CN114017413A - 多路控制阀及工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多路控制阀及工程机械，其中，多路控制阀包括：阀体，阀体上设置有第一进口和第二进口；第一行走切换阀芯，设置在阀体内，第一进口通过第一流道与第一行走切换阀芯连通；第二行走切换阀芯，设置在阀体内，第二进口通过第二流道与第二行走切换阀芯连通；直线行走切换阀芯，设置在阀体内并位于第二流道上；多个并联设置的功能阀芯，设置在阀体内；第一单向流通结构，设置在第四流道上。上述结构中，多路控制阀仅设置一个阀体，各个流道长度大幅减短，降低变量泵的供油流通压损，提高挖掘机的综合能效。本发明的技术方案解决了现有技术中的双泵系统液压挖掘机的控制阀流通压损大，使得挖掘机油耗高的缺陷。

Description

多路控制阀及工程机械

技术领域

本发明涉及液压控制技术领域，具体涉及一种多路控制阀及工程机械。

背景技术

现有技术中双泵系统液压挖掘机中使用的控制阀的液压原理如图1所示，控制阀包括两个多路控制阀，两个多路控制阀分别与两个变量泵(PL和PR)连接，一个多路控制阀内设置有左行走切换阀1，另一个多路控制阀右行走切换阀2。其中，图1中右侧的多路控制阀内设置有直线行走切换阀3，当直线行走切换阀3被控制处于右位时，变量泵PL的液压油同时流入至左行走切换阀1和行走切换阀2，进而实现挖掘机的直线行走，并且变量泵PR的液压油对挖掘机的其他执行机构(例如动臂、斗杆、铲斗等等)供油。

但是在上述控制阀中，即使挖掘机不处于直线行走状态时，变量泵PL排出的液压油也会在两个多路控制阀中往复运动后，才会通入至图1中左侧的多路控制阀内，并对各个阀芯供油。上述情况使得变量泵的供油在长通道内产生很大的压力损失，进而成为挖掘机降低油耗的主要障碍之一。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的双泵系统液压挖掘机的控制阀流通压损大，使得挖掘机油耗高的缺陷，从而提供一种多路控制阀及工程机械。

为了解决上述问题，本发明提供了一种多路控制阀，包括：阀体，阀体上设置有第一进口和第二进口，第一进口和第二进口分别适于与第一变量泵和第二变量泵连接；第一行走切换阀芯，设置在阀体内，第一进口通过第一流道与第一行走切换阀芯连通；第二行走切换阀芯，设置在阀体内，第二进口通过第二流道与第二行走切换阀芯连通；直线行走切换阀芯，设置在阀体内并位于第二流道上，并且直线行走切换阀芯通过第三流道与第一流道连通，直线行走切换阀芯适于选择性地使第一进口或第二进口与第二行走切换阀芯连通；多个并联设置的功能阀芯，设置在阀体内，其中，第一进口通过第四流道与多个功能阀芯连通，第二进口通过第五流道与多个功能阀芯连通；第一单向流通结构，设置在第四流道上，第一单向流通结构适于使液压油由第一进口至多个功能阀芯单向流通，或者适于隔断第四流道。

可选地，第一单向流通结构包括：单向阀芯；逻辑阀芯，逻辑阀芯的出口通过第六流道与单向阀芯的后腔连通，逻辑阀芯的两个入口分别通过第七流道和第八流道与单向阀芯的上游油路和下游油路连通，逻辑阀芯适于使单向阀芯的下游油路与后腔连通，或者，逻辑阀芯适于选择性地使单向阀芯的上游油路或者下游油路中压力较大的一路与后腔连通。

可选地，逻辑阀芯包括串联设置的第一换向阀和第二换向阀，其中，第一换向阀的第一出口通过第六流道与后腔连通，第八流道包括第一支流道和第二支流道，第一支流道与第一换向阀的第一控制端连通，第二支流道与第一换向阀的第三进口连通，第七流道与第二换向阀的第四进口连通，第二换向阀的第二出口通过第九流道与第一换向阀的第五进口以及第一换向阀的第二控制端连通。

