并与上下工作联形成连通流道。

增压阀的第二工作油口所在的油腔815连通负载反馈油口LS，并与上下工作联形成连通流道。

第二单向阀1的阀芯安装于第四阀孔804内，用于防止铲斗油缸大腔即第二执行元件进油口B处的压力油反作用于压力补偿阀5。

第一单向阀2安装于第三阀孔803内，用于防止动臂油缸大腔即第一执行元件进油口A处压力油反作用于压力补偿阀5。

在一些实施例中，由于第二单向阀1的阀芯与第一单向阀2的阀芯的安装方向相反，且第二单向阀1、第一单向阀2控制的液压油流动方向相同，所以在结构上第二单向阀1和第一单向阀2的进口、出口设置位置需相反。

例如：第二单向阀1的中部进油，端部出油，第一单向阀2的端部进油，中部出油。

弧形流道817连通中间油腔806和换向阀的第二工作油口所在的油腔809，在换向阀3在第二工位时，中间油腔806与换向阀的第四工作油口所在的油腔805连通，使换向阀3在左、右换向位均可以控制液压油的流动方向。

如图4所示，在换向阀3的阀芯上，用于形成第一节流孔304的第一阀槽和用于形成第二节流孔308的第二阀槽在换向阀3的阀芯的同一凸肩上反向布置，使换向阀3在左、右换向位均可以控制液压油的流量大小，使换向阀3具有双向节流作用。

通过在换向阀3设置形成第一节流孔304的第一阀槽和第二节流孔308的第二阀槽，可实现换向阀在第三工位时，弧形流道817、第五流道820、第六流道821内的压力油卸荷，防止换向阀3启动时出现压力冲击。

换向阀3的阀芯的设有第五节流孔313和第六节流孔314，第五节流孔313和第六节流孔314通过设于换向阀3的阀芯内的流道连通，第五节流孔313位于换向阀3的第二工作油口306所在的油腔，第六节流孔314位于换向阀3的回油口307所在的油腔。

第五节流孔313和第六节流孔314连通第二工作油口306所在的油腔和换向阀3的回油口307所在的油腔，使换向阀3在中位时弧形流道817、第五流道820和第六流道821内的压力油卸荷。

在一些实施例中，本公开提供的基于阀后的流量共享液压多路阀合流工作联，用以精确控制液压油的流量大小和流动方向。工作联既可以作为单独阀块使用，也可作为多路阀的一个工作联使用，用以控制不同执行机构的速度大小。如作为挖掘机主阀的动臂、铲斗合流联使用，实现挖掘机动臂上升和铲斗内收时的双泵合流供油。

通过上述各个实施例的描述，本公开至少具有以下有益效果：

1)阀芯孔分层平行布置的阀体结构，将部分功能阀集成于补偿阀芯内，提高了阀体空间利用率。

2)通过设置增压阀、压力补偿阀对负载压力进行补偿，使主控制阀(换向阀3)压差恒定，控制流量与阀芯行程成比例，实现流量的精确控制。

3)通过工作联进油口P独立布置，且主供油流道为上下贯通流道，降低了系统压力损失。

4)通过使用双向节流的主控制阀(换向阀3)，使动臂合流联、铲斗合流联合并为一联，简化了阀体结构。

5)通过设置正向作用单向阀、反向作用单向阀使压力补偿阀和执行机构反相隔离，有效防止压力补偿阀补偿失效，保证了系统工作的稳定性。

6)通过设置阀芯孔分层平行布置的阀体结构，可得到第一执行元件进油口A、第二执行元件进油口B不同的合流方式，增加了合流控制阀的通用性。

在本发明的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”、“第三”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对上述零部件进行区别，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。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。另外，在没有明确否定的情况下，其中一个实施例的技术特征也可以有益地与其他一个或多个实施例相互结合。

Claims (17)

1.一种工作联，其特征在于，包括：

换向阀(3)，可切换地将液压油引向所述工作联的第一执行元件进油口(A)和第二执行元件进油口(B)；

压力补偿阀(5)，其工作油口与所述换向阀(3)的工作油口连接，用于根据负载对流向所述换向阀(3)的液压油的压力进行动态调整，所述压力补偿阀(5)流出的液压油经过所述换向阀(3)流向所述第一执行元件进油口(A)或第二执行元件进油口(B)；以及

