CN218806087U - 转向器、转向系统和作业机械 - Google Patents

Abstract

提供一种转向器、转向系统和作业机械。该转向器包括控制阀和端板，端板封闭控制阀的开口侧。端板上设置有适于连接作业回路的工作口、适于连接加压流体源的供给口、适于连接转向执行器的一对转向口以及适于连接流体容器的回流口。端板内设置有优先阀，优先阀用于将来自供给口的流体优先地分配至控制阀，并将剩余流量经工作口分配至作业回路。控制阀用于选择性地将优先阀优先分配的流体供给至一对转向口中的一者。本公开对转向器的构造进行了改进，在转向器的端板中集成了优先阀，因此提高了转向反应的灵敏度，避免了转向过程中抖动现象的发生，降低了因额外的连接装置而产生的压力损失，减少了转向系统的装配时间，及降低了转向系统的整体成本。

Description

转向器、转向系统和作业机械

技术领域

本公开涉及转向技术领域，特别涉及一种转向器、转向系统和作业机械。

背景技术

一些转向系统，例如负荷传感转向系统，包括转向器和优先阀。转向器和优先阀通常通过液压管线连接，这会导致一些问题。例如，流体介质在流经转向器和优先阀之间的液压管线时会产生较大的压力损失，这会导致转向反应不灵敏和转向过程易抖动等诸多问题。又如，在装配转向系统时，操作人员需要分别安装转向器和优先阀，并需要安装二者之间的液压管线，这需要较长的装配时间。又如，在相关技术中，转向系统包括转向器、优先阀和二者之间的液压管线等诸多液压元件，液压元件的数量相对较多，因而转向系统的成本相对较高。

实用新型内容

有鉴于此，本公开对转向器的构造进行了改进，将优先阀集成于其中，以提高转向反应的灵敏度，避免转向过程中抖动现象的发生，减少转向系统的装配时间，以及降低转向系统的整体成本。

一方面，本公开提供一种转向器。该转向器包括控制阀和端板，端板封闭控制阀的开口侧。端板上设置有适于连接作业回路的工作口、适于连接加压流体源的供给口、适于连接转向执行器的一对转向口以及适于连接流体容器的回流口。端板内设置有优先阀，优先阀用于将来自供给口的流体优先地分配至控制阀，并将剩余流量经工作口分配至作业回路。控制阀用于选择性地将优先阀优先分配的流体供给至一对转向口中的一者。

在一个可能的实现方式中，控制阀包括：壳体，在壳体内设置有阀套和可转动地置于阀套内的阀芯，阀芯的一端适于从壳体伸出并与转向输入装置联接；隔盘；计量器，包括定子和转子；以及联动轴，联动轴联接阀套和转子。壳体、隔盘、计量器和端板依次设置并固定在一起，定子和转子之间形成的容腔由端板封闭。

在一个可能的实现方式中，端板的朝向控制阀的一侧设置有端板控制流道，由优先阀优先分配的流体经由端板控制流道进入控制阀内的控制阀控制流道。

在一个可能的实现方式中，端板设有阀孔，阀孔内设有可滑动的优先阀阀芯，阀孔的内壁设有工作槽、优先槽和位于二者间的供给槽，工作槽和供给槽分别与工作口和供给口连通，优先槽与端板控制流道连通。优先阀阀芯通过在阀孔中滑动而调节工作槽和优先槽中的每一者与供给槽间的过流面积。

在一个可能的实现方式中，在优先阀阀芯的两端分别设有控制腔和封闭腔，优先阀阀芯内设置有芯部流道，芯部流道将优先槽与控制腔和封闭腔连通，端板内设置有端板负荷传感流道，端板负荷传感流道将控制腔与控制阀内的控制阀负荷传感流道连通。

在一个可能的实现方式中，芯部流道在优先槽和控制腔之间设有控制节流口，控制腔内还具有向优先阀阀芯施加推力的弹簧。随着优先阀阀芯朝着封闭腔滑动，优先槽与供给槽间的过流面积增大且工作槽与供给槽间的过流面积减小。

在一个可能的实现方式中，芯部流道在优先槽和封闭腔之间设有阻尼节流口。

在一个可能的实现方式中，控制阀还具有与控制阀负荷传感流道连通的安全流道，安全流道中设有安全阀，安全阀用于在控制阀负荷传感流道中的压力达到预设阈值时将安全流道导通，从而将控制阀负荷传感流道与回流口连通。。

