CN114857121A - 一种定变量多路阀及其液压系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定变量多路阀及其液压系统，定变量多路阀包括合流单向阀、先导控制阀、LS节流阀、第一主阀芯、第二主阀芯、LS溢流阀、合流控制阀以及多个油口，P2口通过合流单向阀，与P1口合流，P2口同时与合流控制阀芯进油口连通，合流控制阀芯出油口与定变量多路阀回油口连通。第一主阀芯的反馈口通过第一反馈单向阀与第二主阀芯的反馈口通过第二反馈单向阀共同连通定变量多路阀LS口，LS口同时与节流阀进口连通。先导控制阀第一进油口和第二进油口分别与合流单向阀进油口和出油口连通，出油口与合流控制阀的控制端连通。本发明工作时充分利用变量泵变量特性，按需供给节能，并实现了复合动作。

Description

一种定变量多路阀及其液压系统

技术领域

本发明涉及一种定变量多路阀及其液压系统，属于工程机械液压技术领域。

背景技术

现装载机应用的定变量液压系统工作装置工作时，变量泵工作在定量状态，全排量输出，未能根据系统需求发挥变量泵的调节作用，变量泵的变量节能作用未能充分发挥。同时现有装载机定变量液压系统多采用开中心分配阀，受限于分配阀自身结构原理，无法实现复合动作，工作效率提升受限，另外开中心分配阀属于旁路节流调速，有节流损失，造成设备油耗较高。

装载机功率主要流向行走和工作两个方向。行走与工作系统的功率匹配，极大的影响了设备的工作效率与动作协调，现有装载机定变量系统，在工作系统达到系统压力时，定量泵卸荷，变量泵排量最小化，工作液压系统功率消耗极小，导致行走可使用全部功率，导致一部分工作动作难以实现。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种定变量多路阀及其液压系统，解决了现有技术中装载机定变量液压系统在工作装置工作时，变量泵不能发挥调节节能效果的问题。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种定变量多路阀，包括合流单向阀、先导控制阀、LS节流阀、第一主阀芯、第二主阀芯、LS溢流阀、合流控制阀以及P1口，P2口，LS口，T口，a1口，a2口，b1口，b2口，A1口，A2口，B1口，B2口；

合流单向阀的进油口连接P2口，出油口连接P1口；

合流控制阀的进油口与P2口连通，出油口与T口连通，控制端与先导控制阀的出油口连通；

先导控制阀第一进油口、第二进油口分别与合流单向阀进油口、出油口连通；

第一主阀芯的反馈口连通LS口，第一主阀芯的两个工作油口分别与A1口、B1口连接，第一主阀芯左侧控制端连通a1口，第一主阀芯右侧控制端连通b1口，第一主阀芯进油口连通P1口；

第二主阀芯的反馈口连通LS口，第二主阀芯的两个工作油口分别与A2口、B2口连接，第二主阀芯左侧控制端连通a2口,第二主阀芯右侧控制端连通b2口，第二主阀芯进油口连通P1口；

