CN114060344B - 先导手柄阀、挖掘机的液压系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种先导手柄阀、挖掘机的液压系统及其控制方法,涉及工程机械技术领域。先导手柄阀包括操作手柄和先导阀本体,操作手柄能够控制先导阀本体开启或关闭。先导阀本体包括顶杆、阀体和阀芯,顶杆滑设于阀体的顶部,顶杆的一端设置有供阀芯穿入的腔体;阀芯设置于阀体内,阀芯外套设有弹簧座和计量弹簧,计量弹簧一端与弹簧座固定连接,另一端与阀芯固定连接;操作手柄动作驱动顶杆滑动,能使阀芯与腔体的底部抵接,弹簧座远离顶杆的一侧能与阀体抵接,阀芯与腔体的底部之间的最大间距和弹簧座到阀体与其抵接位置之间的最大间距相同。
Description
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域,尤其涉及一种先导手柄阀、挖掘机的液压系统及其控制方法。
背景技术
先导手柄阀主要用于挖掘机等工程机械控制液压系统中先导系统油路,由先导油源阀提供先导系统油路的工作压力,控制整个先导系统油路去向,控制主阀实现执行元件相应的分动作或组合动作,是先导控制系统的重要组成部分。
在挖掘机中,先导手柄阀通过输出二次压力作用在挖掘机中主阀芯体以控制主阀芯体方向及位移,从而实现挖掘机中动臂上升、动臂下降、斗杆挖掘、斗杆卸料等动作。如图1所示,目前挖掘机先导手柄阀的顶杆行程分为0~L1、L1~L2、L2~L3三个阶段;二次压力分为P1、P2、P3、P4、P5;先导手柄力矩分为T1、T2、T3;其中顶杆行程0~L1段为空行程,不产生二次压力,不推动主阀芯体,主阀芯体关闭,此时先导手柄操作力为T1;当顶杆行程增加到L1~L2,先导手柄阀的二次压力逐渐升高,操作力矩也随之升高,当达到压力P4时推动主阀芯体进行动作主阀进油打开,并随着先导手柄阀二次压力升高,主阀进油口逐渐变大,当主阀二次压力达到P5时,压力达到主阀芯体完全打开需要的最大压力,此时主阀进油口达到最大;当顶杆行程继续增大至L2时,二次压力达到P2后直接跳转到P3,操作力矩也由T2增加到T3;当顶杆行程在L2~L3时,二次压力均为P3,压力不变,主阀进油口仍然保持最大。当顶杆行程到达L2之后,提供的二次压力足以使主阀进油口达到最大开口,当顶杆行程在L2~L3时将压力从P2增大到P3,浪费顶杆行程,影响手柄微控性。
发明内容
本发明的一个目的在于提出一种先导手柄阀,该先导手柄阀的顶杆在整个行程中,先导手柄阀输出的二次压力不会跳转突变,操作手柄的微控性好。
本发明的另一个目的在于提出一种挖掘机的液压系统及其控制方法,应用上述的先导手柄阀,有效利用先导手柄阀的顶杆行程优化整机微控性,油耗低。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
一种先导手柄阀,包括操作手柄和先导阀本体,所述操作手柄能够控制所述先导阀本体开启或关闭;所述先导阀本体包括顶杆、阀体和阀芯,所述顶杆滑设于所述阀体的顶部,所述顶杆的一端设置有供所述阀芯穿入的腔体,所述阀芯能与所述腔体的底部抵接;所述阀芯设置于所述阀体内,所述阀芯外套设有弹簧座和计量弹簧,所述计量弹簧的一端与所述弹簧座固定连接,另一端与所述阀芯固定连接;所述操作手柄动作驱动所述顶杆滑动,能使所述阀芯与所述腔体的底部抵接,所述弹簧座远离所述顶杆的一侧能与所述阀体抵接,所述阀芯与所述腔体的底部之间的最大间距和所述弹簧座到所述阀体与其抵接位置之间的最大间距相同。
作为先导手柄阀的一个可选方案,所述先导阀本体还包括顶杆座,所述顶杆座与所述阀体固定连接,所述顶杆滑设于所述顶杆座内。
作为先导手柄阀的一个可选方案,所述顶杆的一端设置有凸缘,所述凸缘位于所述腔体所在的一端,所述凸缘的一侧能抵接于所述顶杆座,所述凸缘的另一侧与所述弹簧座抵接。
作为先导手柄阀的一个可选方案,所述先导阀本体还包括复位弹簧,所述复位弹簧套设于所述计量弹簧外,所述复位弹簧的一端与所述弹簧座固定连接,另一端与所述阀体固定连接。