另一方面，本公开还提供一种转向系统，其包括上述方面提供的转向器。

另一方面，本公开还提供一种作业机械，其包括上述方面提供的转向系统。

本公开提供的转向器的端板中集成有优先阀，因而无需通过液压管线将其与外部的优先阀连接，这避免了因使用液压管线而引起的压力损失，进而提高了转向反应的灵敏度，避免了转向过程中抖动现象的发生。

此外，由于本公开提供的转向器集成有优先阀，因而在转向系统的装配过程中，需要安装的液压元件的数量较少，复杂程度相对较低，进而所需的装配时长较短。

此外，相较于相对独立的转向器、优先阀和二者之间的液压管线，本公开提供的集成有优先阀的转向器的整体成本相对较低。

此外，根据本公开提供的转向器，优先阀被集成在端板内，这仅需要适当地增加端板的厚度，而无需较大程度地改变转向器的整体构造。因此，转向器的整体构造与传统的同类型的转向器的整体构造之间的差别较小，进而转向器的兼容性相对较优(也即是说，使用本公开提供的转向器不需要或较少地需要对安装场景进行特别的改造)。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。

应当理解，以下附图仅示出了本公开的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。

应当理解，在附图中使用相同或相似的附图标记来表示相同或相似的要素(构件或组成部分)。

应当理解，附图仅是示意性的，附图中的要素(构件或组成部分)的尺寸和比例不一定精确。

图1是根据本公开一实施例的转向器的结构示意图。

图2是图1所示的转向器的另一个视向的结构示意图。

图3是沿图1中的A-A线截取的示意性剖视图。

图4是图1所示的转向器的控制阀的示意性剖视图。

图5是图1所示的转向器的端板的示意性剖视图。

图6是图1所示的转向器的控制阀的示意性局部剖视图。

图7是图1所示的转向器的控制阀的另一个示意性局部剖视图。

具体实施方式

下面将结合本公开实施方式中的附图，对本公开实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式仅仅是本公开的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。因此，本公开的实现方式并不限于下述。

图1是根据本公开一实施例的转向器10的结构示意图。转向器10可以为摆线液压转向器，其可以应用在负荷传感液压转向系统中。参见图1，转向器10包括控制阀11和端板12，端板12封闭控制阀11的开口侧(即后侧)。

图2是从后方观察的转向器10的结构示意图。参见图2，端板12上设有供给口10a、工作口10b、一对转向口10c,10d以及回流口10e。供给口10a用于连接加压流体源(例如，液压泵)。工作口10b用于连接作业回路(例如，行走机构或升降机构的液压回路)。一对转向口10c,10d用于连接转向系统的转向执行器(例如，转向液压缸)。回流口10e用于连接流体容器(例如，液压油箱)。

图3是沿图1中A-A线截取的示意性剖视图，其较清楚地示出了端板12的内部构造。参见图3，端板12内设有优先阀13。优先阀13用于将来自供给口10a的流体优先地分配至控制阀11，并将剩余流量经工作口10b分配至作业回路。控制阀11用于选择性地将优先阀13优先分配的流体供给至一对转向口10c,10d中的一者。

由于转向器10的端板12中集成有优先阀13，因而当应用在转向系统中时，转向器10无需通过液压管线与外部的优先阀连接，这避免了因使用液压管线而引起的压力损失，进而提高了转向反应的灵敏度，避免了转向过程中抖动现象的发生。

此外，由于转向器10集成有优先阀13，因而在转向系统的装配过程中，需要装配的液压元件的数量较少，复杂程度相对较低，进而所需的装配时长较短。

此外，相较于相对独立的转向器、优先阀和二者之间的液压管线，集成有优先阀13的转向器10的整体成本相对较低。

此外，在转向器10中，优先阀13被集成在端板11内，这仅需要适当地增加端板13的厚度，而无需较大程度地改变转向器10的整体构造。因此，转向器10的整体构造与传统的同类型的转向器的整体构造之间的差别较小，进而转向器10的兼容性相对较优(也即是说，使用转向器10不需要或较少地需要对安装场景进行特别的改造)。

图4是图控制阀11的示意性纵向剖视图。参见1和图4，控制阀11包括壳体111、隔盘112、计量器113、随动阀组件114以及联动轴115。随动阀组件114包括阀套114a和阀芯114b，阀芯114b可转动地置于阀套114a中。计量器113包括定子113a和转子113b，定子113a围绕转子113b并与转子113b共同限定多个容腔113c。

随动阀组件114可转动地置于壳体111内，阀芯114b的前端从壳体111伸出且适于与转向输入装置(例如，方向盘)联接。联动轴115的一端置于阀芯114b内，另一端置于转子113b内，以与阀套114a和转子113b联接(例如，通过一对拨销116a,116b)。壳体111、隔盘112、计量器113和端板12沿从前到后的方向依次设置并固定在一起，定子113a和转子113b之间形成的容腔113c由端板12封闭。

