CN202659880U - 一种液压换档压力控制阀 - Google Patents
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Abstract
一种液压换档压力控制阀，包括阀体、调压阀芯、蓄能器主弹簧、蓄能器副弹簧、蓄能器柱塞、节流口、压力设定阀芯弹簧、压力设定阀芯、先导油控制阀芯、先导油控制阀芯弹簧。调压阀芯与蓄能器柱塞通过蓄能器主弹簧和蓄能器副弹簧相互作用，调压阀芯进油口与油泵相连，出油口与换档离合器油缸、压力设定阀芯进油口及先导油控制阀芯进油口相连，并经节流口与蓄能器背腔相连，先导油控制阀芯出油口与调压阀芯先导油腔相连，蓄能器背腔与蓄能器弹簧腔通过调压阀芯上的油孔相连，蓄能器弹簧腔与压力设定阀芯出油口相连。本实用新型在换档离合器快速充油阶段始终保持调压阀芯出油口开度最大，使液压油以最快速度充入换档离合器，缩短换档时间。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种液压换档压力控制阀，特别是一种能够有效缩短大型工程机械换档时间的液压换档压力控制阀。
背景技术
随着工程机械在我国的不断发展和成熟，人们对于换档品质要求越来越高，动力换档变速箱在国内工程机械上的应用也越来越普及。动力换档变速箱的重要特性就是换档平稳性和快速性，主要靠液压换档压力控制阀控制换档离合器来保证。
换档离合器结合过程中需要经历三个阶段：快速充油、缓冲升压和阶跃升压。其中，快速充油阶段需要克服换档离合器分离弹簧的预压力，消除摩擦片的间隙，该阶段直接影响换档时间。
目前市面上的液压换档压力控制阀广泛采用图1所示结构，其主要包括阀体（1）、调压阀芯（2）、蓄能器主弹簧（4）、蓄能器副弹簧（5）、蓄能器柱塞（6）、节流口（9）、压力设定阀芯弹簧（10）、压力设定阀芯（12）等。采用该结构的液压换档压力控制阀，在换档初期，换档离合器油缸迅速充油，在液压油克服换档离合器分离弹簧的预压力，消除摩擦片的间隙的过程中，调压阀芯出油口处的油压上升，并直接作用于调压阀芯左端，引起调压阀芯右移，从而导致在换档离合器摩擦片间隙未完全消除的情况下，调压阀芯出油口减小，油液不能快速充入换档离合器油缸，最终导致换档离合器充油过程减慢，换档时间增加。
发明内容
为了克服上述结构液压换档压力控制阀的不足，本实用新型旨在提供一种能够有效缩短换档时间的新型液压换档压力控制阀。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种液压换档压力控制阀，主要包括阀体（1）、调压阀芯（2）、蓄能器主弹簧（4）、蓄能器副弹簧（5）、蓄能器柱塞（6）、节流口（9）、压力设定阀芯弹簧（10）、压力设定阀芯（12）、先导油控制阀芯（14）、先导油控制阀芯弹簧（15）。所述先导油控制阀芯为二位三通换向阀芯，采用液控形式，由调压阀芯出油口处的液压油配合先导油控制阀芯弹簧进行控制，并且，所述采用液控形式的先导油控制阀芯的开启压力设定为换档离合器快速充油阶段结束或接近结束时，亦即换档离合器摩擦片的间隙刚好完全消除或接近完全消除时，调压阀芯出油口处液压油的压力值。
所述调压阀芯与蓄能器柱塞通过蓄能器主弹簧和蓄能器副弹簧相互作用，所述调压阀芯进油口经过油泵来油通道与油泵相连，调压阀芯出油口分别与压力设定阀芯进油口及先导油控制阀芯进油口相连，同时，经过换档离合器油缸通道与换档离合器油缸相连，经过节流口后与蓄能器背腔相连；先导油控制阀芯出油口与调压阀芯先导油腔相连，先导油控制阀芯的另一油口与回油通道（通油箱）相连；蓄能器背腔与蓄能器弹簧腔通过调压阀芯上的油孔相连，蓄能器弹簧腔与压力设定阀芯出油口相连。
