CN110821908B - 可快速接排的船用齿轮箱换向阀及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可快速接排的船用齿轮箱换向阀及其控制方法，所属船用齿轮箱技术领域，包括换向阀阀体，换向阀阀体内设有回油口、三位四通换向阀、进油口，三位四通换向阀与回油口、进油口相油道连通，三位四通换向阀与进油口间设有溢流阀，溢流阀与三位四通换向阀间设有定压截止阀、延时节流阀、单向阀，定压截止阀、延时节流阀、单向阀间呈并联式油路连通结构，换向阀阀体侧端设有操纵组件，操纵组件与换向阀阀体间设有阀体前盖，换向阀阀体另一端设有阀体后盖。具有结构简单、操纵方便、升压时间快、运行稳定性好和使用寿命长的特点。减少离合器工作初期的滑摩时间，降低离合器烧损的概率，提高船用齿轮箱的安全可靠性。

Description

可快速接排的船用齿轮箱换向阀及其控制方法

技术领域

本发明涉及船用齿轮箱技术领域，具体涉及一种可快速接排的船用齿轮箱换向阀及其控制方法。

背景技术

现有的中小功率船用齿轮箱用换向阀，一般前端设置换向阀，后部设置二级调压阀。齿轮箱空挡时延时活塞退回到最后部，当齿轮箱挂挡工作时，一部分工作油进入离合器推动摩擦片工作，另外一部分通过后盖的节流调节装置进入换向阀，逐步升高工作压力至额定值。在工作过程中通道截面不变，是因为压力变化进油量逐步加大，由于整个换向阀工作油压力递升近似直线，升压时间较长，在船用齿轮箱接排初期存在较长的滑摩时间，易造成齿轮箱发热烧损。特别是在比较寒冷的地方，由于齿轮箱启动初期滑油温度比较低、油液黏度浓稠，通过节流螺钉升压时间太长，极易造成离合器烧损。

而船用齿轮箱实际工作过程只需要在离合器接排之前压力低，接排后尽快达到额定工作压力，就能保证接排柔和、工作可靠。所以亟需研发一种既能保证船用齿轮箱低压接排，又能保证船用齿轮箱接排后快速升压的换向调压阀组件，确保船用齿轮箱接排柔和的同时，又能减少船用齿轮箱离合器接排过程的滑摩损失，提高齿轮箱的工作可靠性。

发明内容

本发明主要解决现有技术中存在升压时间慢、运行稳定性差和使用寿命短的不足，提供了一种可快速接排的船用齿轮箱换向阀及其控制方法，其可快速接排的船用齿轮箱换向阀，具有结构简单、操纵方便、升压时间快、运行稳定性好和使用寿命长的特点。其控制方法减少离合器工作初期的滑摩时间，降低离合器烧损的概率，提高船用齿轮箱的安全可靠性。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种可快速接排的船用齿轮箱换向阀，包括换向阀阀体，所述的换向阀阀体内设有回油口、三位四通换向阀、进油口，所述的三位四通换向阀与回油口、进油口相油道连通，所述的三位四通换向阀与进油口间设有溢流阀，所述的溢流阀与三位四通换向阀间设有定压截止阀、延时节流阀、单向阀，所述的定压截止阀、延时节流阀、单向阀间呈并联式油路连通结构，所述的换向阀阀体侧端设有延伸至三位四通换向阀且与三位四通换向阀相活动式触接的操纵组件，所述的操纵组件与换向阀阀体间设有与换向阀阀体相密封式嵌套连接的阀体前盖，所述的换向阀阀体另一端设有阀体后盖。所述的三位四通换向阀包括换向阀芯，所述的换向阀芯与阀体后盖间设有控制活塞和延时活塞，所述的延时活塞与控制活塞间设有延时阀大弹簧，所述的延时阀大弹簧内设有与延时阀大弹簧相套接的延时阀小弹簧，所述的延时阀大弹簧与延时活塞间设有调整垫片。

