CN112943712A - 充液阀、行车液压制动系统及行车液压转向系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液压阀，公开了一种充液阀，包括蓄能器(1)和连接进油口(P)与工作油口(A)的工作油路，所述工作油路上设置有单向阀(2)，所述蓄能器(1)与所述单向阀(2)的反向油口连接，还包括液控换向阀(3)和液压桥路，所述液控换向阀(3)包括与所述进油口(P)连接的第一油口(B1)、与回油口(T)连接的第二油口(B2)和与所述液压桥路连接的第三油口(B3)，所述蓄能器(1)和所述液压桥路分别与所述液控换向阀(3)的液压控制口连接，以控制所述液控换向阀(3)的切换。本发明还公开了一种行车液压制动系统和行车液压转向系统。本发明的充液阀增大了蓄能器工作压力区间的宽度，具有宽域压力保持功能。

Description

充液阀、行车液压制动系统及行车液压转向系统

技术领域

本发明涉及液压阀，具体地，涉及一种充液阀，此外，还涉及一种行车液压制动系统及行车液压转向系统。

背景技术

目前，常规的充液阀原理如图1所示，初使状态，进油口P向蓄能器1充液，当蓄能器1压力达到顺序阀R压力设定值时，顺序阀R打开，进油口P与回油口T连通。进油口P卸荷。此时蓄能器1在单向阀2的保持作用下，处于高压状态。当脚踏板动作时，蓄能器1中高压油通过脚踏阀输入转向油缸或制动器，于此同时，其内部压力减小。当执行机构经过多次动作，蓄能器1压力小于一定值时，顺序阀R关闭，进油口P再次向蓄能器1充液，直至其内部压力达到顺序阀R开启值，进油口P卸荷。随着工作油口A所接执行结构持续工作，蓄能器1按上述过程循环充液。

一般而言，顺序阀R关闭压力为全开压力的85％左右，这导致蓄能器1内部压力下降至最高压力85％时就开始充液，而15％的压力区间对蓄能器1来说所能容纳的油液有限，从而导致随着工作油口A所接执行结构工作，顺序阀R频繁启闭、油源泵频繁工作，蓄能器1频繁充液，大大减小各元件使用寿命。

因此，需要设计一种新的充液阀。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种充液阀，该充液阀增大了蓄能器工作压力区间的宽度，具有宽域压力保持功能。

进一步地，本发明所要解决的技术问题是提供一种行车液压制动系统，该行车液压制动系统可以减小油源泵工作频繁以及蓄能器充液频繁，延长各元件使用寿命。

此外，本发明所要解决的技术问题是提供一种行车液压转向系统，该行车液压转向系统可以减小油源泵工作频繁以及蓄能器充液频繁，延长各元件使用寿命。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种充液阀，包括蓄能器和连接进油口与工作油口的工作油路，所述工作油路上设置有单向阀，所述蓄能器与所述单向阀的反向油口连接，还包括液控换向阀和液压桥路，所述液控换向阀包括与所述进油口连接的第一油口、与回油口连接的第二油口和与所述液压桥路连接的第三油口，所述蓄能器和所述液压桥路分别与所述液控换向阀的液压控制口连接，以控制所述液控换向阀的切换。

优选地，所述液控换向阀的液压控制口数量为一个，所述液压桥路包括宽域保持阀和节流阀，所述蓄能器通过所述宽域保持阀与所述液压控制口连接，且该液压控制口还连接于所述宽域保持阀与节流阀之间的所述液压桥路的部分油路上，所述节流阀与所述液控换向阀的第三油口连接。

进一步地，当所述液控换向阀的液压控制口的压力小于该液控换向阀的弹簧控制腔的弹簧力时，所述液控换向阀的第二油口与其第三油口连通，由所述进油口流入的液压油经过所述单向阀被引入所述蓄能器内。

更优选地，所述节流阀位于所述液控换向阀内，当所述液控换向阀的第二油口与其第三油口连通时，所述液压控制口通过所述节流阀与所述回油口连通。

优选地，所述液控换向阀的液压控制口数量为两个，所述液压桥路包括宽域保持阀和节流阀，所述蓄能器与其中一个所述液压控制口连接，另一个所述液压控制口连接于所述宽域保持阀与节流阀之间的所述液压桥路的部分油路上，所述节流阀与所述液控换向阀的第三油口连接，所述宽域保持阀与油箱连接。

进一步地，当与所述蓄能器连接的所述液压控制口的压力小于所述液控换向阀的弹簧控制腔的弹簧力时，所述液控换向阀的第一油口与其第三油口连通，由所述进油口流入的液压油经过所述单向阀被引入所述蓄能器内。