作为先导手柄阀的一个可选方案,所述阀芯包括第一凸肩和第二凸肩,所述第一凸肩的直径大于所述第二凸肩的直径。
一种挖掘机的液压系统,包括先导油源阀、主阀、主泵、液压油缸和如以上任一方案所述的先导手柄阀,所述主阀的进油口和所述先导油源阀的进油口均与所述主泵的出油口连通,所述主阀的两个工作油口与所述液压油缸的有杆腔和无杆腔对应连通,所述先导油源阀的出油口与所述先导手柄阀的进油口连通。
一种挖掘机的液压系统的控制方法,采用上述的挖掘机的液压系统,调节所述先导油源阀的输出压力,使所述先导手柄阀的输入压力等于所述主阀的进油口打开到最大时所需的压力。
作为挖掘机的液压系统的控制方法的一个可选方案,所述先导手柄阀的输入压力与所述阀芯的压力反馈环形承压面的面积的乘积等于所述计量弹簧的最大压缩力,根据所述计量弹簧的最大压缩力和所述计量弹簧的最大压缩量计算所述计量弹簧的弹性系数。
作为挖掘机的液压系统的控制方法的一个可选方案,所述阀芯的压力反馈环形承压面的面积等于所述阀芯的第一凸肩的面积与所述阀芯的第二凸肩的面积之差。
作为挖掘机的液压系统的控制方法的一个可选方案,所述计量弹簧的最大压缩量等于所述弹簧座和所述阀体与其抵接位置之间的最大间距。
本发明的有益效果:
本发明提供的先导手柄阀,通过将先导手柄阀的顶杆的一端设置的供阀芯穿入的腔体的底部与阀芯之间的最大间距和弹簧座到阀体与其抵接位置之间的最大间距设置为相同,顶杆在操作手柄的作用下,产生二次压力,主阀芯体逐渐打开。当二次压力达到主阀芯体所需要的最高压力时,主阀进油口开到最大。在此过程中,先导阀本体的阀芯处于动平衡状态。当顶杆运动至最大行程时,阀芯和腔体的底部抵接,同时弹簧座与阀体也实现抵接。本发明提供的先导手柄阀,先导手柄阀提供的二次压力是逐渐升高,不会发生跳转,操作手柄的微控性好。
本发明提供的挖掘机的液压系统,应用上述的先导手柄阀,驾驶员通过操作手柄接通先导油路,推动主阀芯体,使主泵的液压油通过主阀芯体进入液压油缸,液压油缸的液压油再经主阀回到油箱,完成液压油缸的供油全过程。该挖掘机的液压系统,有效利用先导手柄阀的顶杆行程优化整机微控性。
本发明提供的挖掘机的液压系统的控制方法,应用上述的挖掘机的液压系统,操作手柄动作,通过顶杆驱动先导手柄阀本体的阀芯向下运动,当阀芯与腔体的底部抵接时,弹簧座与阀体抵接,顶杆达到最大行程。在顶杆的整个行程中,先导手柄阀的二次压力是逐渐升高的,不会发生跳转,使得整机的微控性好。通过调节先导油源阀的输出压力,使得先导手柄阀的输入压力等于主阀的进油口打开到最大时所需的压力,降低顶杆达到最大行程时的压力,减小整机油耗。
附图说明
图1是现有技术中先导手柄阀的二次压力和操作力矩与顶杆行程之间的关系示意图;
图2是本发明实施例提供的先导手柄阀的结构示意图;
图3是本发明实施例提供的先导手柄阀的二次压力和操作力矩与顶杆行程之间的关系示意图;
图4是本发明实施例提供的挖掘机的液压系统的原理图。
图中:
100、先导手柄阀;200、主阀;300、主泵;400、液压油缸;500、先导油源阀;
1、顶杆;2、阀体;3、阀芯;4、弹簧座;5、计量弹簧;6、复位弹簧;7、顶杆座;
11、腔体;12、凸缘;21、回油腔;22、二次压力输出口;23、进油腔;24、工作油腔;25、抵接面;31、第一凸肩;32、第二凸肩。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚,下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;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,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中,术语“上”、“下”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述和简化操作,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”仅仅用于在描述上加以区分,并没有特殊的含义。
