CN110285104B - 定差溢流阀及工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定差溢流阀，包括进油口(P)和回油油道(T)，还包括形成在所述进油口(P)和所述回油油道(T)之间的第一定差溢流通道和形成在所述进油口(P)和所述回油油道(T)之间的第二定差溢流通道；所述第一定差溢流通道所设定的溢流压力差小于所述第二定差溢流通道所设定的溢流压力差。在液压回路流量较小时通过第一定差溢流通道溢流，维持较小的卸荷压力；在液压回路流量较大时通过第二定差溢流通道溢流，维持较大的工作压力。本发明还公开了一种使用本发明的定差溢流阀的工程机械。本发明能够降低液压系统的能耗，减轻操纵阀的阀杆换位时引起的冲击。

Description

定差溢流阀及工程机械

技术领域

本发明涉及液压阀，具体地涉及一种定差溢流阀。此外，本发明还涉及一种工程机械。

背景技术

溢流阀是液压系统中常用的一种液压阀，其通过阀口的溢流，将所在的控制系统或者液压回路中的压力维持恒定，实现稳压、调压或限压作用。定差溢流阀是保持阀体进口和出口之间的压力恒定的一种溢流阀，能够使定差溢流阀进出口油路的压力差保持恒定。

如图1和图2所示，现有的定差溢流阀都是一级阀芯结构，只有一个定差溢流通道。在进油口P与负载反馈压力油道Ls之间的压力差超过设定压力时，阀芯克服弹簧的弹力移动，打开进油口P与回油腔G之间的溢油阀口，进油口P中的液压油通过溢流阀口流入回油腔G，通过回油油道T流入油缸，使得进油口P中的压力下降。并且，在进油口P与负载反馈压力油道Ls之间的压力差增大时，阀芯移动位移大，溢流阀口开度增加，进油口P中的液压油溢流量增加，促使进油口P中的压力下降，使得进油口P与负载反馈压力油道Ls之间的压力保持恒定。

现有定差溢流阀常用在定量泵系统中，实现方向阀的比例控制功能。广泛应用于采用此类液压系统的各种工程机械的比例操纵阀控制系统中。主要用于实现两大功能：1、在比例操纵阀的阀杆处于中位时，可实现定量泵以较低压力的卸荷；2、比例操纵阀的阀杆处于换向位时，确保定量泵的输出压力与负载的压差恒定，实现阀的输出流量不受负载变化影响只与阀芯行程成比例关系。但由于只有一级阀芯、一个定差溢流通道，这就导致：1、由于阀杆中位卸荷与阀杆换向位的恒定压差控制都是通过同一个单级结构的定差溢流阀实现的，使得中位卸荷压力偏大，造成一定的能量损失。2、操纵阀杆快速回中位时，由于单级结构的定差溢流阀造成进油腔压力超调，冲击较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种定差溢流阀，该定差溢流阀具有两个溢流压力差不同的溢流通道，在降低比例操纵阀的阀杆中位卸荷压力的同时，维持阀杆换向位较高的恒定压差。具有卸荷能量损失小，阀杆换位冲击小的优点。

本发明进一步所要解决的技术问题是提供一种工程机械，该工程机械具有节能，操作平稳的优点。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种定差溢流阀，包括进油口和回油油道，还包括形成在所述进油口和所述回油油道之间的第一定差溢流通道和形成在所述进油口和所述回油油道之间的第二定差溢流通道；所述第一定差溢流通道所设定的溢流压力差小于所述第二定差溢流通道所设定的溢流压力差。

具体地，本发明的定差溢流阀，包括阀体、阀芯和阀杆；所述阀体上包括所述进油口、进油腔、阀体压力腔、回油腔和所述回油油道；所述阀芯上包括阀芯进油孔、阀芯油腔和阀芯出油孔；所述阀杆包括第一油孔、第二油孔、第三油孔、第四油孔、阀杆油腔和阀杆压力腔；所述进油口、进油腔、第一油孔、阀芯进油孔、阀芯油腔、阀芯出油孔、阀杆油腔、第二油孔、第三油孔、第四油孔、回油腔和所述回油油道能够通过所述阀芯的移动而相互连通形成所述第一定差溢流通道；所述进油口、进油腔、第一油孔、第二油孔、阀杆油腔、第三油孔、第四油孔、回油腔和所述回油油道能够通过所述阀杆的移动而相互连通形成所述第二定差溢流通道。