初始状态下，所述调压阀芯在蓄能器主弹簧和蓄能器副弹簧的作用下处在最左端位置；所述蓄能器柱塞在蓄能器主弹簧和蓄能器副弹簧的作用下处在最右端位置；所述压力设定阀芯在压力设定阀芯弹簧的作用下处在最左端位置；所述先导油控制阀芯在先导油控制阀芯弹簧的作用下处在最右端。蓄能器弹簧腔通过压力设定阀芯与回油通道（通油箱）相连，蓄能器弹簧腔内的液压油排回油箱。
换档时，随着换档离合器油缸的不断充油，液压油开始克服换档离合器分离弹簧的预压力，摩擦片的间隙不断减小，在此的过程中，调压阀芯出油口处的油压上升，但在换档离合器摩擦片间隙刚好完全消除或接近完全消除之前，调压阀芯出油口处的油压始终小于先导油控制阀芯的开启压力设定值，调压阀芯的先导油腔通过先导油控制阀芯与回油通道（通油箱）相连，故调压阀芯保持初始位置，其出油口保持开度最大，使液压油能以最快的速度充入换档离合器油缸。
当换档离合器的摩擦片间隙刚好完全消除或接近完全消除时，调压阀芯出油口处的油压上升至先导油控制阀芯的开启压力设定值，此时先导油控制阀芯左移而开启，调压阀芯出油口处的液压油充入调压阀芯先导油腔，调压阀芯克服蓄能器主弹簧和蓄能器副弹簧的作用力右移，使蓄能器背腔和蓄能器弹簧腔间的通道逐渐关小，直到关闭。经过节流口进入蓄能器背腔的液压油推动蓄能器柱塞逐渐左移，使蓄能器主弹簧和蓄能器副弹簧变硬，调压阀芯出油口处的油压逐渐上升，增大到一定值时，所述压力设定阀芯克服压力设定阀芯弹簧的作用力右移而开启，同时切断蓄能器弹簧腔与回油通道（通油箱）之间的油路，液压油通过压力设定阀芯进入蓄能器弹簧腔，此时蓄能器弹簧腔和蓄能器背腔油压相等且都等于调压阀芯出油口处的油压，所述调压阀芯在蓄能器主弹簧和蓄能器副弹簧的作用下移至最左边，而蓄能器柱塞在蓄能器主弹簧和蓄能器副弹簧的作用下移至最右边，调压阀芯出油口处的油压阶跃上升至系统最大值，整个液压换档压力控制阀调压过程完成。
本实用新型还可以通过以下方案实现：如上一方案所述的一种液压换档压力控制阀，在其他结构不变的情况下，所述先导油控制阀芯采用电控形式，由电磁铁配合先导油控制阀芯弹簧进行控制，并且所述电磁铁由电控单元控制。控制方式之一为换入新的档位后，电控单元自动延时特定时间后发出控制信号，使先导油控制阀芯左移而开启；控制方式之二为电控单元监测调压阀芯出油口处的压力值，换入新的档位后，当调压阀芯出油口处的压力值达到换档离合器摩擦片的间隙完全消除或接近完全消除时对应的特定压力值时电控单元发出控制信号，使先导油控制阀芯左移而开启；控制方式之三为电控单元监测换档离合器油缸内部的压力值，换入新的档位后，当换档离合器油缸内部的压力值达到换档离合器摩擦片的间隙完全消除或接近完全消除时对应的特定压力值时电控单元发出控制信号，使先导油控制阀左移而开启。
本实用新型的有益效果是，利用先导油控制阀芯控制调压阀芯的在换档离合器快速充油阶段的位置，从而在快速充油阶段能够始终保持调压阀芯出油口开度最大，使液压油以最快速度充入换档离合器，有效缩短换档时间。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是目前的液压换档压力控制阀的结构图。
图2是图1所示的目前的液压换档压力控制阀的液压原理图。
图3是本实用新型实施例1的结构图。
图4是本实用新型实施例1的液压原理图。
图5是本实用新型实施例2的结构图。
图6是本实用新型实施例2的液压原理图。
图中，1.阀体，2.调压阀芯，3.油泵来油通道，4.蓄能器主弹簧，5.蓄能器副弹簧，6.蓄能器柱塞，7.蓄能器背腔，8.蓄能器弹簧腔，9.节流口，10. 压力设定阀芯弹簧，11. 回油通道，12.压力设定阀芯，13.换档离合器油缸通道，14.先导油控制阀芯，15. 先导油控制阀芯弹簧，16.调压阀芯先导油腔，17.电磁铁。