当驾驶人员操作转向输入装置时，转向输入装置驱动阀芯114b转动。取决于阀芯114b的转动方向，随动阀组件114将来自优先阀13的流体介质选择性地供给至一对转向口10c,10d中的一者。

具体而言，随着阀芯114b转动，其与阀套114a相对转动，二者之间出现夹角，这使得来自优先阀13的流体介质经过随动阀组件114流入计量器113(即流入多个容腔113c)。接着，流体介质从计量器113中流出，并经过随动阀组件114流向一对转向口10c,10d中的一者。此外，随着阀芯114b转动，随动阀组件114将一对转向口10c,10d中的另一者与回流口10e连通。与此同时，在流体介质的作用下，转子113b相对定子113a运动，多个容腔113c的容积不断变化。随着转子113b的运动，转子113b通过联动轴115带动阀套114a转动，使得阀套114a跟随阀芯114b转动，以确保二者之间具有合适的夹角。

再次参见图4，控制阀11内设有控制阀控制流道11a。控制阀控制流道11a从定子113a的面对端板12的端面起(即从定子113a的后端面起)，依次经由定子113a、端板112和壳体111，延伸至随动阀组件114。在图4中，虚线L₁用于示意性地指示控制阀控制流道11a的延伸路径。

图5是端板12的示意性剖视图。参见图5，端板12的朝向控制阀11的一侧(即端板12的前侧)设置有端板控制流道12a。当控制阀11和端板12装配在一起时，控制阀控制流道11a与端板控制流道12a连通。由优先阀13优先分配的流体，经由端板控制流道12a进入控制阀11内的控制阀控制流道11a，然后经由控制阀控制流道11a流向随动阀组件114。

参见图3和图5，端板12内设有阀孔121，优先阀13的优先阀阀芯131可滑动地设于阀孔121内。阀孔121的内壁设有供给槽121a、工作槽121b和优先槽121c，供给槽121a位于工作槽121b和优先槽121c之间。供给槽121a与供给口10a连通，工作槽121b与工作口10b连通，优先槽121c与端板控制流道12a连通。优先阀阀芯131通过在阀孔121中滑动而调节工作槽121b和优先槽121c中的每一者与供给槽121a之间的过流面积，从而将来自供给口10a的流体优先地分配至控制阀11，并将剩余流量经工作口10b分配至作业回路。

参见图3和5，在优先阀阀芯131的两端分别设有控制腔131a和封闭腔131b，端板12内还设置有端板负荷传感流道12b，端板负荷传感流道12b的一端延伸至控制腔131a，另一端延伸至端板12的面对控制阀11的端面。优先阀阀芯131内设置有芯部流道，芯部流道将优先槽121c连通至控制腔131a和封闭腔131b中的每一者。在一个示例中，芯部流道包括轴向通孔131c和径向通孔131d，轴向通孔131c连通控制腔131a和封闭腔131b，径向通孔131d连通轴向通孔131c和优先槽121c。

继续参见图3，芯部流道在优先槽121c和控制腔131a之间设有控制节流口131e。在一个示例中，控制节流口131e可以位于轴向通孔131c中，并位于径向通孔131d和控制腔131a之间。控制腔131a内还具有向优先阀阀芯131施加推力的弹簧132。随着优先阀阀芯132朝着封闭腔131b滑动，优先槽121c与供给槽121a之间的过流面积增大，并且工作槽121b与供给槽121a间的过流面积减小，来自供给口10a的流体介质被更多地经控制阀11分配至转向执行器。相反地，随着优先阀阀芯132朝着控制腔131a滑动，优先槽121c与供给槽121a间的过流面积减小，并且工作槽121b与供给槽121a间的过流面积增大，来自供给口10a的流体介质被更多地分配至作业回路。

图6是控制阀11的示意性局部剖视图。参见图6，控制阀11内还设有控制阀负荷传感流道11b。控制阀负荷传感流道11b从定子113a的面对端板12的端面起，依次经由定子113a、端板112和壳体111，延伸至随动阀组件114。在图6中，虚线L₂用于示意性地指示控制阀负荷传感流道11b的延伸路径。端板负荷传感流道12b与控制阀负荷传感流道11b连通，从而将控制阀负荷传感流道11b与控制腔131a连通。