进一步地，本发明的定差溢流阀还包括堵头Ⅰ、第二弹簧、弹簧座和第一弹簧；所述阀体内依次设置有负载反馈压力腔、所述进油腔、所述回油腔和所述阀体压力腔；所述阀体压力腔的一端密封而形成密封端；所述负载反馈压力腔与负载反馈压力油道相连通，所述阀体压力腔与所述进油口相连通；所述阀杆设置在所述阀体内并分隔所述负载反馈压力腔、进油腔、回油腔和阀体压力腔；所述阀杆的所述阀杆压力腔所在的一端位于所述阀体压力腔内，且所述密封端的内侧设置有连通所述阀杆压力腔与所述阀体压力腔的油槽,所述阀杆的另一端与所述弹簧座相连接，所述堵头密封在所述阀体的负载反馈压力腔所在的一端开口处，所述第二弹簧设置在所述堵头Ⅰ与所述弹簧座之间；所述阀杆上设有所述第一油孔、第二油孔、第三油孔和第四油孔，所述第一油孔与所述进油腔相连通，所述第二油孔、第三油孔和第四油孔与所述回油腔相连通；所述阀芯设置在所述阀杆内，将所述阀杆内的腔体分隔为弹簧腔、所述阀杆油腔和所述阀杆压力腔，所述弹簧座内设有连通所述负载反馈压力腔与所述弹簧腔的连通孔；所述阀芯内设有所述阀芯油腔，所述阀芯油腔通过所述阀芯进油孔与所述第一油孔相连通，并通过所述阀芯出油孔与所述阀杆油腔相连通；所述阀芯位于所述弹簧腔内的一端与所述弹簧座之间设置有所述第一弹簧，所述第一弹簧的倔强系数小于所述第二弹簧的倔强系数。

进一步优选地，所述第一油孔、第二油孔、第三油孔和第四油孔从所述进油腔方向到所述回油腔方向依次排列，且各自在所述阀杆同一横截面上布置有数个。通过该优选技术方案，在所述阀杆移动一定距离时，相应油孔的通流截面积的变化更大。

进一步地，数个所述第二油孔的孔径大小不等，且各所述第二油孔的邻近所述进油腔的一侧位于所述阀杆的同一个横截面上。通过该优选技术方案，能够控制所述阀杆向所述进油腔所在的一侧移动时，第二油孔的总通流截面积的变化特征，以保持油路压力的稳定。

优选地，所述阀体压力腔的密封端设有堵头Ⅱ，并通过所述堵头Ⅱ密封所述阀体压力腔，所述油槽设置在所述堵头Ⅱ位于所述阀体压力腔内的一侧端面。通过该优选技术方案，本发明的定差溢流阀的组装与调试更加方便。

优选地，所述负载反馈压力油道上设有阻尼塞I；所述阀体压力腔与所述进油口之间的通道上设有阻尼塞Ⅱ。通过该优选技术方案，能够防止负载反馈压力或者油泵压力的瞬时变化对定差溢流阀所带来的冲击。

优选地，在所述弹簧腔与所述阀芯油腔之间设置有常开式单向阀。在该优选技术方案中，在负载反馈压力迅速升高时，常开式单向阀能够快速关闭，减小由进油腔至回油腔的通流开口，提高进油口的压力，有利于维持进油口和负载反馈压力之间的压差保持恒定。

具体地，所述常开式单向阀包括单向阀芯、单向阀弹簧和单向阀套；所述阀芯内开设有连通所述阀芯油腔与所述弹簧腔的阀孔，所述单向阀芯能够移动地安装在所述阀孔中，所述单向阀套固定在所述阀芯位于所述弹簧腔内的一端，所述单向阀弹簧安装在所述单向阀芯与所述单向阀套之间，使得所述单向阀芯处于常开状态。

本发明第二方面提供一种工程机械，包括定量泵系统，所述定量泵系统中包括本发明第一方面任一种技术方案所提供的定差溢流阀。

通过上述技术方案，本发明的定差溢流阀能够在定量泵怠速时提供一个较低的卸荷压力，定量泵高速运行时提供一个较高的工作压力，节能效果较好。在操纵阀换向开启时，定量泵供油压力有一个逐步升压的过程，缓冲作用更好。在操纵阀杆换向、负载压力异常升高时，能快速地作出响应，更好地保持压力的稳定。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1是一种现有的定差溢流阀结构示意图；