如图2所示,本实施例提供了一种先导手柄阀,包括操作手柄和先导阀本体,操作手柄能够控制先导阀本体开启或关闭;先导阀本体包括顶杆1、阀体2和阀芯3,顶杆1滑设于阀体2的顶部,顶杆1的一端设置有供阀芯3穿入的腔体11;阀芯3设置于阀体2内,阀芯3外套设有弹簧座4和计量弹簧5,计量弹簧5的一端与弹簧座4固定连接,另一端与阀芯3固定连接,阀芯3与腔体11的底部之间的最大间距和弹簧座4到阀体2与其抵接位置之间的最大间距相同。
通过将先导手柄阀的顶杆1的一端设置的供阀芯3穿入的腔体11的底部与阀芯3之间的最大间距和弹簧座4到阀体2与其抵接位置之间的最大间距设置为相同。顶杆1在操作手柄的作用下,产生二次压力,主阀芯体逐渐打开,当二次压力达到主阀芯体完全打开所需要的最大压力时,主阀芯体开到最大。在此过程中,先导阀本体的阀芯3处于动平衡状态。当顶杆1运动至最大行程时,阀芯3和腔体11的底部抵接,同时弹簧座4与阀体2也实现抵接。该先导手柄阀提供的二次压力是逐渐升高,不会发生跳转,操作手柄的微控性好。
先导手柄阀还包括压盘和万向节,操作手柄通过万向节与先导阀本体连接,压盘与操作手柄连接,且设于万向节上。操作手柄动作,压盘能与顶杆1抵接,控制先导阀本体开启或关闭。
阀体2的顶部设置有万向节,万向节与操作手柄转动连接。阀体2内部设置有回油腔21、进油腔23和多个工作油腔24,进油腔23、回油腔21、工作油腔24通过阀芯孔进行连通,工作油腔24远离回油腔21的一端为二次压力输出口22。阀芯孔内设置有抵接面25,抵接面25即为阀体2与弹簧座4的抵接位置。
作为先导手柄阀的一个可选方案,先导阀本体还包括顶杆座7,顶杆座7与阀体2固定连接,顶杆1滑设于顶杆座7内。在本实施例中,顶杆座7的外周与阀体2固定连接,操作手柄通过压盘推动顶杆1在顶杆座7内滑动。
作为先导手柄阀的一个可选方案,先导阀本体还包括复位弹簧6,复位弹簧6套设于计量弹簧5外,复位弹簧6的一端与弹簧座4固定连接,另一端与阀体2固定连接。顶杆1的一端设置有凸缘12,凸缘12位于腔体11所在的一端,凸缘12的一侧能抵接于顶杆座7,另一侧与弹簧座4抵接。操作手柄作用在顶杆1上,顶杆1在向下移动的过程中,始终与弹簧座4抵接,弹簧座4克服复位弹簧6的弹力,计量弹簧5被压缩并施加力给阀芯3,阀芯3向下运动。由复位弹簧6向弹簧座4提供向上的支撑力使得弹簧座4与顶杆1的凸缘12抵接。当作用在顶杆1上的外力撤去时,阀芯3在液压力和复位弹簧6作用下上移,进油腔23和工作油腔24不连通,工作油腔24内的压力下降。
作为先导手柄阀的一个可选方案,阀芯3包括第一凸肩31和第二凸肩32,第一凸肩31的直径大于第二凸肩32的直径。第一凸肩31和第二凸肩32的面积差为阀芯3的压力反馈环形承压面的面积。第一凸肩31和第二凸肩32位于复位弹簧6的下方。常态下,第二凸肩32与阀体2的腔壁接触,使得进油腔23通过第一凸肩31与回油腔21连通。当压盘通过顶杆1推动阀芯3向下移动后,第一凸肩31与阀体2的腔壁接触,使得进油腔23通过第二凸肩32与工作油腔24连通,工作油腔24的液压力作用在压力反馈环形承压面使得阀芯3向上移动直至其与计量弹簧5的反作用力相平衡为止。
现有技术中的先导手柄阀的阀芯3与腔体11的底部之间的最大间距小于弹簧座4与抵接面25之间的最大间距。操作手柄动作,顶杆1推动弹簧座4向下运动,计量弹簧5被压缩并对阀芯3施加力F1,带动阀芯3向下运动,当顶杆1运动到L1时,进油腔23和工作油腔24连通,即将进油腔23与二次压力输出口22连通,先导手柄阀的压力油作用在阀芯3上的作用力为F2,顶杆1的行程在L1~L2的过程中,始终F1=F2,阀芯3处于动平衡状态。当顶杆1行程继续增大超过L2时,阀芯3与腔体11的底部抵接,顶杆1与阀芯3硬性接触,阀芯3被机械限位硬性下推,此时工作油腔24一直与进油腔23连通,使二次压力从P2迅速跳转到与先导手柄阀的输入压力一致的P3,先导手柄阀不再进行减压。顶杆1行程在L2增大到L3过程中,顶杆1一直与阀芯3硬性接触,直到弹簧座4与阀体2接触,顶杆1到达最大行程L3。