从供给口10a流入的流体介质流经供给槽121a、优先槽121c和芯部流道，并流向位于优先阀阀芯131的两端侧的控制腔131a和封闭腔131b。由于芯部流道在优先槽121c和控制腔131a之间设有控制节流口131e，流体介质在流经控制节流口131e时会出现较为明显的压力降低，这使得控制腔131a和封闭腔131b之间存在压差。在该压差和弹簧132的共同作用下，优先阀阀芯131处于动态平衡的状态，二者共同决定优先阀阀芯131的位置。

当驾驶人员未操作转向输入装置(例如，方向盘)时，随动阀组件114处于中位。此时，控制阀控制流道11a与任一转向口均未连通，控制阀负荷传感流道11b与回流口10e连通，这导致控制腔131a和封闭腔131b之间的压差相对较大，从而优先阀阀芯131压缩弹簧132，使得优先阀阀芯131位于更靠近控制腔131a一侧的位置(即，优先阀阀芯131更靠近图3中的左侧)。此时，优先槽121c与供给槽121a间的过流面积较小，工作槽121b与供给槽121a间的过流面积较大，来自供给口10a的流体主要通过工作口10b流入作业回路。

当驾驶人员操作转向输入装置时，随动阀组件114切换至左位或右位。此时，控制阀控制流道11a与一个转向口连通，控制阀负荷传感流道11b经由随动阀组件114与控制阀控制流道11a连通，这导致控制腔131a和封闭腔131b之间的压差下降，从而优先阀阀芯131在弹簧132作用下向封闭腔131b一侧滑动(即，向图3中的右侧滑动)。随着优先阀阀芯131向封闭腔131b一侧滑动，优先槽121c与供给槽121a间的过流面积增大，工作槽121b与供给槽121a间的过流面积减小，来自供给口10a的流体介质被更多地经由控制阀控制流道11a供给至随动阀组件114，最终流向转向执行器。

这样，优先阀131能够在驾驶人员操作转向输入装置时，将来自供给口10a的加压流体优先地经控制阀11分配至转向执行器，以确保转向操作的顺利执行。此外，由于优先阀131集成在端板中，连接在其与随动阀组件114之间的负荷传感流道(即端板负荷传感流道12b和控制阀负荷传感流道11b)相较于外部液压管线更短，因此优先阀131的动作更为灵敏。

再次参见图3，芯部流道在优先槽121c和封闭腔131b之间设有阻尼节流口131f。在一个示例中，阻尼节流口131f位于轴向通孔131c中，并位于径向通孔131d和封闭腔131b之间。由于在优先槽121c和封闭腔131b之间设有阻尼节流口131f，封闭腔131b中的流体介质无法通过芯部流道快速地流入、流出，从而能够避免优先阀阀芯131过快地滑动。也就是说，阻尼节流口131f限制了流体介质流入、流出封闭腔131b的速度，从而限制了优先阀阀芯131的滑动速度，使得优先阀阀芯131具有一个合适的滑动速度。若优先阀阀芯131滑动过快，则会导致诸多问题。例如，优先阀阀芯131滑动过快会导致系统压力的骤升、骤降，进而会导致系统抖动。又如，滑动过快的优先阀阀芯131会相对剧烈地撞击其它构件，从而会导致噪声并造成损坏。

图7是控制阀11的另一个示意性局部剖视图。参见图6和图7，控制阀11内还可以设有安全流道11c，安全流道11c与控制阀负荷传感流道11b连通。安全流道11c中设有安全阀117。安全阀117用于在控制阀负荷传感流道11b中的压力达到预设阈值时，将安全流道11c导通，从而将控制阀负荷传感流道11b与回流口10e连通。在一个示例中，参见图7，安全阀117可以包括安全阀封堵117a、安全阀座117b和安全阀弹簧117c。安全阀弹簧117c将安全阀封堵117a压靠在安全阀座117b上。当控制阀负荷传感流道11b中的压力达到预设阈值时，在流体压力的作用下，安全阀封堵117a克服安全阀弹簧117c的作用力而离开安全阀座117b，从而将安全流道11c导通。

当控制阀负荷传感流道11b中的流体介质的压力达到预设阈值时，安全流道11c被导通，控制阀负荷传感流道11b中的流体介质得以经由安全流道11c快速地从回流口10e排出，从而使得与控制阀负荷传感流道11b连通的优先阀阀芯131的一端侧的控制腔131a中的流体介质的压力快速下降。在这一过程中，优先阀131的另一端侧的封闭腔131b中的流体介质的压力还未明显下降，因此封闭腔131b中的流体介质的压力大于控制腔131a中的流体介质之间的压差增大。在控制腔131a和封闭腔131b之间的压差的作用下，优先阀阀芯131克服弹簧132的作用力，向控制腔131a所在侧滑动。随着优先阀阀芯131朝向控制腔131a所在侧滑动，供给槽121a与优先槽121c之间的过流面积减小，并且供给槽121a与工作槽121b之间的流面积增大，这使得经由控制阀11流入转向执行器的流量减小，进而导致转向沉重。驾驶人员在感受到转向沉重后，会减缓或停止转向，从而便能够保证转向系统的安全，避免转向系统因压力过大而损坏。