LS节流阀进油口与LS口连通，出油口同时连通先导控制阀控制端、LS溢流阀进油口、LS溢流阀控制端和合流控制阀弹簧腔；

T口分别与第一主阀芯回油口、第二主阀芯回油口、LS溢流阀出油口和合流控制阀出油口连通。

进一步地，前述还包括恒流节流阀和恒流减压阀，

恒流节流阀的进油口连通LS口，恒流减压阀的控制端连通恒流节流阀的进油口，恒流减压阀的弹簧端连通恒流节流阀的出油口，恒流减压阀的出油口连通T口。

进一步地，前述还包括先导节流阀和先导泄压阀，

先导节流阀的进油口与a1口连接，出油口分别与第一主阀芯左侧控制端、先导泄压阀进油口连通；

先导泄压阀的控制端分别与a2口、第二主阀芯左侧控制端连通；

先导泄压阀的出油口连通T口。

进一步地，前述先导泄压阀是比例阀。

进一步地，前述还包括第一反馈单向阀和第二反馈单向阀；

第一反馈单向阀的进油口连通第一主阀芯的反馈口，出油口连通LS口；

第二反馈单向阀的进油口连通第二主阀芯的反馈口，出油口连通LS口。

进一步地，前述还包括第一进油单向阀和第二进油单向阀；

第一进油单向阀的进油口连接P1口，出油口连接第一主阀芯的进油口；

第二进油单向阀的进油口连接P1口，出油口连接第二主阀芯的进油口。

进一步地，前述第二主阀芯是四位比例阀。

一种定变量液压系统，包括液压油箱、变量泵、定量泵、先导油源阀、先导阀以及前述任一项的定变量多路阀；

定变量多路阀的P1口连接变量泵，P2口连接定量泵，LS口与变量泵的负载反馈口连接，T口与液压油箱连接；

先导阀的c1口、c2口、d1口、d2口分别与先导控制油口a1口、b1口、a2口、b2口连接，先导阀回油口接液压油箱；

先导油源阀的进油端与变量泵的泵口连接，先导油源阀的出油端连接先导阀进油口，先导油源阀回油口接液压油箱。

进一步地，前述还包括第一执行元件和第二执行元件；

定变量多路阀的A1口和B1口分别与第二执行元件的无杆腔和有杆腔连接，A2口和B2口分别与第一执行元件的无杆腔和有杆腔连接。

本发明所达到的有益效果：

变量泵工作中几乎全程参与变量调节，定量泵根据需要合流入系统，节能性大大提高。同时定量泵在工作系统达到设定值时，可以实现高压溢流，占用发动机功率，合理匹配行走与工作的功率分配，提高动作协调性。定变量控制阀可实现复合动作，提高作业效率。

附图说明

图1为本发明定变量多路阀的原理图；

图2为本发明定变量液压系统的原理图。

图中附图标记的含义：1-液压油箱；2-变量泵；3-定量泵；4-先导油源阀；5-定变量多路阀；6-第一执行元件；7-第二执行元件；8-先导阀；51-合流单向阀；52-先导控制阀；53-LS节流阀；54-恒流节流阀；55-第一反馈单向阀；56-第一进油单向阀；57-先导节流阀；58-先导泄压阀；59-第一主阀芯；60-第二反馈单向阀；61-第二进油单向阀；62-第二主阀芯；63-恒流减压阀；64-LS溢流阀；65-合流控制阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例一

本实施例公开了定变量多路阀5，结合图1所示，包括三位且闭中位的先导控制的第一主阀芯59和四位且闭中位的先导控制的第二主阀芯62，以及P1口，P2口，LS口，T口，a1口，a2口，b1口，b2口，A1口，A2口，B1口，B2口。

P1口用于连接变量泵2，P2口用于连接定量泵3。

LS口用于与变量泵2的负载反馈口连接，以向变量泵2反馈负载压力，使变量泵2根据反馈压力信号提供压力油。

T口与液压油箱1连接，用于液压系统回油。

P2口通过合流单向阀51与P1口合流，P1口通过第一进油单向阀56与第一主阀芯59进油油路连接，同时通过第二进油单向阀61与第二主阀芯62进油油路连接；P2口同时与合流控制阀65进油口连通，合流控制阀65出油口与回油T口连通。合流控制阀65初始位置为下位，合流控制阀65在下位时，合流控制阀65进油口与出油口断开，合流控制阀65是比例阀。

第一主阀芯59的反馈口通过第一反馈单向阀55连通LS口，第二主阀芯62的反馈口通过第二反馈单向阀60也连通LS口，LS口同时与LS节流阀53进油口连通，LS节流阀53出油口同时连通先导控制阀52控制端、LS溢流阀64进油口、LS溢流阀64控制端和合流控制阀65弹簧腔。第二主阀芯62为比例阀。

LS口还通过依次串连的恒流节流阀54和恒流减压阀63与回油T口连通，恒流节流阀54的进油口连通LS口，恒流减压阀63的控制端连通恒流节流阀54的进油口，恒流减压阀63的弹簧端连通恒流节流阀54的出油口，恒流减压阀63的出油口连通T口。

先导控制阀52第一进油口和第二进油口分别与合流单向阀51进油口和出油口连通，先导控制阀52的出油口与合流控制阀65的控制端连通。先导控制阀52初始位置为下位，先导控制阀52在下位时，合流单向阀51出油口通过先导控制阀52与合流控制阀65控制端连通。

a1口与先导节流阀57进油口连通，先导节流阀57出油口与第一主阀芯59左侧控制端连通，先导节流阀57出油口同时连通先导泄压阀58进油口。a2口与第二主阀芯62左侧控制端连通，同时与先导泄压阀58控制端连通。先导泄压阀58出油口连通回油T口。先导泄压阀58是比例阀。