作为优选，所述的操纵组件包括操纵手柄，所述的操纵手柄与换向阀芯间设有与换向阀芯相嵌套连接的操纵换挡轴，所述的操纵换挡轴与换向阀阀体间设有深沟球轴承。

作为优选，所述的溢流阀包括溢流螺塞，所述的溢流螺塞与操纵换挡轴间设有溢流控制钢珠，所述的溢流控制钢珠与溢流螺塞间设有溢流弹簧，所述的操纵换挡轴下端设有与溢流控制钢珠相连通且与换向阀阀体相螺纹式套接的弹性开口销。

作为优选，所述的定压截止阀包括与换向阀阀体相螺纹式套接的定压阀芯，所述的定压阀芯内设有定压弹簧。

作为优选，所述的延时节流阀包括节流螺塞，所述的节流螺塞与三位四通换向阀间设有节流螺钉，所述的节流螺钉与节流螺塞间设有与节流螺钉相螺纹式套接的节流螺母。

作为优选，所述的单向阀包括与阀体后盖相螺纹式套接的单向螺塞，所述的单向螺塞下方设有与延时活塞相油路连通的单向控制钢珠，所述的单向控制钢珠与单向螺塞间设有单向弹簧。

作为优选，所述的换向阀阀体上设有若干与换向阀阀体相贯穿式螺纹套接的阀体固定螺栓，所述的阀体固定螺栓与换向阀阀体间设有与阀体固定螺栓相套接的弹簧垫片。所述的阀体前盖上设有与阀体前盖相套接式螺钉固定的操作指示牌。

作为优选，所述的可快速接排的船用齿轮箱换向阀的控制方法，包括如下操作步骤：

第一步：初始状态时，操纵组件位于中间空挡位置，延时活塞退回到与阀体后盖相贴合，通过阀体固定螺栓和弹簧垫片将换向阀阀体装配到齿轮箱上并油路连通，三位四通换向阀处于油路闭合状态，先调节定压截止阀压力值至0.3～0.7MPa，将回油口与供油油箱相管路连接，进油口与油箱相油路连通。

第二步：接着启动油泵，操作操纵组件至左端使得三位四通换向阀处于顺车工作状态，三位四通换向阀于回油口断开，一部分工作油进入离合器推动摩擦片工作，一部分工作油经延时节流阀进入延时活塞，使得延时活塞压紧延时阀大弹簧和延时阀小弹簧，三位四通换向阀油压和延时节流阀同步升高至定压截止阀额定工作压力值，此时定压截止阀打开增加过油量；

第三步：当定压截止阀的压力值到设定最高压力值时，溢流阀与弹性开口销连通，加快泄压油量，三位四通换向阀保持一直供油状态。

第四步：当操作操纵组件至右端使得回油口、三位四通换向阀、进油口呈循环连通油路，通过单向阀抑制油路反压，三位四通换向阀内油路换向实现倒车工作状态。

作为优选，当操纵组件处于顺车工作状态时，进油口的油压挤压单向控制钢珠，此时单向弹簧压缩建立油压推动延时活塞和调整垫片，同时挤压延时阀大弹簧和延时阀小弹簧，使得换向阀芯与单向控制钢珠油路连通。

作为优选，当操纵组件处于倒车工作状态时，操纵换挡轴换向，溢流控制钢珠向下位移，溢流弹簧拉伸，使得换向阀芯油路经过操纵换挡轴与弹性开口销连通，实现反向回流供压倒车过程。

本发明能够达到如下效果：

本发明提供了一种可快速接排的船用齿轮箱换向阀及其控制方法，与现有技术相比较，该可快速接排的船用齿轮箱换向阀，具有结构简单、操纵方便、升压时间快、运行稳定性好和使用寿命长的特点。其控制方法减少离合器工作初期的滑摩时间，降低离合器烧损的概率，提高船用齿轮箱的安全可靠性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的俯视结构剖视图。