如图3所示,在本实施例中,通过增加腔体11的深度,使得腔体11的底部与阀芯3之间的最大间距和弹簧座4到阀体2与其抵接位置之间的最大间距相同,先导阀本体的顶杆1行程分为0~L1和L1~L3两个阶段;二次压力分为P1ˊ、P2、P4和P5;先导手柄力矩分为T1ˊ和T2;其中顶杆1行程0~L1段为空行程,不产生二次压力,不推动主阀芯体,主阀关闭,此时操作手柄的操作力为T1ˊ;当顶杆1行程在L1~L3段时,操作手柄二次压力逐渐升高,操作力矩也随之升高,当达到压力P4时推动主阀芯体进行动作,主阀进油口打开,并随着先导手柄阀的二次压力升高,主阀的进油口逐渐变大,当先导阀本体的阀芯3的二次压力达到P5时,压力达到主阀芯体完全打开需要的最大压力,此时主阀进油口达到最大;当顶杆1行程继续增大至L3时,二次压力达到最大P2,操作力矩也达到最大力矩T2,主阀芯体仍然保持最大进油口。本实施例提供的先导手柄阀,取消了操作手柄的行程在L2~L3段的压力跳升,在不改变先导阀本体的顶杆1行程的基础上,将原P4~P5压力提升需要的顶杆1行程从L1~L2优化为L1~L3,由于P4~P5压力段横向行程发生变化,曲线斜率发生变化,需要一同调整P1为P1ˊ,T1为T1ˊ(P1ˊ稍高于P1,T1ˊ稍高于T1)。有效利用先导阀本体的顶杆1行程优化整机微控性,减小操作手柄的操作力矩优化操作感受。
现有技术中,操作手柄的行程达到L3时,操作力矩T3为1.75N.m,在本实施例中,操作手柄的行程为L3时,操作力矩T2为1.42N.m,相对于现有技术,本实施例中操作手柄的操作力矩降低了19%。现有技术中,有效行程为L1~L2=1.1mm~8mm,操作手柄的有效二次压力行程为6.6mm。在本实施例中,有效行程为L1~L3=1.1mm~8.6mm,操作手柄的有效二次压力行程为7.5mm,有效行程增加了13.6%,有效提升整机操控性。
如图4所示,本实施例还提供了一种挖掘机的液压系统,包括先导油源阀500、主阀200、主泵300、液压油缸400和上述的先导手柄阀100,主阀200的进油口P和先导油源阀500的进油口P1均与主泵300的出油口连通,主阀200的两个工作油口与液压油缸400的有杆腔和无杆腔对应连通,先导油源阀500的出油口Pr与先导手柄阀100的进油口P2连通,主阀200的回油口T和先导手柄阀100的回油口T2均与油箱连通。
操作人员通过操作先导手柄阀100的操作手柄,主泵300的液压油经先导油源阀500进入先导手柄阀100的阀芯3,推动主阀芯体,使主泵300的液压油经主阀200进入液压油缸400,液压油缸400的液压油再经主阀200回到油箱,完成液压油缸400的供油全过程。该挖掘机的液压系统,有效利用先导手柄阀100的顶杆1行程优化整机微控性。
本实施例还提供了一种挖掘机的液压系统的控制方法,采用上述的挖掘机的液压系统,调节先导油源阀500的输出压力,使先导手柄阀100的输入压力等于主阀200的进油口打开到最大时所需的压力。
本实施例提供的挖掘机的液压系统的控制方法,应用上述的挖掘机的液压系统,操作手柄动作,通过顶杆1驱动先导阀本体的阀芯3向下运动,当阀芯3与腔体11的底部抵接时,弹簧座4与阀体2抵接,顶杆1达到最大行程,在顶杆1的整个行程中,先导手柄阀100的二次压力是逐渐升高的,不会发生跳转,使得整机的微控性好。通过调节先导油源阀500的输出压力,使得先导手柄阀100的输入压力等于主阀200的进油口打开到最大时所需的压力,降低顶杆1达到最大行程时的压力,减小整机油耗。
作为挖掘机的液压系统的控制方法的一个可选方案,通过调节先导油源阀500的输出压力控制先导手柄阀100的输入压力。将先导手柄阀100的输入压力从P3降低为P2,可以降低先导手柄阀100的油耗,同时降低操作手柄的操作力矩,减小操作人员的操作强度,优化了操作手柄的操作感受。