具体实施方式
实施例1：
参见图3，一种液压换档压力控制阀，主要包括阀体（1）、调压阀芯（2）、蓄能器主弹簧（4）、蓄能器副弹簧（5）、蓄能器柱塞（6）、节流口（9）、压力设定阀芯弹簧（10）、压力设定阀芯（12）、先导油控制阀芯（14）、先导油控制阀芯弹簧（15）。所述先导油控制阀芯（14）为二位三通换向阀芯，采用液控形式，由调压阀芯（2）出油口处的液压油配合先导油控制阀芯弹簧（15）进行控制，并且，所述采用液控形式的先导油控制阀芯（14）的开启压力设定为换档离合器快速充油阶段结束或接近结束时，亦即换档离合器摩擦片的间隙刚好完全消除或接近完全消除时，调压阀芯（2）出油口处液压油的压力值。
所述调压阀芯（2）与蓄能器柱塞（6）通过蓄能器主弹簧（4）和蓄能器副弹簧（5）相互作用，所述调压阀芯（2）进油口经过油泵来油通道（3）与油泵相连，调压阀芯（2）出油口分别与压力设定阀芯（12）进油口及先导油控制阀芯（14）进油口相连，同时，经过换档离合器油缸通道（13）与换档离合器油缸相连，经过节流口（9）后与蓄能器背腔（7）相连；先导油控制阀芯（14）出油口与调压阀芯先导油腔（16）相连，先导油控制阀芯（14）的另一油口与回油通道（11）（通油箱）相连；蓄能器背腔（7）与蓄能器弹簧腔（8）通过调压阀芯（2）上的油孔相连，蓄能器弹簧腔（8）与压力设定阀芯（12）出油口相连。
初始状态下，所述调压阀芯（2）在蓄能器主弹簧（4）和蓄能器副弹簧（5）的作用下处在最左端位置；所述蓄能器柱塞（6）在蓄能器主弹簧（4）和蓄能器副弹簧（5）的作用下处在最右端位置；所述压力设定阀芯（12）在压力设定阀芯弹簧（10）的作用下处在最左端位置；所述先导油控制阀芯（14）在先导油控制阀芯弹簧（15）的作用下处在最右端。蓄能器弹簧腔（8）通过压力设定阀芯（12）与回油通道（11）（通油箱）相连，蓄能器弹簧腔（8）内的液压油排回油箱。
换档时，随着换档离合器油缸的不断充油，液压油开始克服换档离合器分离弹簧的预压力，摩擦片的间隙不断减小，在此的过程中，调压阀芯（2）出油口处的油压上升，但在换档离合器摩擦片间隙完全消除或接近完全消除之前，调压阀芯（2）出油口处的油压始终小于先导油控制阀芯（14）的开启压力设定值，调压阀芯的先导油腔通过先导油控制阀芯与回油通道（11）（通油箱）相连，故调压阀芯（2）保持初始位置，其出油口保持开度最大，使液压油能以最快的速度充入换档离合器油缸。
当换档离合器的摩擦片间隙完全消除或接近完全消除时，调压阀芯（2）出油口处的油压上升至先导油控制阀芯（14）的开启压力设定值，此时先导油控制阀芯（14）左移而开启，液压油充入调压阀芯先导油腔（16），调压阀芯（2）克服蓄能器主弹簧（4）和蓄能器副弹簧（5）的作用力右移，使蓄能器背腔（7）和蓄能器弹簧腔（8）间的通道逐渐关小，直到关闭。经过节流口（9）进入蓄能器背腔（7）的液压油推动蓄能器柱塞（6）逐渐左移，使蓄能器主弹簧（4）和蓄能器副弹簧（5）变硬，调压阀芯（2）出油口出处的油压上逐渐上升，增大到一定值时，所述压力设定阀芯（12）克服压力设定阀芯弹簧（10）的作用力右移而开启，同时切断压力设定阀芯（12）出油口与回油通道（11）（通油箱）之间的油路，液压油通过压力设定阀芯（12）进入蓄能器弹簧腔（8），此时蓄能器弹簧腔（8）和蓄能器背腔（7）油压相等且都等于调压阀芯（2）出油口处的油压，所述调压阀芯（2）在蓄能器主弹簧（4）和蓄能器副弹簧（5）的作用下移至最左边，而蓄能器柱塞（6）在蓄能器主弹簧（4）和蓄能器副弹簧（5）的作用下移至最右边，调压阀芯（2）出油口处的油压阶跃上升至系统最大值，整个液压换档压力控制阀调压过程完成。
实施例2：