可选地，第二换向阀的第二出口和第四进口断开时，第二出口与外部油箱连通。

可选地，多个功能阀芯包括以下阀芯中的多个：动臂控制阀芯、斗杆控制阀芯、铲斗控制阀芯、备用阀芯，其中，动臂控制阀芯、斗杆控制阀芯、铲斗控制阀芯和备用阀芯并联设置。

可选地，多路控制阀还包括第二单向流通结构，第二单向流通结构设置在第五流道上，第二单向流通结构适于使液压油由第二进口至多个功能阀芯单向流通。

可选地，多路控制阀还包括回转控制阀芯，回转控制阀芯通过第十流道与第二进口连通。

可选地，多路控制阀还包括第一旁通阀芯和第二旁通阀芯，第一旁通阀芯和第二旁通阀芯分别与第一进口和第二进口连通。

可选地，多路控制阀还包括溢流阀芯，溢流阀芯与第一进口和第二进口均连通。

本发明还提供了一种工程机械，包括上述的多路控制阀。

本发明具有以下优点：

利用本发明的技术方案，当挖掘机不进行直线行走时，第一进口的进油对第一行走切换阀芯供油，第二进口的进油对第二行走切换阀芯供油，同时，第一单向流通结构使得液压油从第一进口至多个功能阀芯单向连通，使得第一进口和第二进口的进油同时对多个功能阀芯供油。当挖掘机进行直线行走时，直线行走切换阀芯被控制换向，进而使得第一进口与第二切换行走阀芯连通，从而使得第一进口的进油同时对第一行走切换阀芯和第二行走切换阀芯供油。同时，第一单向流通结构将第四流道隔断，此时仅第二进口的进油对多个功能阀芯供油。上述结构中，多路控制阀仅设置一个阀体，各个流道长度大幅减短，降低变量泵的供油流通压损，提高挖掘机的综合能效。因此本发明的技术方案解决了现有技术中的双泵系统液压挖掘机的控制阀流通压损大，使得挖掘机油耗高的缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了现有技术中的双泵系统液压挖掘机的控制阀的原理示意图；

图2示出了本发明的多路控制阀的液压原理示意图；

图3示出了2中多路控制阀的第一单向流通结构的液压原理示意图；以及

图4示出了图2中多路控制阀的第一单向流通结构和第二单向流通结构的结构示意图。

附图标记说明：

1、左行走切换阀；2、右行走切换阀；3、直线行走切换阀；10、阀体；11、第一进口；12、第二进口；20、第一行走切换阀芯；30、第一流道；40、第二行走切换阀芯；50、第二流道；60、直线行走切换阀芯；70、第三流道；80、功能阀芯；81、动臂控制阀芯；82、斗杆控制阀芯；83、铲斗控制阀芯；84、备用阀芯；90、第四流道；100、第五流道；110、第一单向流通结构；111、单向阀芯；1111、后腔；112、逻辑阀芯；1121、第一换向阀；11211、第一出口；11212、第一控制端；11213、第三进口；11214、第五进口；11215、第二控制端；1122、第二换向阀；11221、第四进口；11222、第二出口；120、第六流道；130、第七流道；140、第八流道；141、第一支流道；142、第二支流道；150、第九流道；160、第二单向流通结构；170、回转控制阀芯；180、第十流道；190、第一旁通阀芯；200、第二旁通阀芯；210、溢流阀芯。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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”、“相连”、“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，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图2所示，本实施例的多路控制阀包括阀体10、第一行走切换阀芯20、第二行走切换阀芯40、直线行走切换阀芯60，多个并联设置的功能阀芯80以及第一单向流通结构110。其中，阀体10上设置有第一进口11和第二进口12，第一进口11和第二进口12分别适于与第一变量泵和第二变量泵连接。第一行走切换阀芯20设置在阀体10内，第一进口11通过第一流道30与第一行走切换阀芯20连通。第二行走切换阀芯40设置在阀体10内，第二进口12通过第二流道50与第二行走切换阀芯40连通。直线行走切换阀芯60设置在阀体10内并位于第二流道50上，并且直线行走切换阀芯60通过第三流道70与第一流道30连通，直线行走切换阀芯60适于选择性地使第一进口11或第二进口12与第二行走切换阀芯40连通。多个并联设置的功能阀芯80设置在阀体10内，其中，第一进口11通过第四流道90与多个功能阀芯80连通，第二进口12通过第五流道100与多个功能阀芯80连通。第一单向流通结构110设置在第四流道90上，第一单向流通结构110适于使液压油由第一进口11至多个功能阀芯80单向流通，或者适于隔断第四流道90。