当a1口有压力时，a2口无压力，先导泄压阀58控制端无压力，先导泄压阀58处于初始位置下位，先导泄压阀58进油口与出油口断开，a1口压力通过先导节流阀57到达第一主阀芯59左侧控制端，控制第一主阀芯59换向。

当a1口有压力时，a2口也有压力时，a2口压力达到先导泄压阀58控制端，先导泄压阀58换向至上位，先导泄压阀58进油口与出油口连通，a1口先导油经过先导节流阀57，通过先导泄压阀58流回液压油箱1，a1口先导油经过先导节流阀57后减压，减压后的压力到达第一主阀芯59左侧控制端，控制第一主阀芯59换向。先导泄压阀58位置受控制端压力大小控制，不同位置节流大小不同，因此经过先导节流阀57减压大小不同，因此可以通过a2口压力大小调节到达第一主阀芯59左侧控制端的压力，形成不同的第一主阀芯59和第二主阀芯62位移匹配，保证复合动作。

第一主阀芯59的三个机能位分别是左位、中位、右位，在中位时进油油路截止，不能通过第一主阀芯59输出用于驱动第一执行元件6的压力油。第一执行元件6为装载机的翻斗油缸。当第一主阀芯59换向后，第一主阀芯59进油通过第一主阀芯59的左位或右位油路从其出油口A1口或B1口输出，向第一执行元件6供油，第一执行元件6的回油则通过另一个出油口经第一主阀芯59回油。

第二主阀芯62的四个机能位分别是左位、中位、右一位、右二位，在中位时进油油路截止，不能通过第二主阀芯62输出用于驱动第二执行元件7的压力油。右二位将第二主阀芯62的出油口A2口，B2口同时与回油T口连通，进油口截止。第二执行元件7为装载机的动臂油缸。当第二主阀芯62换向后，第二主阀芯62进油通过第二主阀芯62的左位或右一位油路从其出油口A2口或B2口输出，向第二执行元件7供油，第二执行元件7的回油则通过另一个出油口经第二主阀芯62回油。当第二主阀芯62换向到右二位时，第二主阀芯62进油截止，第二主阀芯62的油口A2口和B2口同时通过第二主阀芯62右二位连通回油T口，第二执行元件7处于浮动状态。

实施例二

本实施例公开了一种装载机的定变量液压系统，如图2所示，变量泵2从液压油箱1中吸取液压油供给定变量多路阀5的P1口，定量泵3从液压油箱1中吸取液压油供给定变量多路阀5的P2口。第一主阀芯59的两个工作油口A1口和B1口分别与第一执行元件6的无杆腔和有杆腔连接，第二主阀芯62的两个工作油口A2口和B2口分别与第二执行元件7的无杆腔和有杆腔连接，第一主阀芯59和第二主阀芯62的先导控制油口a1口、b1口、a2口、b2口分别与先导阀8的c1口、c2口、d1口、d2口连接，P2口与定量泵3的泵口连接，P1口与变量泵2泵口连接，定变量多路阀5的LS口与变量泵2的负载反馈口连接，定变量多路阀5的T口和液压油箱1连接。先导油源阀4的进油端与变量泵2的泵口连接，先导油源阀4的出油端连接先导阀8进油口，给先导阀8提供先导油，先导油源阀4回油口接液压油箱1。先导阀8回油口接液压油箱1。

本实施例中定变量液压系统的工作原理如下：

1、没有操作动作：第一主阀芯59和第二主阀芯62均处于中位，其LS反馈口均经过主阀芯与进油口和出油口断开，LS口油路通过恒流节流阀54和恒流减压阀63与T口连通，没有负载反馈压力，因此变量泵2以最小排量运行，维持变量泵口的待机压力。同时由于LS口无压力，先导控制阀52处于初始位置下位，合流控制阀65弹簧端无压力，P1口待机压力通过先导控制阀52到达合流控制阀65控制端，合流控制阀65换向至上位，合流控制阀65进油口与出油口导通，定量泵3输出的压力油经P2口流经合流控制阀65、T口流回液压油箱1，实现定量泵3的低压卸荷。合流单向阀51阻止P1口油液流向合流控制阀65。