在实际操作时,考虑到因阀体2的尺寸误差和密封性导致的先导手柄阀100的输入压力与输出压力之间的差值,将先导手柄阀100的输入压力调节为略高于主阀200的进油口打开到最大时所需的压力,通常会高出10%。
由于取消了顶杆1行程L2~L3段的压力跳转,将先导手柄阀100的输入压力从P3降低为P2。在本实施例中,P3=3.5MPa,P2=2.83Mpa,先导手柄阀100的输入压力降低了26%,功率损耗减少了26%。
作为挖掘机的液压系统的控制方法的一个可选方案,先导手柄阀100的输入压力与阀芯3的压力反馈环形承压面的面积的乘积等于计量弹簧5的最大压缩力,根据计量弹簧5的最大压缩力和计量弹簧5的最大压缩量计算计量弹簧5的弹性系数。再根据计算出的计量弹簧5的弹性系数对计量弹簧5进行选型。在本实施例中,压力反馈环形承压面的面积等于阀芯3的第一凸肩31的面积与第二凸肩32的面积之差。
作为挖掘机的液压系统的控制方法的一个可选方案,计量弹簧5的最大压缩量等于弹簧座4和阀体2与其抵接位置之间的最大间距。
由于在顶杆1行程为L1~L3段的过程中,始终F1=F2,先导手柄阀100的阀芯3在任一位置处于动态平衡状态。F1=K*ΔS,F2=P*(A1-A2),其中,K为计量弹簧5的弹性系数,A1为第一凸肩31的面积,A2为第二凸肩32的面积。在顶杆1的行程达到L3时,先导手柄阀100的输出压力P达到先导手柄阀100的输入压力P2,ΔS为计量弹簧5的最大压缩量时,操作手柄的微控性更好。
以上内容仅为本发明的较佳实施例,对于本领域的普通技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种先导手柄阀,包括操作手柄和先导阀本体,所述操作手柄能够控制所述先导阀本体开启或关闭;其特征在于,所述先导阀本体包括顶杆(1)、阀体(2)和阀芯(3),所述顶杆(1)滑设于所述阀体(2)的顶部,所述顶杆(1)的一端设置有供所述阀芯(3)穿入的腔体(11);所述阀芯(3)设置于所述阀体(2)内,所述阀芯(3)外套设有弹簧座(4)和计量弹簧(5),所述计量弹簧(5)的一端与所述弹簧座(4)连接,另一端与所述阀芯(3)连接;所述操作手柄动作驱动所述顶杆(1)滑动,能使所述阀芯(3)与所述腔体(11)的底部抵接,所述弹簧座(4)远离所述顶杆(1)的一侧能与所述阀体(2)抵接,所述阀芯(3)与所述腔体(11)的底部之间的最大间距和所述弹簧座(4)到所述阀体(2)与其抵接位置之间的最大间距相同。
2.根据权利要求1所述的先导手柄阀,其特征在于,所述先导阀本体还包括顶杆座(7),所述顶杆座(7)与所述阀体(2)固定连接,所述顶杆(1)滑设于所述顶杆座(7)内。
3.根据权利要求2所述的先导手柄阀,其特征在于,所述顶杆(1)的一端设置有凸缘(12),所述凸缘(12)位于所述腔体(11)所在的一端,所述凸缘(12)的一侧能抵接于所述顶杆座(7),所述凸缘(12)的另一侧与所述弹簧座(4)抵接。
4.根据权利要求1所述的先导手柄阀,其特征在于,所述先导阀本体还包括复位弹簧(6),所述复位弹簧(6)套设于所述计量弹簧(5)外,所述复位弹簧(6)的一端与所述弹簧座(4)连接,另一端与所述阀体(2)连接。
5.根据权利要求1所述的先导手柄阀,其特征在于,所述阀芯(3)包括第一凸肩(31)和第二凸肩(32),所述第一凸肩(31)的直径大于所述第二凸肩(32)的直径。
6.一种挖掘机的液压系统,其特征在于,包括先导油源阀(500)、主阀(200)、主泵(300)、液压油缸(400)和如权利要求1-5任一项所述的先导手柄阀(100),所述主阀(200)的进油口和所述先导油源阀(500)的进油口均与所述主泵(300)的出油口连通,所述主阀(200)的两个工作油口与所述液压油缸(400)的有杆腔和无杆腔对应连通,所述先导油源阀(500)的出油口与所述先导手柄阀(100)的进油口连通。