图2是另一种现有的定差溢流阀结构示意图；

图3是本发明的定差溢流阀一个实施例的结构示意图；

图4是本发明的定差溢流阀实施例怠速工况状态示意图；

图5是本发明的定差溢流阀实施例高速运行工况状态示意图；

图6是本发明的定差溢流阀实施例操纵杆换向工况状态示意图；

图7是本发明的定差溢流阀实施例操纵杆换向工况负载波动快速反应状态示意图；

图8是图7工况负载波动平衡状态示意图。

附图标记说明

1 阀体 11 阻尼塞I

12 阻尼塞Ⅱ 2 第二弹簧

3 弹簧座 4 第一弹簧

5 堵头Ⅰ 6 常开式单向阀

61 单向阀芯 62 单向阀弹簧

63 单向阀套 7 阀芯

71 阀芯进油孔 72 阀芯出油孔

73 阀芯轴肩 8 阀杆

81 第一油孔 82 第二油孔

83 第三油孔 84 第四油孔

9 堵头Ⅱ 91 油槽

A 负载反馈压力腔 B 阀芯油腔

C 阀杆油腔 D 阀体压力腔

E 阀杆压力腔 F 进油腔

G 回油腔 H 弹簧腔

P 进油口 T 回油油道

Ls 负载反馈压力油道

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“左、右”所指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量，因此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或隐含地包括一个或更多个所述特征。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者是一体连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的定差溢流阀的基础实施方式，包括第一定差溢流通道和第二定差溢流通道；第一定差溢流通道所设定的溢流压力差小于第二定差溢流通道所设定的溢流压力差。本发明的定差溢流阀可以使用在定量泵系统中为实现方向阀的比例控制功能，在定量泵处于怠速状态而输出流量较小时，通过第一定差溢流通道溢流，由于第一定差溢流通道的溢流压力差较小而维持一个较低的溢流压力。在定量泵处于高速运行状态时，定量泵的输出流量较大，第一定差溢流通道所形成的溢流量不足以得定量泵输出通路上的压力下降，油路中的液压油通过第二定差溢流通道溢流，维持一个较高的溢流压力。

在本发明的一个具体实施例中，如图3所示，本发明的定差溢流阀包括阀体1、阀芯7和阀杆8；阀体1上包括进油口P、进油腔F、阀体压力腔D、回油腔G和回油油道T。阀芯7上包括阀芯进油孔71、阀芯油腔B和阀芯出油孔72。阀杆8包括第一油孔81、第二油孔82、第三油孔83、第四油孔84、阀杆油腔C和阀杆压力腔E。

进油口P、进油腔F、第一油孔81、阀芯进油孔71、阀芯油腔B、阀芯出油孔72、阀杆油腔C、第二油孔82、第三油孔83、第四油孔84、回油腔G和回油油道T能够通过阀芯7的移动而相互连通形成第一定差溢流通道。具体地，在阀芯7处于初始状态时，如图3所示，液流通过进油口P→进油腔F→第一油孔81→阀芯进油孔71→阀芯油腔B→阀芯出油孔72→阀杆油腔C→(第二油孔82、第三油孔83和第四油孔84)→回油腔G→回油油道T，形成第一定差溢流通道；而阀芯7相对于阀杆8向左移动后，如图4所示，液流通过进油口P→进油腔F→(第一油孔81→阀芯进油孔71→阀芯油腔B→阀芯出油孔72→阀杆油腔C)和(第一油孔81→阀杆油腔C)→(第二油孔82、第三油孔83和第四油孔84)→回油腔G→回油油道T，形成第一定差溢流通道。

进油口P、进油腔F、第一油孔81、第二油孔82、阀杆油腔C、第三油孔83、第四油孔84、回油腔G和回油油道T能够通过所述阀杆8的移动而相互连通形成所述第二定差溢流通道。具体地，在阀芯7相对于阀杆8向左移动的基础上，阀杆8向左移动后，如图5所示，液流通过进油口P→进油腔F→(第一油孔81和第二油孔82)→阀杆油腔C→(第三油孔83和第四油孔84)→回油腔G→回油油道T，形成第二溢流通道；而当而阀芯7相对于阀杆8向右移动后，如图6所示，液流通过进油口P→进油腔F→(第一油孔81→阀芯进油孔71→阀芯油腔B→阀芯出油孔72→阀杆油腔C)和(第二油孔82→阀杆油腔C)→(第三油孔83和第四油孔84)→回油腔G→回油油道T，形成第二溢流通道。