更优选地，所述节流阀位于所述液控换向阀内，当所述液控换向阀的第一油口与其第三油口连通时，与所述液压桥路连接的所述液压控制口通过所述节流阀与所述进油口连通。

优选地，所述宽域保持阀为可调节流阀。

本发明第二发明提供一种行车液压制动系统，包括第一方面技术方案中任一项所述的充液阀。

本发明第三方面提供一种行车液压转向系统，包括第一方面技术方案中任一项所述的充液阀。

通过上述技术方案，本发明独创性地设计了液压桥路，通过液压桥路对液控换向阀的液压控制口的压力控制，能够有效扩大蓄能器的工作压力区间，从而使得充液阀具有宽域压力保持功能。

具体地，液压桥路主要由宽域保持阀和节流阀组成，通过参数设计调节宽域保持阀和节流阀的过流面积，宽域分别控制高、低压工作压力，实现宽域压力保持功能。

此外，将本发明的充液阀应用于行车液压制动系统或行车液压转向系统上，能够降低蓄能器及其它元件的工作频率，延长使用寿命。

本发明的其它特征和更加突出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是现有的充液阀的液压原理图；

图2是本发明一个实施方式的充液阀的液压原理图；

图3是本发明另一个实施方式的充液阀的液压原理图。

附图标记说明

1蓄能器 2单向阀

P进油口 A工作油口

T回油口

3液控换向阀 B1液控换向阀的第一油口

B2液控换向阀的第二油口 B3液控换向阀的第三油口

K1液压控制口

4宽域保持阀 5节流阀

R顺序阀

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。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”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”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“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。

首先需要说明，对于本领域的技术人员而言，在知悉本发明的充液阀的技术构思之后，也可以将油路或阀门等进行简单的置换，从而实现本发明的充液阀的宽域压力保持功能，这同样属于本发明的保护范围。相关液压元件，例如换向阀、节流阀、单向阀、蓄能器等均属于本领域技术人员熟知的，同时也是现有液压系统中的常用部件，因此下文对这些液压元件仅简略描述，而将描述重点集中于本发明的充液阀的独创性地液压连接关系上。其中，技术术语“宽域”是相对于常规的充液阀的蓄能器1工作压力区间而定义的，如图1所示，常规的充液阀的蓄能器1只有15％的工作压力区间来容纳液压油，所能容纳的液压油有限，因此，在本发明的各个技术方案中，技术术语“宽域”主要是指使本发明的充液阀的蓄能器1具有更宽的工作压力区间。

如图2和图3所示，本发明基本实施方式的充液阀，包括蓄能器1和连接进油口P与工作油口A的工作油路，工作油路上设置有单向阀2，蓄能器1与单向阀2的反向油口连接，还包括液控换向阀3和液压桥路，液控换向阀3包括与进油口P连接的第一油口B1、与回油口T连接的第二油口B2和与液压桥路连接的第三油口B3，蓄能器1和液压桥路分别与液控换向阀3的液压控制口K1连接，以控制液控换向阀3的切换。

其中，充液阀存在三个工作状态，分别为充液、卸荷及压力保持。

处于充液状态时，进油口P与回油口T断开，液压油由进油口P经单向阀2流入蓄能器1内，当蓄能器1的充放油口的压力增大到一定数值时，与液压桥路共同控制液控换向阀3换向；进入卸荷状态，即进油口P与回油口T连通；同时，蓄能器1在单向阀2的作用下，压力保持在高压状态；随着工作油口A所连接的执行结构工作，蓄能器1内部的液压油减少，即蓄能器1的充放油口的压力降低，当降低到一定数值时，与液压桥路共同控制液控换向阀3再次换向，重新进入充液状态。

其中，通过液压桥路对液控换向阀3的液压控制口的压力的控制，相对常规的充液阀，能够增大蓄能器1的工作压力区间的宽度。

由上可见，相对于常规的充液阀，本发明的充液阀独创性地设计了液压桥路，液压桥路可以控制充液阀低压充液与高压卸荷压力，配合液控换向阀3，可以有效扩大蓄能器1的工作压力区间，使本发明的充液阀具有宽域压力保持功能；将本发明的充液阀应用于行车液压制动系统或行车液压转向系统中，可以减低系统中各元件的工作频率，如油源泵的工作频率，从而可以延长各元件的使用寿命。