图3是本发明的侧视结构剖视图。

图4是本发明的工作原理图。

图中：操纵组件1，溢流阀2，回油口3，三位四通换向阀4，定压截止阀5，延时节流阀6，进油口7，单向阀8，操作指示牌9，定压弹簧10，定压阀芯11，换向阀阀体12，节流螺塞13，节流螺母14，节流螺钉15，阀体后盖16，阀体固定螺栓17，弹簧垫片18，操纵手柄19，阀体前盖20，操纵换挡轴21，溢流螺塞22，溢流弹簧23，溢流控制钢珠24，换向阀芯25，控制活塞26，延时阀大弹簧27，单向螺塞28，单向弹簧29，单向控制钢珠30，延时活塞31，调整垫片32，延时阀小弹簧33，弹性开口销34，深沟球轴承35。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：如图1-4所示，一种可快速接排的船用齿轮箱换向阀，包括换向阀阀体12，换向阀阀体12上设有4颗与换向阀阀体12相贯穿式螺纹套接的阀体固定螺栓17，阀体固定螺栓17与换向阀阀体12间设有与阀体固定螺栓17相套接的弹簧垫片18。换向阀阀体12内设有回油口3、三位四通换向阀4、进油口7，三位四通换向阀4与回油口3、进油口7相油道连通，三位四通换向阀4与进油口7间设有溢流阀2，溢流阀2包括溢流螺塞22，溢流螺塞22与操纵换挡轴21间设有溢流控制钢珠24，溢流控制钢珠24与溢流螺塞22间设有溢流弹簧23，操纵换挡轴21下端设有与溢流控制钢珠24相连通且与换向阀阀体12相螺纹式套接的弹性开口销34。溢流阀2与三位四通换向阀4间设有定压截止阀5、延时节流阀6、单向阀8，定压截止阀5、延时节流阀6、单向阀8间呈并联式油路连通结构，定压截止阀5包括与换向阀阀体12相螺纹式套接的定压阀芯11，定压阀芯11内设有定压弹簧10。延时节流阀6包括节流螺塞13，节流螺塞13与三位四通换向阀4间设有节流螺钉15，节流螺钉15与节流螺塞13间设有与节流螺钉15相螺纹式套接的节流螺母14。单向阀8包括与阀体后盖16相螺纹式套接的单向螺塞28，单向螺塞28下方设有与延时活塞31相油路连通的单向控制钢珠30，单向控制钢珠30与单向螺塞28间设有单向弹簧29。换向阀阀体12侧端设有延伸至三位四通换向阀4且与三位四通换向阀4相活动式触接的操纵组件1，操纵组件1包括操纵手柄19，操纵手柄19与换向阀芯25间设有与换向阀芯25相嵌套连接的操纵换挡轴21，操纵换挡轴21与换向阀阀体12间设有深沟球轴承35。操纵组件1与换向阀阀体12间设有与换向阀阀体12相密封式嵌套连接的阀体前盖20，阀体前盖20上设有与阀体前盖20相套接式螺钉固定的操作指示牌9。换向阀阀体12另一端设有阀体后盖16。三位四通换向阀4包括换向阀芯25，换向阀芯25与阀体后盖16间设有控制活塞26和延时活塞31，延时活塞31与控制活塞26间设有延时阀大弹簧27，延时阀大弹簧27内设有与延时阀大弹簧27相套接的延时阀小弹簧33，延时阀大弹簧27与延时活塞31间设有调整垫片32。

可快速接排的船用齿轮箱换向阀的控制方法按如下操作步骤：

第一步：初始状态时，操纵组件1位于中间空挡位置，延时活塞31退回到与阀体后盖16相贴合，通过阀体固定螺栓17和弹簧垫片18将换向阀阀体12装配到齿轮箱上并油路连通，三位四通换向阀4处于油路闭合状态，先调节定压截止阀5压力值至最低为0.3MPa，最高为0.7MPa，将回油口3与供油油箱相管路连接，进油口7与油箱相油路连通；