本公开的其它实施例还提供一种转向系统。本公开提供的转向系统可以为负荷传感液压转向系统。本公开提供的转向系统包括本公开上述实施例提供的转向器。

本公开的其它实施例还提供一种作业机械。本公开提供的作业机械包括本公开上述实施例提供的转向系统。示例性地，本公开提供的作业机械可以，但不限于为，高空作业车、叉车、起重机、挖掘机、装载机或重型运输车等。

应当理解，本公开使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”，术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。

需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征(要素)，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

应当理解，多个构件和/或部分能够由单个集成构件或部分来提供。另选地，单个集成构件或部分可以被分成分离的多个构件和/或部分。用来描述构件或部分的公开“一”或“一个”并不说为了排除其它的构件或部分。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种转向器，其特征在于，包括控制阀和端板，所述端板封闭所述控制阀的开口侧，其中

所述端板上设置有适于连接作业回路的工作口、适于连接加压流体源的供给口、适于连接转向执行器的一对转向口以及适于连接流体容器的回流口，且所述端板内设置有优先阀，所述优先阀用于将来自所述供给口的流体优先地分配至所述控制阀，并将剩余流量经所述工作口分配至所述作业回路；

所述控制阀用于选择性地将所述优先阀优先分配的流体供给至所述一对转向口中的一者。

2.根据权利要求1所述的转向器，其特征在于，所述控制阀包括：

壳体，在所述壳体内设置有阀套和可转动地置于所述阀套内的阀芯，所述阀芯的一端适于从所述壳体伸出并与转向输入装置联接；

隔盘；

计量器，包括定子和转子；以及

联动轴，所述联动轴联接所述阀套和所述转子，其中

所述壳体、隔盘、计量器和所述端板依次设置并固定在一起，所述定子和所述转子之间形成的容腔由所述端板封闭。

3.根据权利要求1或2所述的转向器，其特征在于，所述端板的面对所述控制阀的一侧设置有端板控制流道，由所述优先阀优先分配的流体经由所述端板控制流道进入所述控制阀内的控制阀控制流道。

4.根据权利要求3所述的转向器，其特征在于，所述端板设有阀孔，所述阀孔内设有可滑动的优先阀阀芯，所述阀孔的内壁设有工作槽、优先槽和位于二者间的供给槽，所述工作槽和所述供给槽分别与所述工作口和所述供给口连通，所述优先槽与所述端板控制流道连通，其中所述优先阀阀芯通过在所述阀孔中滑动而调节所述工作槽和所述优先槽中的每一者与所述供给槽间的过流面积。

5.根据权利要求4所述的转向器，其特征在于，在所述优先阀阀芯的两端分别设有控制腔和封闭腔，所述优先阀阀芯内设置有芯部流道，所述芯部流道将所述优先槽与所述控制腔和所述封闭腔连通，所述端板内设置有端板负荷传感流道，所述端板负荷传感流道将所述控制腔与所述控制阀内的控制阀负荷传感流道连通。

6.根据权利要求5所述的转向器，其特征在于，所述芯部流道在所述优先槽和所述控制腔之间设有控制节流口，所述控制腔内还具有向所述优先阀阀芯施加推力的弹簧，其中随着所述优先阀阀芯朝着所述封闭腔滑动，所述优先槽与所述供给槽间的过流面积增大且所述工作槽与所述供给槽间的过流面积减小。

7.根据权利要求6所述的转向器，其特征在于，所述芯部流道在所述优先槽和所述封闭腔之间设有阻尼节流口。

8.根据权利要求5所述的转向器，其特征在于，所述控制阀还具有与所述控制阀负荷传感流道连通的安全流道，所述安全流道中设有安全阀，所述安全阀用于在所述控制阀负荷传感流道中的压力达到预设阈值时将所述安全流道导通，从而将所述控制阀负荷传感流道与所述回流口连通。

9.一种转向系统，其特征在于，包括如权利要求1至8中任一项所述的转向器。

10.一种作业机械，其特征在于，包括如权利要求9所述的转向系统。

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