在本发明的一个具体实施例中，本发明的定差溢流阀还包括堵头Ⅰ5、第二弹簧2、弹簧座3和第一弹簧4。如图3所示，阀体1内由左向右依次设置有负载反馈压力腔A、进油腔F、回油腔G和阀体压力腔D。阀体压力腔D的一端密封而形成密封端。负载反馈压力腔A与负载反馈压力油道Ls相连通，阀体压力腔D与进油口P相连通；回油腔G与回油油道T相连通；阀体压力腔D也与进油口P相连通。阀杆8设置在阀体1内，并分隔负载反馈压力腔A、进油腔F、回油腔G和阀体压力腔D。阀杆8的阀杆压力腔E所在的一端位于阀体压力腔D内，且密封端的内侧设置有连通阀杆压力腔E与阀体压力腔D的油槽91；另一端与弹簧座3相连接，堵头Ⅰ5密封在阀体1的负载反馈压力腔A所在的一端开口处。阀杆8能够在阀体1内左右移动。第二弹簧2设置在堵头Ⅰ5与弹簧座3之间，在第二弹簧2弹力的作用下，阀杆8初始处于阀体1内的右端。阀杆8上设有第一油孔81、第二油孔82、第三油孔83和第四油孔84；阀杆8处于初始状态时，第一油孔81与进油腔F相连通，第二油孔82、第三油孔83和第四油孔84与回油腔G相连通。当阀杆8相对于阀体1向左移动时，可以使得第二油孔82离开回油腔G而与进油腔F相连通。也可以使得第二油孔82同时与回油腔G和进油腔F相连通。阀芯7设置在阀杆8内，并能够在阀杆8内左右移动。阀芯7将阀杆8内的腔体分隔为弹簧腔H、阀杆油腔C和阀杆压力腔E。弹簧座3内设有连通负载反馈压力腔A与弹簧腔H的连通孔；阀芯7内设有阀芯油腔B，阀芯油腔B通过阀芯进油孔71连通到阀芯7的表面，在阀芯7处于初始状态时，阀芯进油孔71与第一油孔81相连通。在阀芯7相对于阀杆8向左移动时，也可以使得阀芯进油孔71与第一油孔81相断开。阀芯油腔B还通过阀芯出油孔72与阀杆油腔C相连通。阀芯7位于弹簧腔H内的一端与弹簧座3之间设置有第一弹簧4，在第一弹簧4的弹力作用下，阀芯7初始位于阀杆8内的右端。第一弹簧4的倔强系数小于第二弹簧2的倔强系数。

作为本发明的一个实施例，如图3所示，第一油孔81、第二油孔82、第三油孔83和第四油孔84从进油腔F方向到回油腔G方向依次排列，且各自在阀杆8同一横截面上布置有数个，通常为2-4个。在阀杆8同一横截面上布置数个油孔可以在保证阀杆8机械强度的情况下，提高油孔的通流截面积，同时在阀杆8移动时，控制油孔处于通流状态的范围。

作为本发明的一个实施例，如图3所示，数个第二油孔82的孔径大小不等，且各第二油孔82的最左端位于阀杆8的同一个横截面上。通过改变各个第二油孔82孔径的大小，可以控制阀杆8相对于阀体1移动时，第二油孔82与进油腔F和回油腔G之间总通流截面积的变化规律，以控制溢流量的大小，进而控制进油腔F的油压。

在本发明的一些实施例中，如图3所示，阀体1内的腔体形成左右相通的通孔，阀体1的右端，即阀体压力腔D所在端设有堵头Ⅱ9，并通过堵头Ⅱ9密封阀体1的右端形成密封端。堵头Ⅱ9位于阀体压力腔D内的一侧端面设置有油槽91，油槽91连通阀体压力腔D与阀杆压力腔E。油槽91可以设置多条，以增加阀体压力腔D与阀杆压力腔E之间的通流截面积，并能增加油道与阀杆8右侧端面的接触面积。

如本领域的技术人员所知，堵头Ⅱ9也可以替换为其他密封器件，如密封帽等。但只要是起对阀体1的右端的密封作用，就应当视为对堵头Ⅱ9的简单替换，应当视为本发明的保护范围。

作为本发明的一个实施例，如图3所示，负载反馈压力油道Ls上设有阻尼塞I11；阀体压力腔D与进油口P之间的连接通道上设有阻尼塞Ⅱ12。阻尼塞I11能够过滤负载反馈压力油道Ls上的瞬间压力波动、阻尼塞Ⅱ12能够过滤进油口P上的瞬间压力波动。二者均能防止相应的瞬间压力波动引起阀杆8和/或阀芯7的不必要的移动，减小本发明的定差溢流阀的振动，提高其工作的稳定性。