增压阀(7)，其第一工作油口(703)与所述工作联的负载反馈供油口(PLS)连接，第二工作油口(701)与所述工作联的负载反馈油口(LS)和所述压力补偿阀(5)的控制油口连接，所述增压阀(7)用于根据负载动态调整流向所述压力补偿阀(5)的控制油口的液压油的压力；所述增压阀(7)包括：

第一工位，所述增压阀(7)的第一工作油口(703)与第二工作油口(701)连通；

第二工位，所述增压阀(7)的第一工作油口(703)和第二工作油口(701)封闭；

第一控制油口(702)，连接所述压力补偿阀(5)的第二工作油口(501)，用于控制所述增压阀(7)处于第一工位；以及

第二控制油口(704)，连接所述增压阀(7)的第二工作油口(701)，用于控制所述增压阀(7)处于第二工位。

2.如权利要求1所述的工作联，其特征在于，所述换向阀(3)包括：

进油口(303)；

回油口(307)；

第一工作油口(305)，与所述压力补偿阀(5)的第一工作油口(503)连接；

第二工作油口(306)，与所述压力补偿阀(5)的第二工作油口(501)连接；

第三工作油口(302)，与所述第一执行元件进油口(A)连接；

第四工作油口(301)，与所述第二执行元件进油口(B)连接；

第一工位；所述换向阀(3)的所述进油口(303)与所述第一工作油口(305)连通，所述第二工作油口(306)与所述第三工作油口(302)连通，所述第四工作油口(301)和所述回油口(307)封闭；

第二工位；所述进油口(303)与所述第一工作油口(305)连通，所述第二工作油口(306)与所述第四工作油口(301)连通，所述第三工作油口(302)和所述回油口(307)封闭；以及

第三工位；所述进油口(303)、所述第一工作油口(305)、所述第三工作油口(302)和所述第四工作油口(301)封闭；所述第二工作油口(306)与所述回油口(307)连通。

3.如权利要求2所述的工作联，其特征在于，所述换向阀(3)在第一工位，所述换向阀(3)的所述进油口(303)与所述第一工作油口(305)连通的油路上设有第一节流孔(304)，和/或，

所述换向阀(3)在第二工位，所述换向阀(3)的所述进油口(303)与所述第一工作油口(305)连通的油路上设有第二节流孔(308)。

4.如权利要求2所述的工作联，其特征在于，所述换向阀(3)包括：

第一控制油口(309)，与所述工作联的第一执行元件控制油口(XAb2)连接，所述第一执行元件控制油口(XAb2)用于控制所述换向阀(3)处于第一工位；以及

第二控制油口(310)，与所述工作联的第二执行元件控制油口(XAk2)连接，所述第二执行元件控制油口(XAk2)用于控制所述换向阀(3)处于第二工位。

5.如权利要求1所述的工作联，其特征在于，所述压力补偿阀(5)包括：

第一工作油口(503)，与所述换向阀(3)的第一工作油口(305)连接；

第二工作油口(501)，与所述换向阀(3)的第二工作油口(306)连接；

第一工位，所述压力补偿阀(5)的第一工作油口(503)和所述第二工作油口(501)封闭；

第二工位，所述压力补偿阀(5)的第一工作油口(503)与所述第二工作油口(501)连通；

第一控制油口(504)，与所述增压阀(7)的第二工作油口(701)连接，用于控制所述压力补偿阀(5)处于第一工位；以及

第二控制油口(502)，与所述压力补偿阀(5)的第一工作油口(503)连接，用于使所述压力补偿阀(5)处于第二工位。

6.如权利要求5所述的工作联，其特征在于，所述压力补偿阀(5)的第一工作油口(503)与所述压力补偿阀(5)的第二控制油口(502)连接油路上设有第三节流孔(4)；和/或，