利用本实施例的技术方案，当挖掘机不进行直线行走时，第一进口11的进油对第一行走切换阀芯20供油，第二进口12的进油对第二行走切换阀芯40供油，同时，第一单向流通结构110使得液压油从第一进口11至多个功能阀芯80单向连通，使得第一进口11和第二进口12的进油同时对多个功能阀芯80供油。当挖掘机进行直线行走时，直线行走切换阀芯60被控制换向，进而使得第一进口11与第二行走切换阀芯40连通，从而使得第一进口11的进油同时对第一行走切换阀芯20和第二行走切换阀芯40供油。同时，第一单向流通结构110将第四流道90隔断，此时仅第二进口12的进油对多个功能阀芯80供油。上述结构中，多路控制阀仅设置一个阀体10，各个流道长度大幅减短，降低变量泵的供油流通压损，提高挖掘机的综合能效。因此本实施例的技术方案解决了现有技术中的双泵系统液压挖掘机的控制阀流通压损大，使得挖掘机油耗高的缺陷。

结合图2，需要说明的是，本实施例中，第一行走切换阀芯20为右行走切换阀芯，第二行走切换阀芯40为左行走切换阀芯。当然，二者的具体功能可以对调设置。

结合图2，需要说明的是，本实施例中，直线行走切换阀芯60为二位三通换向阀。二位三通换向阀可以通过切换右位或者左位，使第一进口11通过第一流道30和第三流道70与第二行走切换阀芯40连通，或者时第二进口12通过第二流道50与第二行走切换阀芯40连通。

进一步地，在本实施例中，当工程机械需要进行直线行走时，直线行走切换阀芯60处于右位，当工程机械不进行直线行走时，直线行走切换阀芯60处于左位。

如图2和图3所示，在本实施例的技术方案中，第一单向流通结构110包括单向阀芯111和逻辑阀芯112。其中，逻辑阀芯112的出口通过第六流道120与单向阀芯111的后腔1111连通。逻辑阀芯112的两个入口分别通过第七流道130和第八流道140与单向阀芯111的上游油路和下游油路连通，逻辑阀芯112适于使单向阀芯111的下游油路与后腔1111连通，或者，逻辑阀芯112适于选择性地使单向阀芯111的上游油路或者下游油路中压力较大的一路与后腔1111连通。

具体而言，从图2和图3可以看到，单向阀芯111的上游油路也即图中a处，单向阀芯111的下游油路也即图中b处。

当逻辑阀芯112使下游油路b通入至后腔1111内时，单向阀芯111起到普通单向阀的的作用，也即当上游油路a的压力大于下游油路b时，单向阀芯111打开，第一进口11的液压油可以通入至下游的多个功能阀芯80内。当上游油路a的压力小于下游油路b时，单向阀芯111被关闭，第一进口11的液压油无法通过。

当逻辑阀芯112使上游油路a和下游油路b中压力较大的一路通入至后腔1111时，无论上游油路a和下游油路b之间大小压力如何，单向阀芯111始终处于关闭状态，也即单向阀芯111将第四流道90隔断。

如图2至图4所示，逻辑阀芯112包括串联设置的第一换向阀1121和第二换向阀1122。其中，第一换向阀1121为二位三通换向阀，第二换向阀1122为二位二通换向阀。进一步地，第一换向阀1121的第一出口11211通过第六流道120与后腔1111连通。第八流道140包括第一支流道141和第二支流道142，第一支流道141与第一换向阀1121的第一控制端11212连通，第二支流道142与第一换向阀1121的第三进口11213连通。第七流道130与第二换向阀1122的第四进口11221连通。第二换向阀1122的第二出口11222通过第九流道150与第一换向阀1121的第五进口11214以及第一换向阀1121的第二控制端11215连通。

以下先介绍第一换向阀1121和第二换向阀1122的具体结构：

如图3所述，第一换向阀1121为一个二位三通换向阀，其包括两个进口和一个出口，也即第三进口11213、第五进口11214和第一出口11211。图3中第一换向阀1121的上侧液控端为第一控制端11212，第一换向阀1121的下侧液控端为第二控制端11215。第一控制端11212处设置有复位弹簧。当第一换向阀1121处于上位时，第三进口11213于第一出口11211连通，当第一换向阀1121处于下位时，第五进口11214与第一出口11211连通。