在本发明的一些实施例中，在弹簧腔H与阀芯油腔B之间设置有常开式单向阀。在弹簧腔H与阀芯油腔B中的压力差增高时，单向阀能够快速关闭阀芯油腔B与阀芯出油孔72之间的通道，减小进油腔F中液压油的溢流。

作为本发明的一个具体实施方式，如图3所示，常开式单向阀包括单向阀芯61、单向阀弹簧62和单向阀套63。阀芯7内开设有连通阀芯油腔B与弹簧腔H的阀孔，单向阀芯61安装在该阀孔中，并能够在该阀孔中移动。单向阀套63固定在阀芯7位于弹簧腔H内的一端，单向阀弹簧62安装在单向阀芯61与单向阀套63之间，阀弹簧62的弹力使得单向阀芯61处于常开状态。单向阀芯61处于打开状态时，阀芯油腔B与阀芯出油孔72之间的通道开放，油腔F中液压油能够通过第一油孔81、阀芯进油孔71、阀芯油腔B、阀芯出油孔72流入阀杆油腔C；单向阀芯61处于关闭状态时，阀芯油腔B与阀芯出油孔72之间的通道关闭。

下面参照图3所示的结构，描述本发明的定差溢流阀的工作过程。

本发明的定差溢流阀使用在定量泵系统中。如图4所示，在比例操纵阀的阀杆处于中位工况，且发动机处于怠速状态时：

发动机怠速时定量泵处于低速运行状态，定量泵的输出油量较少。油泵泵出的液压油经阀体1上的进油口P依次流经进油腔F、第一油孔81、阀芯进油孔71至阀芯油腔B，并由阀芯油腔B经过阀芯出油孔72进入阀杆油腔C，再经由第二油孔82、第三油孔83和第四油孔84进入回油腔G，并通过回油油道T流回油箱，即通过第一定差溢流通道流回油箱。

由于在上述液压油流动通路上阀芯进油孔71、阀芯出油孔72等处的通流截面积较小，液压油从中流动时会产生一定的阻力，并在进油口P与油箱之间产生一定的压差△P1(△P1＝P1-0，进油口P处的油压为P1，油箱压力≈0)。油压P1经进油口P与阀体压力腔D之间的连接通道及其上的阻尼塞Ⅱ12传递到阀体压力腔D，并经过油槽91传递到阀杆压力腔E，并使得油压P1作用于阀杆8的右端和阀芯7的右端。

在阀杆处于中位工况下，负载反馈油道Ls与油箱连通，因此负载反馈压力腔A的压力约等于零，液压油作用于阀杆8左端和阀芯7左端的压力也约等于零；作用于阀杆8左端的第二弹簧2的倔强系数较大，而作用于阀芯7左端的第一弹簧4的倔强系数较小，故而作用于阀杆8左端的压力F1远大于作用于阀芯7左端的压力F2；油压P1作用于阀杆8的右端和阀芯7的右端时，由于F1大于P1作用于阀杆8的右端形成的压力，阀杆8并未移动。

而当P1作用于阀芯7的右端形成的压力大于F2时，阀芯7相对于阀杆8向左移动。当阀芯7上的阀芯轴肩73向左移动至阀杆8上的第一孔81处时，在第一油孔81与阀杆油腔C之间形成开口。且P1越大，阀芯7向左移动越多，使得第一油孔81与阀杆油腔C之间的开口越大。第一油孔81与阀杆油腔C之间的开口使得液压油从第一油孔81经过开口直接进入阀杆油腔C，并经由第二油孔82、第三油孔83和第四油孔84进入回油腔G溢流到油箱，绕过了阻力较大的阀芯进油孔71和阀芯出油孔72等处，进油口P处的液压油溢流量加大，进油口P处的油压P1随之下降。油压P1的下降限制了阀芯7向左的移动，最终会形成动态平衡。此时，油压P1在阀芯7右端形成的压力约等于第一弹簧4产生的弹力F2。而第二弹簧2产生的弹力F1远大于F2，因而阀杆8始终不会移动。

因第一弹簧4的倔强系数可以设计得较小，第一弹簧4压缩产生的弹力也较小，也就是第一定差溢流通道的溢流压力差较小，因而在比例操纵阀的阀杆处于中位工况下，发动机处于怠速状态时，定量泵的输出油路上的油压处于较低的状态，定量泵工作的压力比较低，从而起到节能的目的。