所述压力补偿阀(5)的第一控制油口(504)与所述增压阀(7)的第二工作油口(701)连接的油路上设有第四节流孔(6)。

7.如权利要求1所述的工作联，其特征在于，所述增压阀(7)的第一控制油口(702)设有复位弹簧。

8.如权利要求1所述的工作联，其特征在于，所述换向阀(3)与所述第一执行元件进油口(A)连接的油路上设有第一单向阀(2)，和/或，

所述换向阀(3)与所述第二执行元件进油口(B)连接的油路上设有第二单向阀(1)。

9.如权利要求1所述的工作联，其特征在于，包括阀体(8)，其包括：

第一阀孔(801)，设于所述阀体(8)内，所述换向阀(3)的阀芯设于所述第一阀孔(801)内；

第二阀孔(802)，设于所述阀体(8)内，所述压力补偿阀(5)的阀芯和所述增压阀(7)的阀芯设于所述第二阀孔(802)内；

所述第一阀孔(801)的中轴线与所述第二阀孔(802)的中轴线平行。

10.如权利要求9所述的工作联，其特征在于，所述阀体(8)包括：

第三阀孔(803)，所述换向阀(3)与所述第一执行元件进油口(A)连接的油路上设有第一单向阀(2)，所述第一单向阀(2)的阀芯设于所述第三阀孔(803)；所述第三阀孔(803)设于所述第一阀孔(801)与所述第二阀孔(802)之间；且所述第三阀孔(803)的中轴线与所述第一阀孔(801)的中轴线平行；和/或

第四阀孔(804)，所述换向阀(3)与所述第二执行元件进油口(B)连接的油路上设有第二单向阀(1)，所述第二单向阀(1)的阀芯设于所述第四阀孔(804)；所述第四阀孔(804)设于所述第一阀孔(801)与所述第二阀孔(802)之间；所述第四阀孔(804)的中轴线与所述第一阀孔(801)的中轴线平行。

11.如权利要求10所述的工作联，其特征在于，所述阀体(8)包括第三阀孔(803)和第四阀孔(804)，所述第一单向阀(2)的阀芯的设置方向与所述第二单向阀(1)的阀芯的设置方向相反。

12.如权利要求9所述的工作联，其特征在于，所述阀体(8)包括第一执行元件进油口(A)和第二执行元件进油口(B)；所述第一执行元件进油口(A)的出流方向与第一平面平行，所述第二执行元件进油口(B)的出流方向与第一平面垂直；其中，第一平面为所述第一阀孔(801)的中轴线与所述第二阀孔(802)的中轴线共同所在的平面。

13.如权利要求9所述的工作联，其特征在于，所述阀体(8)包括弧形流道，设于所述第一阀孔(801)远离所述第二阀孔(802)的一侧，所述弧形流道用于连接所述换向阀(3)的第二工作油口(306)所在的油腔与所述换向阀(3)的第四工作油口(301)所在的油腔。

14.如权利要求9所述的工作联，其特征在于，所述换向阀(3)的阀芯的轴肩上设有用于形成第一节流孔(304)的第一阀槽和用于形成第二节流孔(308)的第二阀槽，所述第一阀槽和所述第二阀槽均呈U型，所述第一阀槽的开口方向与所述第二阀槽的开口方向相反。

15.如权利要求9所述的工作联，其特征在于，所述换向阀(3)的阀芯的设有第五节流孔(313)和第六节流孔(314)，所述第五节流孔(313)和所述第六节流孔(314)通过设于所述换向阀(3)的阀芯内的流道连通，所述第五节流孔(313)位于所述换向阀(3)的第二工作油口(306)所在的油腔，所述第六节流孔(314)位于所述换向阀(3)的回油口(307)所在的油腔。

16.一种多路阀，其特征在于，包括如权利要求1～15任一项所述的工作联。

17.一种挖掘机，其特征在于，包括第一执行元件、第二执行元件、动臂、铲斗和如权利要求1～15任一项所述的工作联；所述第一执行元件用于控制所述动臂动作，所述第二执行元件用于控制所述铲斗动作，用于控制所述动臂动作的信号和用于控制所述铲斗动作的信号用来控制所述工作联中的换向阀(3)的换向。

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