第二步：接着启动油泵，操作操纵组件1至左端使得三位四通换向阀4处于顺车工作状态，三位四通换向阀4于回油口3断开，一部分工作油进入离合器推动摩擦片工作，一部分工作油经延时节流阀6进入延时活塞31，使得延时活塞31压紧延时阀大弹簧27和延时阀小弹簧33，三位四通换向阀4油压和延时节流阀6同步升高至定压截止阀5额定工作压力值，此时定压截止阀5打开增加过油量；

第三步：当定压截止阀5的压力值到设定最高压力值时，溢流阀2开启加快泄压油量，三位四通换向阀4保持一直供油状态。当操纵组件1处于顺车工作状态时，进油口7的油压挤压单向控制钢珠30，此时单向弹簧29压缩建立油压推动延时活塞31和调整垫片32，同时挤压延时阀大弹簧27和延时阀小弹簧33，使得换向阀芯25与单向控制钢珠30油路连通。

第四步：当操作操纵组件1至右端使得回油口3、三位四通换向阀4、进油口7呈循环连通油路，通过单向阀8抑制油路反压，三位四通换向阀4内油路换向实现倒车工作状态。当操纵组件1处于倒车工作状态时，操纵换挡轴21换向，溢流控制钢珠24向下位移，溢流弹簧23拉伸，使得换向阀芯25油路经过操纵换挡轴21与弹性开口销34连通，实现反向回流供压倒车过程。

综上所述，该可快速接排的船用齿轮箱换向阀，具有结构简单、操纵方便、升压时间快、运行稳定性好和使用寿命长的特点。其控制方法减少离合器工作初期的滑摩时间，降低离合器烧损的概率，提高船用齿轮箱的安全可靠性。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (8)

1.一种可快速接排的船用齿轮箱换向阀，其特征在于：包括换向阀阀体（12），所述的换向阀阀体（12）内设有回油口（3）、三位四通换向阀（4）、进油口（7），所述的三位四通换向阀（4）与回油口（3）、进油口（7）相油道连通，所述的三位四通换向阀（4）与进油口（7）间设有溢流阀（2），所述的溢流阀（2）与三位四通换向阀（4）间设有定压截止阀（5）、延时节流阀（6）、单向阀（8），所述的定压截止阀（5）、延时节流阀（6）、单向阀（8）间呈并联式油路连通结构，所述的换向阀阀体（12）侧端设有延伸至三位四通换向阀（4）且与三位四通换向阀（4）相活动式触接的操纵组件（1），所述的操纵组件（1）与换向阀阀体（12）间设有与换向阀阀体（12）相密封式嵌套连接的阀体前盖（20），所述的换向阀阀体（12）另一端设有阀体后盖（16）；所述的三位四通换向阀（4）包括换向阀芯（25），所述的换向阀芯（25）与阀体后盖（16）间设有控制活塞（26）和延时活塞（31），所述的延时活塞（31）与控制活塞（26）间设有延时阀大弹簧（27），所述的延时阀大弹簧（27）内设有与延时阀大弹簧（27）相套接的延时阀小弹簧（33），所述的延时阀大弹簧（27）与延时活塞（31）间设有调整垫片（32）；

所述的操纵组件（1）包括操纵手柄（19），所述的操纵手柄（19）与换向阀芯（25）间设有与换向阀芯（25）相嵌套连接的操纵换挡轴（21），所述的操纵换挡轴（21）与换向阀阀体（12）间设有深沟球轴承（35）；

所述的单向阀（8）包括与阀体后盖（16）相螺纹式套接的单向螺塞（28），所述的单向螺塞（28）下方设有与延时活塞（31）相油路连通的单向控制钢珠（30），所述的单向控制钢珠（30）与单向螺塞（28）间设有单向弹簧（29）。