2、单动作：以操纵动臂联为例，当操纵先导阀8动作，使先导阀8出油口d2输出压力时，第二主阀芯62阀芯换向至右一位，第二主阀芯62进油口同时与出油口B2、负载反馈口连通，出油口A2与回油口连通。第二主阀芯62反馈口通过第二反馈单向阀60将负载压力信号反馈给LS口，流向变量泵2负载控制口，控制变量泵2按第二主阀芯62开口需求提供流量。同时LS口压力通过LS节流阀53传递至先导控制阀52的控制端、LS溢流阀64进油口和合流控制阀65弹簧端，先导控制阀52换向至上位，P2口压力通过先导控制阀52进入到合流控制阀65的控制端，在合流控制阀65弹簧力、LS口压力和P2口压力的作用下，控制合流控制阀65阀芯位置，控制定量泵3油液进入P2口后，部分通过合流单向阀51，进入第二主阀芯62进油，部分通过合流控制阀65流回液压油箱1。当第二主阀芯62负载压力高于LS溢流阀64设定压力时，LS溢流阀64开启，LS口油液通过LS节流阀53、LS溢流阀64流回液压油箱1，同时LS口油液通过LS节流阀53时，产生压力损失，合流控制阀65弹簧腔维持LS溢流阀64进油口压力，P2口油液全部通过合流控制阀65，以高于LS溢流阀64压力，合流控制阀65控制弹簧力的压力溢流回液压油箱1，实现定量泵3的高压溢流，占用设备部分功率。

继续操纵先导阀8，增大d2压力，达到设定值时，第二主阀芯62换向至右二位置，第二主阀芯62进油口截止，第二主阀芯62的负载反馈口、B2口、A2口和回油口连通，第二执行元件7有杆腔和无杆腔通过第二主阀芯62连通并接通液压油箱1，第二执行元件7实现浮动功能。LS口无压力反馈，变量泵2处于最小排量，待机压力状态，定量泵3通过合流控制阀65，低压卸荷至液压油箱1。

3、复合动作。当操纵先导阀8，使先导阀8油口c1口和c2口同时有压力输出时，第二主阀芯62阀芯换向至左位，先导泄压阀58换向至上位，先导泄压阀58进油口与出油口连通，a1口先导油经过先导节流阀57，通过先导泄压阀58流回液压油箱1，a1口先导油经过先导节流阀57后减压，减压后的压力到达第一主阀芯59左侧控制端，控制第一主阀芯59换向至左位，由于第一主阀芯59左侧控制端的先导压力是经过减压后的，第一主阀芯59位移受到a2口先导压力影响而减小，形成第一主阀芯59和第二主阀芯62不同的位移配比。第一主阀芯59与第二主阀芯62均换向至左位，第一主阀芯59进油口同时与A1口、负载反馈口连通，B1口与回油口连通，第一主阀芯59反馈口将压力传递至第一反馈单向阀55，第二主阀芯62进油口同时与A2口、负载反馈口连通，B2口与回油口连通，第二主阀芯62反馈口将压力传递至第二反馈单向阀60，两主阀芯负载反馈压力比较后较高压力传递至LS口，较低的压力被反馈单向阀截止，例如第一主阀芯59的负载压力高，负载反馈压力通过第一反馈单向阀55传递至LS口，第二主阀芯62的负载反馈压力被截止在第二反馈单向阀60。LS口压力流向变量泵2负载控制口，控制变量泵2按定变量多路阀5开口需求提供流量。同时LS口压力通过LS节流阀传递至先导控制阀52的控制端，LS溢流阀64进油口和合流控制阀65弹簧端，先导控制阀52换向至上位，P2口压力通过先导控制阀52进入到合流控制阀65的控制端，在合流控制阀65弹簧力，LS口压力和P2口压力的作用下，控制合流控制阀65阀芯位置，控制定量泵3油液进入P2口后，部分通过合流单向阀51，进入第一主阀芯59和第二主阀芯62进油，部分通过合流控制阀65流回液压油箱1。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种定变量多路阀，其特征在于，包括合流单向阀（51）、先导控制阀（52）、LS节流阀（53）、第一主阀芯（59）、第二主阀芯（62）、LS溢流阀（64）、合流控制阀（65）以及P1口，P2口，LS口，T口，a1口，a2口，b1口，b2口，A1口，A2口，B1口，B2口；