以下描述本发明的充液阀的具体实施方式。

在一个优选实施方式中，参照图2所示，液压桥路由宽域保持阀4和节流阀5组成，液控换向阀3具有一个液压控制口K1，蓄能器1的充放油口与液压控制口K1连接，宽域保持阀4设置在蓄能器1的充放油口与液压控制口K1之间的油路上，且液压控制口K1还连接于宽域保持阀4与节流阀5之间的液压桥路的部分油路上，节流阀5与液控换向阀3的第三油口B3连接。

为了便于理解，结合液压原理对上述优选实施方式进行说明。

设液控换向阀3的液压控制口K1的压力为P1，压力作用面积为A1，液控换向阀3的弹簧控制腔的弹簧力为Fs，蓄能器1的充放油口的工作压力为P2；充液时，进油口P与回油口T断开，液控换向阀3的第二油口B2与其第三油口B3连通，液压油自进油口P通过单向阀2流入蓄能器1内，随着液压控制口K1的压力P1不断上升，当P1*A1＝Fs时，液控换向阀3换向，液控换向阀3的第二油口B2与其第一油口B1连通，对进油口P进行卸荷；在充液过程中，在临近液控换向阀3换向时，小部分液压油经过宽域保持阀4与节流阀5流向回油口T，流动过程中形成压损，使液压控制口K1的压力P1小于蓄能器1的充放油口的工作压力P2，从而增加了蓄能器1高压区间范围；在液控换向阀3的第二油口B2与其第三油口B3断开后，液压控制口K1的压力P1会上升至与蓄能器1的充放油口的工作压力P2一致，蓄能器1在单向阀2的作用下，压力保持在高压状态；随着工作油口A连接的执行结构工作，蓄能器1内的液压油减少，液压控制口K1的压力P1与蓄能器1的充放油口的工作压力P2同时下降，当P1<Fs/A1时，液控换向阀3换向，液控换向阀3的第二油口B2与其第三油口B3再次连通，进入充液状态。

由上可知，本发明的充液阀低压充液压力由液控换向阀3的弹簧控制腔的弹簧力Fs、液压控制口K1的压力作用面积A1确定，高压卸荷压力由液控换向阀3的弹簧控制腔的弹簧力Fs、液压控制口K1的压力作用面积A1及宽域保持阀4和节流阀5确定；因此，通过设计液控换向阀3的弹簧控制腔的弹簧力Fs的参数、液压控制口K1的压力作用面积A1的参数以及调节宽域保持阀4和节流阀5的过流面积即可分别控制高、低压工作压力，增加高、低压区间范围，满足用户使用需求。

需要说明的是，在设计中，节流阀5可以设置在液控换向阀3的液压控制口K1与其第三油口B3之间的油路上；但是，为了使本发明的充液阀的结构更加紧凑，可以将节流阀5设置在液控换向阀3内部，即如图2所示的形成液控换向阀3的一个工作位置，使节流阀5的一端与液控换向阀3的第三油口B3连通，当液控换向阀3的第二油口B2与其第三油口B3连通时，节流阀5的另一端能够与回油口T连通。

在另一个优选实施方式中，参照图3所示，液控换向阀3具有两个液压控制口K1，其中一个液压控制口K1与蓄能器1连接，另一个液压控制口K1连接于宽域保持阀4与节流阀5之间的油路上，宽域保持阀4与节流阀5组合形成液压桥路，宽域保持阀4与油箱，节流阀5与液控换向阀3的第三油口B3连接。

便于进一步理解本发明的上述优选实施方式，以下结合液压原理对上述优选实施方式进行说明。

设与蓄能器1连接的液压控制口K1的压力为P1，压力作用面积为A1，与液压桥路连接的液压控制口K1的压力为P3，压力作用面积为A3，液控换向阀3的弹簧控制腔的弹簧力为Fs，蓄能器1的充放油口的工作压力为P2，在本优选实施方式中，在充液阀的各个工作状态下，蓄能器1连接的液压控制口K1的压力P1与蓄能器1的充放油口的工作压力P2相等；充液时，进油口P与回油口T断开，液控换向阀3的第一油口B1与其第三油口B3连通，仅有极小流量通过宽域保持阀4与节流阀5流回油箱，多数液压油自进油口P通过单向阀2流入蓄能器1内，在充液前，P1*A1<P3*A3+Fs，随着充液进行，蓄能器1连接的液压控制口K1的压力P1上升，当P1*A1＝P3*A3+Fs时，液控换向阀3换向，液控换向阀3的第一油口B1与其第二油口B2连通，对进油口P进行卸荷；此时，P1＝(P3*A3+Fs)/A1，为系统卸荷压力，液控换向阀3的第一油口B1与其第三油口B3断开，与液压桥路连接的液压控制口K1的压力P3降为零，从而增加了蓄能器1高压区间范围；同时，蓄能器1在单向阀2的作用下，压力保持在高压状态；随着工作油口A连接的执行结构工作，蓄能器1内的液压油减少，与蓄能器1连接的液压控制口K1的压力P1下降，当P1<Fs/A1时，液控换向阀3换向，液控换向阀3的第一油口B1与其第三油口B3连通，进入充液状态。