如图3所示，第二换向阀1122为一个二位二通换向阀，其包括一个进口和一个出口，也即第四进口11221和第二出口11222。第二换向阀1122的上端为通过外部信号控制，第二换向阀1122的下端设置有复位弹簧。当第二换向阀1122处于上位时，第四进口11221和第二出口11222连通，但第二换向阀1122处于下位时，第四进口11221和第二出口11222断开。

基于上述第一换向阀1121和第二换向阀1122的结构，以及连接方式，本实施中逻辑阀芯112的控制方式为：

1、当没有外部控制信号时，第二换向阀1122处于下位，第一换向阀1121的第二控制端11215没有控制压力，第一换向阀1121的第一控制端11212通入下游油路b的压力，第一换向阀1121保持在上位，此时下游油路b的液压油被通入至后腔1111内。

2、当外部控制信号触发时，第二换向阀1122处于上位，第五进口11214以及第一换向阀1121的第二控制端11215被通入上游油路a的液压油，也即此时，第一换向阀1121的第一控制端11212和第二控制端11215分别通入下游油路b和上游油路a的压力，因此：

当上游油路a的压力大于下游油路b的压力时，第一换向阀1121处于下位，此时第五进口11214与第一出口11211连通，也即上游油路a的液压油被通入至后腔1111内。

当上游油路a的压力小于下游油路b的压力时，第一换向阀1121处于上位，此时，第三进口11213于第一出口11211连通。也即下游油路b的液压油被通入至后腔1111内。

由此可见，通过外部信号触发与否，使得第一换向阀1121和第二换向阀1122实现了上述的逻辑控制。

如图3所示，在本实施例的技术方案中，第二换向阀1122的第二出口11222和第四进口11221断开时，第二出口11222与外部油箱连通。具体而言，当第二换向阀1122处于下位时，第二出口11222与外部油箱连通，进而保证第一换向阀1121的第二控制端11215处泄压，以使第一换向阀1121保持在上位。

如图2所示，在本实施例的技术方案中，多个功能阀芯80包括以下阀芯中的至少部分：动臂控制阀芯81、斗杆控制阀芯82、铲斗控制阀芯83、备用阀芯84。

当然，根据工程机械的种类不同，也可以使得功能阀芯80包括其他种类的控制阀芯。

如图2所示，在本实施例的技术方案中，多路控制阀还包括第二单向流通结构160，第二单向流通结构160设置在第五流道100上，第二单向流通结构160适于使液压油由第二进口12至多个功能阀芯80单向流通。第二单向流通结构160为单向阀，第二单向流通结构160与第一单向流通结构110并联设置。

如图2所示，在本实施例的技术方案中，多路控制阀还包括回转控制阀芯170，回转控制阀芯170通过第十流道180与第二进口12连通。回转控制阀芯170与上述的多个功能阀芯80并联设置。

如图2所示，在本实施例的技术方案中，多路控制阀还包括第一旁通阀芯190和第二旁通阀芯200，第一旁通阀芯190和第二旁通阀芯200分别与第一进口11和第二进口12连通。具体而言，第一旁通阀芯190和第二旁通阀芯200均为二位二通换向阀。当挖掘机不进行任何动作时，第一旁通阀芯190和第二旁通阀芯200分别适于对第一进口11和第二进口12进行泄压，使得两个变量泵的液压油通过第一旁通阀芯190和第二旁通阀芯200流回至油箱。

如图2所示，在本实施例的技术方案中，多路控制阀还包括溢流阀芯210，溢流阀芯210与第一进口11和第二进口均连通。具体而言，溢流阀芯210适于对连个变量泵的最大工作压力进行调节。

本实施例还提供了一种工程机械，包括上述的多路控制阀。优选地，工程机械为挖掘机，当然，其他的工程机械，例如起重机、泵车等等，均可以采用上述的多路控制阀。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种多路控制阀，其特征在于，包括：