所述合流单向阀（51）的进油口连接P2口，出油口连接P1口；

所述合流控制阀（65）的进油口与P2口连通，出油口与T口连通，控制端与先导控制阀（52）的出油口连通；

所述先导控制阀（52）的第一进油口、第二进油口分别与合流单向阀（51）进油口、出油口连通；

所述第一主阀芯（59）的反馈口连通LS口，第一主阀芯（59）的两个工作油口分别与A1口、B1口连接，第一主阀芯（59）左侧控制端连通a1口，第一主阀芯（59）右侧控制端连通b1口，第一主阀芯（59）进油口连通P1口；

所述第二主阀芯（62）的反馈口连通LS口，第二主阀芯（62）的两个工作油口分别与A2口、B2口连接，第二主阀芯（62）左侧控制端连通a2口，第二主阀芯（62）右侧控制端连通b2口，第二主阀芯（62）进油口连通P1口；

所述LS节流阀（53）进油口与LS口连通，出油口同时连通先导控制阀（52）控制端、LS溢流阀（64）进油口、LS溢流阀（64）控制端和合流控制阀（65）弹簧腔；

所述T口分别与第一主阀芯（59）回油口、第二主阀芯（62）回油口、LS溢流阀（64）出油口和合流控制阀（65）出油口连通。

2.根据权利要求1所述的一种定变量多路阀，其特征在于，还包括恒流节流阀（54）和恒流减压阀（63），

所述恒流节流阀（54）的进油口连通LS口，恒流减压阀（63）的控制端连通恒流节流阀（54）的进油口，恒流减压阀（63）的弹簧端连通恒流节流阀（54）的出油口，恒流减压阀（63）的出油口连通T口。

3.根据权利要求1所述的一种定变量多路阀，其特征在于，还包括先导节流阀（57）和先导泄压阀（58），

所述先导节流阀（57）的进油口与a1口连接，出油口分别与第一主阀芯（59）左侧控制端、先导泄压阀（58）进油口连通；

所述先导泄压阀（58）的控制端分别与a2口、第二主阀芯（62）左侧控制端连通；

所述先导泄压阀（58）出油口连通T口。

4.根据权利要求3所述的一种定变量多路阀，其特征在于，所述先导泄压阀（58）是比例阀。

5.根据权利要求1所述的一种定变量多路阀，其特征在于，还包括第一反馈单向阀（55）和第二反馈单向阀（60）；

所述第一反馈单向阀（55）的进油口连通第一主阀芯（59）的反馈口，出油口连通LS口；

所述第二反馈单向阀（60）的进油口连通第二主阀芯（62）的反馈口，出油口连通LS口。

6.根据权利要求1所述的一种定变量多路阀，其特征在于，还包括第一进油单向阀（56）和第二进油单向阀（61）；

所述第一进油单向阀（56）的进油口连接P1口，出油口连接第一主阀芯（59）的进油口；

所述第二进油单向阀（61）的进油口连接P1口，出油口连接第二主阀芯（62）的进油口。

7.根据权利要求1所述的一种定变量多路阀，其特征在于，所述第二主阀芯（62）是四位比例阀。

8.一种定变量液压系统，其特征在于，包括液压油箱（1）、变量泵（2）、定量泵（3）、先导油源阀（4）、先导阀（8）以及如权利要求1-6任一项所述的定变量多路阀；

所述定变量多路阀的P1口连接变量泵（2），P2口连接定量泵（3），LS口与变量泵（2）的负载反馈口连接，T口与液压油箱（1）连接；

先导阀（8）的c1口、c2口、d1口、d2口分别与定变量多路阀的a1口、b1口、a2口、b2口连接，先导阀（8）回油口接液压油箱（1）；

所述先导油源阀（4）的进油端与变量泵（2）的泵口连接，先导油源阀（4）的出油端连接先导阀（8）进油口，先导油源阀（4）回油口接液压油箱（1）。

9.根据权利要求8所述的一种定变量液压系统，其特征在于，还包括第一执行元件（6）和第二执行元件（7）；

所述定变量多路阀的A1口和B1口分别与第二执行元件（7）的无杆腔和有杆腔连接，A2口和B2口分别与第一执行元件（6）的无杆腔和有杆腔连接。

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