2.根据权利要求1所述的可快速接排的船用齿轮箱换向阀，其特征在于：所述的溢流阀（2）包括溢流螺塞（22），所述的溢流螺塞（22）与操纵换挡轴（21）间设有溢流控制钢珠（24），所述的溢流控制钢珠（24）与溢流螺塞（22）间设有溢流弹簧（23），所述的操纵换挡轴（21）下端设有与溢流控制钢珠（24）相连通且与换向阀阀体（12）相螺纹式套接的弹性开口销（34）。

3.根据权利要求1所述的可快速接排的船用齿轮箱换向阀，其特征在于：所述的定压截止阀（5）包括与换向阀阀体（12）相螺纹式套接的定压阀芯（11），所述的定压阀芯（11）内设有定压弹簧（10）。

4.根据权利要求1所述的可快速接排的船用齿轮箱换向阀，其特征在于：所述的延时节流阀（6）包括节流螺塞（13），所述的节流螺塞（13）与三位四通换向阀（4）间设有节流螺钉（15），所述的节流螺钉（15）与节流螺塞（13）间设有与节流螺钉（15）相螺纹式套接的节流螺母（14）。

5.根据权利要求1所述的可快速接排的船用齿轮箱换向阀，其特征在于：所述的换向阀阀体（12）上设有若干与换向阀阀体（12）相贯穿式螺纹套接的阀体固定螺栓（17），所述的阀体固定螺栓（17）与换向阀阀体（12）间设有与阀体固定螺栓（17）相套接的弹簧垫片（18）；所述的阀体前盖（20）上设有与阀体前盖（20）相套接式螺钉固定的操作指示牌（9）。

6.根据权利要求1所述的可快速接排的船用齿轮箱换向阀的控制方法，其特征在于按如下操作步骤：

第一步：初始状态时，操纵组件（1）位于中间空挡位置，延时活塞（31）退回到与阀体后盖（16）相贴合，通过阀体固定螺栓（17）和弹簧垫片（18）将换向阀阀体（12）装配到齿轮箱上并油路连通，三位四通换向阀（4）处于油路闭合状态，先调节定压截止阀（5）压力值至0.3～0.7MPa，将回油口（3）与供油油箱相管路连接，进油口（7）与油箱相油路连通；

第二步：接着启动油泵，操作操纵组件（1）至左端使得三位四通换向阀（4）处于顺车工作状态，三位四通换向阀（4）于回油口（3）断开，一部分工作油进入离合器推动摩擦片工作，一部分工作油经延时节流阀（6）进入延时活塞（31），使得延时活塞（31）压紧延时阀大弹簧（27）和延时阀小弹簧（33），三位四通换向阀（4）油压和延时节流阀（6）同步升高至定压截止阀（5）额定工作压力值，此时定压截止阀（5）打开增加过油量；

第三步：当定压截止阀（5）的压力值到设定最高压力值时，溢流阀（2）与弹性开口销（34）连通，加快泄压油量，三位四通换向阀（4）保持一直供油状态；

第四步：当操作操纵组件（1）至右端使得回油口（3）、三位四通换向阀（4）、进油口（7）呈循环连通油路，通过单向阀（8）抑制油路反压，三位四通换向阀（4）内油路换向实现倒车工作状态。

7.根据权利要求6所述的可快速接排的船用齿轮箱换向阀的控制方法，其特征在于：当操纵组件（1）处于顺车工作状态时，进油口（7）的油压挤压单向控制钢珠（30），此时单向弹簧（29）压缩建立油压推动延时活塞（31）和调整垫片（32），同时挤压延时阀大弹簧（27）和延时阀小弹簧（33），使得换向阀芯（25）与单向控制钢珠（30）油路连通。

8.根据权利要求6所述的可快速接排的船用齿轮箱换向阀的控制方法，其特征在于：当操纵组件（1）处于倒车工作状态时，操纵换挡轴（21）换向，溢流控制钢珠（24）向下位移，溢流弹簧（23）拉伸，使得换向阀芯（25）油路经过操纵换挡轴（21）与弹性开口销（34）连通，实现反向回流供压倒车过程。