如图5所示，在比例操纵阀的阀杆处于中位工况，且发动机处于高速运行状态时：

在发动机处于高速运行状态时，定量泵也处于高速运转状态，定量泵泵出的液压油量较多，液压油流经阀芯进油孔71和阀芯出油孔72产生阻力在进油口P与油箱之间产生的压差△P1推动阀芯7向左移动，使得阀芯7的阀芯轴肩73向左移动至阀杆8的第一油孔81处形成开口，进油口P处的液压油经进油腔F→第一油孔81→阀杆油腔C→第二油孔82、第三油孔83和第四油孔84→回油腔G→回油油道T的通路溢流至油箱。但此时的定量泵泵出的油量较多，而该溢流通道产生的溢流量相对较少，当阀芯7向左移动所引起的开口增大不足以抵消定量泵所泵出的液压油所导致的△P1的增长时，进油口P处的油压P1会继续升高。

此时，阀杆处于中位工况下，负载反馈油道Ls与油箱连通，因此反馈压力腔A中的液压油作用于阀杆8左端的压力还是约等于零。而进油口P处的油压P1经传递作用于阀杆8的右端而产生的压力随着P1的升高而增大，当其超过第二弹簧2的弹力F1时，阀杆8开始相对于阀体1向左移动，使得第二油孔82越过阀体1上进油腔F与回油腔G之间的密封槽段，液压油从进油口P经进油腔F→第一油孔81和第二油孔82→阀杆油腔C→第三油孔83和第四油孔84→回油腔G→回油油道T的第二定差溢流通道溢流至油箱。且当进油口P处的油压P1增大时，阀杆8进一步向左移动，进油腔F与第二油孔82之间的开口继续加大，通过开口进入回油腔G的油量增加，引起进油口P处的油压P1下降，从而限制了阀杆8向左移动，并最终形成动态平衡。而数个孔径大小不同的第二油孔82左侧对齐排列的方式决定着阀杆8向左移动一定的位移时开口的特定变化量，使得阀杆8更容易形成动态平衡。阀杆8处于平衡状态时，P1在阀杆8右端产生的压力约等于第二弹簧2的弹力F1。

因第二弹簧2的倔强系数较高，第二弹簧2压缩产生的弹力F1较大，也就是第二定差溢流通道的溢流压力差较大，因而在比例操纵阀的阀杆处于中位工况下，发动机处于高速运行状态时，定量泵输出的液压油的油压能够保持在比较高的水平，随时能够满足工程机械工作需要。

如图6所示，在比例操纵阀的阀杆处于换向位工况时：

此时，工程机械的工作油缸处于工作状态，定量泵处于高速运行状态，且负载反馈油道Ls中存在因工作负载而产生的负载反馈油压P2。负载反馈油道Ls中的负载反馈油压P2经反馈压力腔A、弹簧座3内的连通孔传递到弹簧腔H，作用于阀杆8左端和阀芯7左端。定量泵输出油压即进油口P处的油压P1经进油口P与阀体压力腔D之间的连接通道及阻尼塞Ⅱ12传递到阀体压力腔D和阀杆压力腔E，作用于阀杆8右端和阀芯7右端。并且在阀杆8左端的压力+第二弹簧2的弹力＝阀杆8右端的压力的情况下保持着阀杆8的动态平衡。当P2增大时，阀杆8左端的压力增大，阀杆8向右移动，进油腔F与第二油孔82之间的开口减小，进油口P处的液压油的溢流量减少，P1增大；当P2减小时，阀杆8左端的压力减小，阀杆8向左移动，进油腔F与第二油孔82之间的开口增大，进油口P处的液压油的溢流量增加，P1减小。因此，定量泵的供油油压P1与负载反馈油压P2的差保持恒定。

因为阀芯7的左端受压面积S1较右端受压面积S2大，故在比例操纵阀的阀杆换向时，负载反馈油道Ls中的负载反馈油压P2传递到弹簧腔H中，作用于阀芯7的左侧，会产生较大的压力，并且第一弹簧4产生的弹力F2也作用于阀芯7的左侧，使得阀芯7逐渐向右移动，第一油孔81与阀芯轴肩73之间的开口逐渐关闭，液压油的溢流量减少，定量泵的供油油压P1形成一个逐步升压的过程，起到一定的换向启动缓冲作用。因此，本发明的定差溢流阀能减轻比例操纵阀换向引起的振动。

如图7所示，在比例操纵阀的阀杆处于换向位工况，工作负载产生波动时：

在比例操纵阀的阀杆处于换向位工况时，如前后述，形成了负载反馈油压P2在阀杆8左端形成的压力+第二弹簧2的弹力＝供油油压P1在阀杆8右端形成的压力所决定的动态平衡，并通过第二定差溢流通道的自动调节维持平衡状态。