参见图5，如实施例1所述的一种液压换档压力控制阀，所述先导油控制阀芯（14）采用电控形式，由电磁铁（17）配合先导油控制阀芯弹簧（15）进行控制，并且所述电磁铁（17）由电控单元控制。控制方式之一为换入新的档位后，电控单元自动延时特定时间后发出控制信号，使先导油控制阀芯（14）左移而开启；控制方式之二为电控单元监测调压阀芯（2）出油口处的压力值，换入新的档位后，当调压阀芯（2）出油口处的压力值达到换档离合器摩擦片的间隙刚好完全消除或接近完全消除时对应的特定压力值时电控单元发出控制信号，使先导油控制阀芯（14）左移而开启；控制方式之三为电控单元监测换档离合器油缸内部的压力值，换入新的档位后，当换档离合器油缸内部的压力值达到换档离合器摩擦片的间隙刚好完全消除或接近完全消除时对应的特定压力值时电控单元发出控制信号，使先导油控制阀（14）左移而开启。
Claims (8)
1.一种液压换档压力控制阀，主要包括阀体、调压阀芯、蓄能器主弹簧、蓄能器副弹簧、蓄能器柱塞、压力设定阀芯、压力设定阀芯弹簧、节流口、先导油控制阀芯、先导油控制阀芯弹簧，其特征在：所述调压阀芯出油口与先导油控制阀芯进油口相连，先导油控制阀芯出油口与调压阀芯先导油腔相连。
2.根据权利要求1所述的压力控制阀，其特征在于：所述的先导油控制阀芯为二位三通换向阀芯。
3.根据权利要求1所述的压力控制阀，其特征在于：所述的先导油控制阀芯的控制可以采用液控形式，由调压阀芯出油口处的液压油配合先导油控制阀芯弹簧进行控制。
4.根据权利要求1所述的压力控制阀，其特征在于：所述先导油控制阀芯的控制可以采用电控形式，由电磁铁配合先导油控制阀芯弹簧进行控制。
5.根据权利要求3所述的液压换档压力控制阀，其特征在于：所述采用液控形式的先导油控制阀芯开启压力设定为换档离合器快速充油阶段结束或接近结束时，亦即换档离合器摩擦片的间隙刚好完全消除或接近完全消除时，调压阀芯出油口处液压油的压力值。
6.根据权利要求4所述的液压换档压力控制阀，其特征在于：所述电磁铁由电控单元控制，控制方式之一为换入新的档位后，电控单元自动延时特定时间后发出控制信号，使先导油控制阀芯左移而开启。
7.根据权利要求6所述的液压换档压力控制阀，其特征在于：控制方式之二为电控单元监测调压阀芯出油口处的压力值，换入新的档位后，当调压阀芯出油口处的压力值达到换档离合器摩擦片的间隙刚好完全消除或接近完全消除时对应的特定压力值时电控单元发出控制信号，使先导油控制阀芯左移而开启。
8.根据权利要求6所述的液压换档压力控制阀，其特征在于：控制方式之三为电控单元监测换档离合器油缸内部的压力值，换入新的档位后，当换档离合器油缸内部的压力值达到换档离合器摩擦片的间隙刚好完全消除或接近完全消除时对应的特定压力值时电控单元发出控制信号，使先导油控制阀芯左移而开启。
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| CN102767617A (zh) * | 2012-07-18 | 2012-11-07 | 四川大学 | 一种液压换档压力控制阀 |
| CN103899746A (zh) * | 2014-04-22 | 2014-07-02 | 四川大学 | 一种并联减压阀型双油路快速充油液压换挡系统 |
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| CN102767617B (zh) * | 2012-07-18 | 2015-06-24 | 四川大学 | 一种液压换档压力控制阀 |
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