7.一种挖掘机的液压系统的控制方法,其特征在于,采用如权利要求6所述的挖掘机的液压系统,调节所述先导油源阀(500)的输出压力,使所述先导手柄阀(100)的输入压力等于所述主阀(200)的进油口打开到最大时所需的压力。
8.根据权利要求7所述的挖掘机的液压系统的控制方法,其特征在于,所述先导手柄阀(100)的输入压力与所述阀芯(3)的压力反馈环形承压面的面积的乘积等于所述计量弹簧(5)的最大压缩力,根据所述计量弹簧(5)的最大压缩力和所述计量弹簧(5)的最大压缩量计算所述计量弹簧(5)的弹性系数。
9.根据权利要求8所述的挖掘机的液压系统的控制方法,其特征在于,所述阀芯(3)的压力反馈环形承压面的面积等于所述阀芯(3)的第一凸肩(31)的面积与所述阀芯(3)的第二凸肩(32)的面积之差。
10.根据权利要求8所述的挖掘机的液压系统的控制方法,其特征在于,所述计量弹簧(5)的最大压缩量等于所述弹簧座(4)和所述阀体(2)与其抵接位置之间的最大间距。
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10246342A (ja) * | 1997-03-06 | 1998-09-14 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | パイロット弁 |
CN201155492Y (zh) * | 2008-01-22 | 2008-11-26 | 山东法因数控机械股份有限公司 | 一种机械伺服阀及其应用的液压回路 |
CN101749297A (zh) * | 2010-02-03 | 2010-06-23 | 北京理工大学 | 一种高速大流量脉冲阀 |
CN103486291A (zh) * | 2013-09-05 | 2014-01-01 | 武汉船用机械有限责任公司 | 一种手操控制阀 |
CN104154065A (zh) * | 2014-07-28 | 2014-11-19 | 三一重机有限公司 | 一种可变再生控制结构及挖掘机 |
CN104482248A (zh) * | 2014-11-03 | 2015-04-01 | 山东中铭恒盛科技有限公司 | 液控换向阀 |
CN209620157U (zh) * | 2019-02-14 | 2019-11-12 | 青岛雷沃工程机械有限公司 | 一种挖掘机用先导阀 |
-
2021
- 2021-11-22 CN CN202111383730.0A patent/CN114060344B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10246342A (ja) * | 1997-03-06 | 1998-09-14 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | パイロット弁 |
CN201155492Y (zh) * | 2008-01-22 | 2008-11-26 | 山东法因数控机械股份有限公司 | 一种机械伺服阀及其应用的液压回路 |
CN101749297A (zh) * | 2010-02-03 | 2010-06-23 | 北京理工大学 | 一种高速大流量脉冲阀 |
CN103486291A (zh) * | 2013-09-05 | 2014-01-01 | 武汉船用机械有限责任公司 | 一种手操控制阀 |
CN104154065A (zh) * | 2014-07-28 | 2014-11-19 | 三一重机有限公司 | 一种可变再生控制结构及挖掘机 |
CN104482248A (zh) * | 2014-11-03 | 2015-04-01 | 山东中铭恒盛科技有限公司 | 液控换向阀 |
CN209620157U (zh) * | 2019-02-14 | 2019-11-12 | 青岛雷沃工程机械有限公司 | 一种挖掘机用先导阀 |
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