当负载反馈油压P2受外部因素影响出现异常波动，造成P2迅速升高时，根据定差溢流阀的工作原理，阀杆8向右移动，逐步减小进油腔F与第二油孔82之间的通流开口，减少液压油通过该开口的溢流量，以形成更高的供油油压P1，抵消P2升高的影响，使得P1-P2的值保持恒定。但由于第二弹簧2的倔强系数较大，弹簧座3、阀杆8和阀芯7的体积和质量也较大，移动时所受到的液压油的阻力也比较大，导致负载反馈油压P2波动时由阀杆8的移动形成新的平衡所需的时间较长，引起P1-P2的值的波动。

由于在阀芯7的左端安装有常开式单向阀，在比例操纵阀的阀杆处于换向位工况下，单向阀芯61的右侧所受的压力加上单向阀弹簧62预压紧所产生的弹力大于单向阀芯61左侧所受的压力，使得单向阀芯61处于常开状态，液压油经由第一油孔81→阀芯进油孔71→阀芯油腔B→阀芯出油孔72→阀杆油腔C的溢流通道处于开放状态。当负载反馈油压P2迅速升高，使得单向阀芯61左侧所受的压力大于单向阀芯61的右侧所受的压力与单向阀弹簧62预压紧所产生的弹力的和时，由于单向阀芯61的质量较轻，体积较小，移动所受的液压油的阻力也较小。单向阀芯61先于阀杆8而快速向右移动，关闭阀芯油腔B与阀芯出油孔72之间的通道，迅速减小由进油腔F到回油腔G之间的溢流通道，从而快速形成更高的供油油压P1，使得P1-P2的值迅速趋于恒定。

由于阀芯出油孔72的最小孔径较小，关闭阀芯油腔B与阀芯出油孔72之间的通道引起的溢流量的减少在多数情况下并不能使得供油油压P1升高到完全抵消负载反馈油压P2升高的状态。P1-P2的值保持恒定还是依赖于P2升高而引起的阀杆8的向右移动。而当阀杆8向右移动到保持P1-P2的值保持恒定的状态时，单向阀芯61的右侧所受的压力加上单向阀弹簧62预压紧所产生的弹力又会大于单向阀芯61左侧所受的压力，单向阀芯61重新处于常开状态，如图8所示。

故比例操纵阀的阀杆处于换向位工况且负载反馈油压P2异常升高时，本发明的定差溢流阀能够更快的作出响应，保持P1-P2的值恒定，减小P1-P2值的波动。

本发明还提供了一种包含定量泵系统的工程机械，在其定量泵系统中使用了本发明任一种实施方式的定差溢流阀。因此也具有本发明的定差溢流阀所具有的有益效果，在此不再赘述。

在本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“一种实施方式”、“一个具体实施方式”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本发明中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种定差溢流阀，包括进油口(P)和回油油道(T)，其特征在于，还包括形成在所述进油口(P)和所述回油油道(T)之间的第一定差溢流通道和形成在所述进油口(P)和所述回油油道(T)之间的第二定差溢流通道；所述第一定差溢流通道所设定的溢流压力差小于所述第二定差溢流通道所设定的溢流压力差。

2.根据权利要求1所述的定差溢流阀，其特征在于，包括阀体(1)、阀芯(7)和阀杆(8)；所述阀体(1)上包括所述进油口(P)、进油腔(F)、阀体压力腔(D)、回油腔(G)和所述回油油道(T)；所述阀芯(7)上包括阀芯进油孔(71)、阀芯油腔(B)和阀芯出油孔(72)；所述阀杆(8)包括第一油孔(81)、第二油孔(82)、第三油孔(83)、第四油孔(84)、阀杆油腔(C)和阀杆压力腔(E)；

所述进油口(P)、进油腔(F)、第一油孔(81)、阀芯进油孔(71)、阀芯油腔(B)、阀芯出油孔(72)、阀杆油腔(C)、第二油孔(82)、第三油孔(83)、第四油孔(84)、回油腔(G)和所述回油油道(T)能够通过所述阀芯(7)的移动而相互连通形成所述第一定差溢流通道；

所述进油口(P)、进油腔(F)、第一油孔(81)、第二油孔(82)、阀杆油腔(C)、第三油孔(83)、第四油孔(84)、回油腔(G)和所述回油油道(T)能够通过所述阀杆(8)的移动而相互连通形成所述第二定差溢流通道。