由上可知，本发明充液阀低压充液压力由液控换向阀3的弹簧控制腔的弹簧力Fs、与蓄能器1连接的液压控制口K1的压力作用面积A1确定，高压卸荷压力由液控换向阀3的弹簧控制腔的弹簧力Fs、与蓄能器1连接的液压控制口K1的压力作用面积A1及与液压桥路连接的液压控制口K1的压力为P3和压力作用面积为A3确定，压力P3由宽域保持阀4与节流阀5组成的液压桥路控制；因此，通过设计液控换向阀3的弹簧控制腔的弹簧力Fs、与蓄能器1连接的液压控制口K1的压力作用面积A1以及与液压桥路连接的液压控制口K1的压力作用面积为A3的参数，调节宽域保持阀4可以分别控制高、低压工作压力，增加蓄能器1工作压力区间的宽度，使充液阀具有较好的宽域压力保持功能，满足用户使用需求。

同样地，在本优选实施方式中，可以将节流阀5设置在液控换向阀3的液压控制口K1与其第三油口B3之间的油路上；但是，为了使本发明的充液阀的结构更加紧凑，可以将节流阀5设置在液控换向阀3内部，即如图3所示的形成液控换向阀3的一个工作位置，使节流阀5的一端与液控换向阀3的第三油口B3连通，当液控换向阀3的第一油口B1与其第三油口B3连通时，节流阀5的另一端能够与进油口P连通。

在具体实施例中，宽域保持阀4可以为可调节流阀，其节流孔可调，节流阀5可以为固定节流孔。

参照图2和图3所示，本发明的优选实施方式的充液阀，包括蓄能器1、工作油路、单向阀2、液控换向阀3和液压桥路，工作油路连接进油口P和工作油口A，且单向阀2设置在工作油路上，工作油口A可以与执行结构连接，蓄能器1也与工作油路连接，且蓄能器1的充放油口与单向阀2的反向油口连接，单向阀3的正向油口与进油口P连接；由宽域保持阀4和节流阀5组成液压桥路，通过液压桥路控制充液阀低压充液与高压卸荷压力；在具体实施例中，存在两种液压桥路的设置方式；一种方式，液控换向阀3具有一个液压控制口K1，蓄能器1的充放油口与该液压控制口K1连接，宽域保持阀4设置在蓄能器1的充放油口与液控换向阀3的液压控制口K1之间的油路上，节流阀5设置在液控换向阀3的内部，其一端与液控换向阀3的第三油口B3连接，当液控换向阀3的第二油口B2与其第三油口B3连通时，节流阀5的另一端与液控换向阀3的第二油口B2连接，即与回油口T连通，而且，液压控制口K1也与液控换向阀3的第三油口B3连接；如此，设液控换向阀3的液压控制口K1的压力为P1，压力作用面积为A1，液控换向阀3的弹簧控制腔的弹簧力为Fs；随着液压控制口K1不断上升，当P1*A1＝Fs时，液控换向阀3换向，对进油口P进行卸荷，在临近液控换向阀3换向时，小部分液压油经过宽域保持阀4与节流阀5流向回油口T，流动过程中形成压损，使液压控制口K1的压力P1小于蓄能器1的充放油口的工作压力P2，从而增加了蓄能器1高压区间范围；另一种方式，液控换向阀3具有两个液压控制口K1，蓄能器1的充放油口与其中一个液压控制口K1连接，另一个液压控制口K1连接于宽域保持阀4与节流阀5之间的油路上，宽域保持阀4一端与油箱连接，另一端与液控换向阀3的第三油口B3连接，节流阀5设置在液控换向阀3的内部，其一端与液控换向阀3的第三油口B3连接，当液控换向阀3的第一油口B1与其第三油口B3连通时，节流阀5的另一端与液控换向阀3的第一油口B1连接，即与进油口P连通；随着蓄能器1连接的液压控制口K1的压力P1上升，当P1*A1＝P3*A3+Fs时，液控换向阀3换向，液控换向阀3的第一油口B1与其第二油口B2连通，对进油口P进行卸荷，由于液控换向阀3的第一油口B1与其第三油口B3断开，与液压桥路连接的液压控制口K1的压力P3降为零，从而增加了蓄能器1高压区间范围；其中，宽域保持阀4可以为可调节流阀；也就是说，本发明充液阀通过针对性地增加由宽域保持阀4与节流阀5组成的液压桥路，有效地扩大蓄能器1的工作压力区域的宽度，实现宽域压力保持功能。