阀体(10)，所述阀体(10)上设置有第一进口(11)和第二进口(12)，所述第一进口(11)和所述第二进口(12)分别适于与第一变量泵和第二变量泵连接；

第一行走切换阀芯(20)，设置在所述阀体(10)内，所述第一进口(11)通过第一流道(30)与所述第一行走切换阀芯(20)连通；

第二行走切换阀芯(40)，设置在所述阀体(10)内，所述第二进口(12)通过第二流道(50)与所述第二行走切换阀芯(40)连通；

直线行走切换阀芯(60)，设置在所述阀体(10)内并位于所述第二流道(50)上，并且所述直线行走切换阀芯(60)通过第三流道(70)与所述第一流道(30)连通，所述直线行走切换阀芯(60)适于选择性地使所述第一进口(11)或第二进口(12)与所述第二行走切换阀芯(40)连通；

多个并联设置的功能阀芯(80)，设置在所述阀体(10)内，其中，所述第一进口(11)通过第四流道(90)与多个所述功能阀芯(80)连通，所述第二进口(12)通过第五流道(100)与多个所述功能阀芯(80)连通；

第一单向流通结构(110)，设置在所述第四流道(90)上，所述第一单向流通结构(110)适于使液压油由所述第一进口(11)至多个所述功能阀芯(80)单向流通，或者适于隔断所述第四流道(90)。

2.根据权利要求1所述的多路控制阀，其特征在于，所述第一单向流通结构(110)包括：

单向阀芯(111)；

逻辑阀芯(112)，所述逻辑阀芯(112)的出口通过第六流道(120)与所述单向阀芯(111)的后腔(1111)连通，所述逻辑阀芯(112)的两个入口分别通过第七流道(130)和第八流道(140)与所述单向阀芯(111)的上游油路和下游油路连通，所述逻辑阀芯(112)适于使单向阀芯(111)的下游油路与所述后腔(1111)连通，或者，所述逻辑阀芯(112)适于选择性地使所述单向阀芯(111)的上游油路或者下游油路中压力较大的一路与所述后腔(1111)连通。

3.根据权利要求2所述的多路控制阀，其特征在于，所述逻辑阀芯(112)包括串联设置的第一换向阀(1121)和第二换向阀(1122)，其中，

所述第一换向阀(1121)的第一出口(11211)通过所述第六流道(120)与后腔(1111)连通，所述第八流道(140)包括第一支流道(141)和第二支流道(142)，所述第一支流道(141)与所述第一换向阀(1121)的第一控制端(11212)连通，所述第二支流道(142)与所述第一换向阀(1121)的第三进口(11213)连通，

所述第七流道(130)与所述第二换向阀(1122)的第四进口(11221)连通，

所述第二换向阀(1122)的第二出口(11222)通过第九流道(150)与所述第一换向阀(1121)的第五进口(11214)以及第一换向阀(1121)的第二控制端(11215)连通。

4.根据权利要求3所述的多路控制阀，其特征在于，所述第二换向阀(1122)的第二出口(11222)和所述第四进口(11221)断开时，所述第二出口(11222)与外部油箱连通。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的多路控制阀，其特征在于，所述多个所述功能阀芯(80)包括以下阀芯中的多个：

动臂控制阀芯(81)、斗杆控制阀芯(82)、铲斗控制阀芯(83)、备用阀芯(84)，

其中，所述动臂控制阀芯(81)、所述斗杆控制阀芯(82)、所述铲斗控制阀芯(83)和所述备用阀芯(84)并联设置。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的多路控制阀，其特征在于，所述多路控制阀还包括第二单向流通结构(160)，所述第二单向流通结构(160)设置在所述第五流道(100)上，所述第二单向流通结构(160)适于使液压油由所述第二进口(12)至多个所述功能阀芯(80)单向流通。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的多路控制阀，其特征在于，所述多路控制阀还包括回转控制阀芯(170)，所述回转控制阀芯(170)通过第十流道(180)与所述第二进口(12)连通。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的多路控制阀，其特征在于，所述多路控制阀还包括第一旁通阀芯(190)和第二旁通阀芯(200)，所述第一旁通阀芯(190)和所述第二旁通阀芯(200)分别与所述第一进口(11)和所述第二进口(12)连通。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的多路控制阀，其特征在于，所述多路控制阀还包括溢流阀芯(210)，所述溢流阀芯(210)与所述第一进口(11)和所述第二进口均连通。

10.一种工程机械，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的多路控制阀。

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