3.根据权利要求2所述的定差溢流阀，其特征在于，还包括堵头Ⅰ(5)、第二弹簧(2)、弹簧座(3)和第一弹簧(4)；

所述阀体(1)内依次设置有负载反馈压力腔(A)、所述进油腔(F)、所述回油腔(G)和所述阀体压力腔(D)；所述阀体压力腔(D)的一端密封而形成密封端；所述负载反馈压力腔(A)与负载反馈压力油道(Ls)相连通，所述阀体压力腔(D)与所述进油口(P)相连通；

所述阀杆(8)设置在所述阀体(1)内并分隔所述负载反馈压力腔(A)、进油腔(F)、回油腔(G)和阀体压力腔(D)；所述阀杆(8)的所述阀杆压力腔(E)所在的一端位于所述阀体压力腔(D)内，且所述密封端的内侧设置有连通所述阀杆压力腔(E)与所述阀体压力腔(D)的油槽(91),所述阀杆(8)的另一端与所述弹簧座(3)相连接，所述堵头Ⅰ(5)密封在所述阀体(1)的负载反馈压力腔(A)所在的一端开口处，所述第二弹簧(2)设置在所述堵头Ⅰ(5)与所述弹簧座(3)之间；所述阀杆(8)上设有所述第一油孔(81)、第二油孔(82)、第三油孔(83)和第四油孔(84)，所述第一油孔(81)与所述进油腔(F)相连通，所述第二油孔(82)、第三油孔(83)和第四油孔(84)与所述回油腔(G)相连通；

所述阀芯(7)设置在所述阀杆(8)内，将所述阀杆(8)内的腔体分隔为弹簧腔(H)、所述阀杆油腔(C)和所述阀杆压力腔(E)，所述弹簧座(3)内设有连通所述负载反馈压力腔(A)与所述弹簧腔(H)的连通孔；所述阀芯(7)内设有所述阀芯油腔(B)，所述阀芯油腔(B)通过所述阀芯进油孔(71)与所述第一油孔(81)相连通，并通过所述阀芯出油孔(72)与所述阀杆油腔(C)相连通；所述阀芯(7)位于所述弹簧腔(H)内的一端与所述弹簧座(3)之间设置有所述第一弹簧(4)，所述第一弹簧(4)的倔强系数小于所述第二弹簧(2)的倔强系数。

4.根据权利要求3所述的定差溢流阀，其特征在于，所述第一油孔(81)、第二油孔(82)、第三油孔(83)和第四油孔(84)从所述进油腔(F)方向到所述回油腔(G)方向依次排列，且各自在所述阀杆(8)同一横截面上布置有数个。

5.根据权利要求4所述的定差溢流阀，其特征在于，数个所述第二油孔(82)的孔径大小不等，且各所述第二油孔(82)的邻近所述进油腔(F)的一侧位于所述阀杆(8)的同一个横截面上。

6.根据权利要求3所述的定差溢流阀，其特征在于，所述阀体压力腔(D)的密封端设有堵头Ⅱ(9)，并通过所述堵头Ⅱ(9)密封所述阀体压力腔(D)，所述油槽(91)设置在所述堵头Ⅱ(9)位于所述阀体压力腔(D)内的一侧端面。

7.根据权利要求3所述的定差溢流阀，其特征在于，所述负载反馈压力油道(Ls)上设有阻尼塞I(11)；所述阀体压力腔(D)与所述进油口(P)之间的通道上设有阻尼塞Ⅱ(12)。

8.根据权利要求3-7中任一项所述的定差溢流阀，其特征在于，在所述弹簧腔(H)与所述阀芯油腔(B)之间设置有常开式单向阀。

9.根据权利要求8所述的定差溢流阀，其特征在于，所述常开式单向阀包括单向阀芯(61)、单向阀弹簧(62)和单向阀套(63)；所述阀芯(7)内开设有连通所述阀芯油腔(B)与所述弹簧腔(H)的阀孔，所述单向阀芯(61)能够移动地安装在所述阀孔中，所述单向阀套(63)固定在所述阀芯(7)位于所述弹簧腔(H)内的一端，所述单向阀弹簧(62)安装在所述单向阀芯(61)与所述单向阀套(63)之间，使得所述单向阀芯(61)处于常开状态。

10.一种工程机械，包括定量泵系统，其特征在于，所述定量泵系统中包括根据权利要求1至9中任一项所述的定差溢流阀。

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