本发明的行车液压制动系统包括上述技术方案中任一项所述的充液阀，因此至少具有上述充液阀实施例的技术方案所带来的所有有益效果。

本发明的行车液压转向系统包括上述技术方案中任一项所述的充液阀，因此至少具有上述充液阀实施例的技术方案所带来的所有有益效果。

将本发明的充液阀应用于行车液压制动系统或行车液压转向系统中，充液阀可以被制备成独立地液压阀，方便装配；而且，由于本发明充液阀具有宽域压力保持功能，可以降低行车液压制动系统或行车液压转向系统中其它元件的工作频率，如油源泵的工作频率，延长使用寿命；当然，本发明的充液阀还可以应用于其它需要宽域压力保持功能的液控系统及设备上。

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)

1.一种充液阀，包括蓄能器(1)和连接进油口(P)与工作油口(A)的工作油路，所述工作油路上设置有单向阀(2)，所述蓄能器(1)与所述单向阀(2)的反向油口连接，其特征在于，还包括液控换向阀(3)和液压桥路，所述液控换向阀(3)包括与所述进油口(P)连接的第一油口(B1)、与回油口(T)连接的第二油口(B2)和与所述液压桥路连接的第三油口(B3)，所述蓄能器(1)和所述液压桥路分别与所述液控换向阀(3)的液压控制口(K1)连接，以控制所述液控换向阀(3)的切换。

2.根据权利要求1所述的充液阀，其特征在于，所述液控换向阀(3)的液压控制口(K1)数量为一个，所述液压桥路包括宽域保持阀(4)和节流阀(5)，所述蓄能器(1)通过所述宽域保持阀(4)与所述液压控制口(K1)连接，且该液压控制口(K1)还连接于所述宽域保持阀(4)与节流阀(5)之间的所述液压桥路的部分油路上，所述节流阀(5)与所述液控换向阀(3)的第三油口(B3)连接。

3.根据权利要求2所述的充液阀，其特征在于，当所述液控换向阀(3)的液压控制口(K1)的压力小于该液控换向阀(3)的弹簧控制腔的弹簧力时，所述液控换向阀(3)的第二油口(B2)与其第三油口(B3)连通，由所述进油口(P)流入的液压油经过所述单向阀(2)被引入所述蓄能器(1)内。

4.根据权利要求3所述的充液阀，其特征在于，所述节流阀(5)位于所述液控换向阀(3)内，当所述液控换向阀(3)的第二油口(B2)与其第三油口(B3)连通时，所述液压控制口(K1)通过所述节流阀(5)与所述回油口(T)连通。

5.根据权利要求1所述的充液阀，其特征在于，所述液控换向阀(3)的液压控制口(K1)数量为两个，所述液压桥路包括宽域保持阀(4)和节流阀(5)，所述蓄能器(1)与其中一个所述液压控制口(K1)连接，另一个所述液压控制口(K1)连接于所述宽域保持阀(4)与节流阀(5)之间的所述液压桥路的部分油路上，所述节流阀(5)与所述液控换向阀(3)的第三油口(B3)连接，所述宽域保持阀(4)与油箱连接。

6.根据权利要求5所述的充液阀，其特征在于，当与所述蓄能器(1)连接的所述液压控制口(K1)的压力小于所述液控换向阀(3)的弹簧控制腔的弹簧力时，所述液控换向阀(3)的第一油口(B1)与其第三油口(B3)连通，由所述进油口(P)流入的液压油经过所述单向阀(2)被引入所述蓄能器(1)内。

7.根据权利要求6所述的充液阀，其特征在于，所述节流阀(5)位于所述液控换向阀(3)内，当所述液控换向阀(3)的第一油口(B1)与其第三油口(B3)连通时，与所述液压桥路连接的所述液压控制口(K1)通过所述节流阀(5)与所述进油口(P)连通。

8.根据权利要求2至7中任一项所述的充液阀，其特征在于，所述宽域保持阀(4)为可调节流阀。

9.一种行车液压制动系统，其特征在于，包括根据权利要求1至8中任一项所述的充液阀。

10.一种行车液压转向系统，其特征在于，包括根据权利要求1至8中任一项所述的充液阀。

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