CN105626615A - 转向反馈型流量放大阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液压技术，尤其涉及一种转向反馈型流量放大阀，其包括有阀体，阀体内设有换向阀、三通流量补偿阀，阀体设置进油口P、回油口T、工作口A、工作口B、先导级控制口a、先导级控制口b、油口PF，所述换向阀阀芯内设有采集工作腔A和工作腔B油压的负载敏感LS通道；阀体设有负载反馈腔，负载反馈腔通过负载反馈孔与三通流量补偿阀弹簧腔连通。本发明通过设置在换向阀阀芯内部的负载敏感LS通道建立三通流量补偿阀弹簧腔与工作腔A/B的联系，根据换向阀阀芯节流槽的开度，输出与转向程度对应的流量，实现精准转向。负载敏感LS通道设置在换向阀阀芯内部，大大简化了阀体结构，结构紧凑可靠。

Description

转向反馈型流量放大阀

技术领域

本发明涉及液压技术领域，尤其涉及一种应用于工程机械液压转向***的转向反馈型流量放大阀。

背景技术

转向液压***是轮式装载机中最为重要的***之一，它直接影响整机的安全性、作业效率、能源消耗及操作舒适性。流量放大阀广泛应用于大中型工程机械尤其是装载机转向液压***中，它的作用是把转向器输出的先导控制流量按照一定的放大倍数进行流量及液压功率放大，控制转向液压执行元件的运动，具有能合理利用***功率的优点，并且操纵平稳轻便、结构紧凑，在装载机上的应用越来越广泛，已成为当前转向***发展的主流方向。但是目前装载机转向***存在着下述弊端：1、在非转向工况下，只要转向油缸中有油压存在，装载机液压***就会在相应的高压溢流，导致***能耗大、温升高、转向泵寿命低等缺点，从而降低***工作效率，导致液压***发热及掘起力、牵引力不稳定的问题产生；2、起动时刻振动、爬行振动、停止时刻振动等问题，导致装载机操作舒适性较差，同时转向***还存在高低转速不一致的问题；3、先导控制部分转向器中位采用的是O型转阀机能原理，即转向器处于中位不工作时，放大阀芯两端的先导油腔是封闭的，因此放大阀芯回位时可能造成困油憋压现象，影响转向控制的精确性，严重时会出现装载机出现自转向现象，造成安全隐患；4、由于放大阀芯两端的先导控制部分面积变化梯度为非线性，使得输出至转向油缸的流量变化亦为非线性，导致装载机在高速行走时出现转向“发飘”等安全隐患。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种结构紧凑、转向可靠平稳的转向反馈型流量放大阀。

为达上述目的，本发明采取的方案为：一种转向反馈型流量放大阀，包括有阀体，阀体内设有换向阀、三通流量补偿阀，阀体设置进油口P、回油口T、工作口A、工作口B、先导级控制口a、先导级控制口b、油口PF，进油口P通过三通流量补偿阀连通换向阀的进油腔，回油口T连通换向阀的回油腔，工作口A和工作口B分别连通换向阀的工作腔A和工作腔B，先导级控制口a和先导级控制口b分别连通换向阀的先导级左控制端和先导级右控制端；所述换向阀阀芯内设有采集工作腔A和工作腔B油压的负载敏感LS通道；阀体设有负载反馈腔，负载反馈腔通过负载反馈孔与三通流量补偿阀弹簧腔连通；不转向时，换向阀处于中位，负载敏感LS通道、负载反馈腔均与回油口T连通，进油口P与油口PF导通；转向时，先导级控制口a/b推动换向阀处于左/右位，工作腔A/B通过负载敏感LS通道、负载反馈腔、负载反馈孔与三通流量补偿阀弹簧腔连通，进油口P与B/A工作口导通。

所述负载敏感LS通道包括LS轴向通孔、LS径向通孔、A腔油压反馈孔和B腔油压反馈孔；LS轴向通孔轴向贯穿换向阀阀芯，LS径向通孔连通负载反馈腔与LS轴向通孔，A腔油压反馈孔和B腔油压反馈孔径向贯穿换向阀阀芯与LS轴向通孔连通，换向阀处于中位时，工作腔A、工作腔B分别与A腔油压反馈孔、B腔油压反馈孔分隔；换向阀处于左/右位时，工作腔A/B依次通过A/B腔油压反馈孔、LS轴向通孔、LS径向通孔与负载反馈腔连通。

所述换向阀阀芯上设有左进油节流槽和右进油节流槽，进油口P依次通过三通流量补偿阀芯、换向阀的进油腔、左/右进油节流槽与工作腔A/B连通。

所述先导级控制口a和先导级控制口b通过端盖上的平衡孔连通。

所述换向阀阀芯设有卸荷环槽，负载反馈腔设有第一卸荷边、第二卸边，换向阀处于中位时，换向阀芯卸荷环槽与第一卸荷边、第二卸荷边有正开口量。

所述换向阀阀芯设有K型先导控制节流槽，阀体内设有先导控制回油腔，阀芯左/右移动后先导控制节流槽与先导控制回油腔连通。

所述工作口A和工作口B分别与回油口T之间连接有过载补油阀。

所述三通流量补偿阀的弹簧腔与回油口T之间连接有溢流阀。

本发明的有益效果：

（1）通过设置在换向阀阀芯内部的负载敏感LS通道建立三通流量补偿阀弹簧腔与工作腔A/B的联系，当转向器转动时，换向阀阀芯往左/右换向，先导级控制口的负载压力通过负载敏感LS通道传递到三通流量补偿阀弹簧腔，补偿阀使换向阀阀芯节流槽前后压差恒定，根据换向阀阀芯节流槽的开度，输出与转向程度对应的流量，实现精准转向。

（2）负载敏感LS通道设置在换向阀阀芯内部，无需在阀体内部建立反馈流道，而且A腔油压反馈孔和B腔油压反馈孔也设置在换向阀阀芯上，使得换向阀阀体的腔数减少，大大简化了阀体结构，结构紧凑可靠。

（3）转向器不转向时，换向阀处于中位，负载敏感LS通道与回油腔T联通，通道压力接近零，反馈到三通流量补偿阀芯弹簧腔，进油口P以较低的压力（约0.3MPa）卸荷到油口PF，无中位损失。

（4）先导级左/右控制端通过平衡孔连通，解决非转向行走时自转问题，消除安全隐患。

（5）控制节流槽为K形槽，面积梯度呈线性变化，配合左/右进油节流槽按照设定放大比例进行流量放大，换向压力从低压逐渐升高至工作负载压力，避免出现因流量阶跃导致转向发飘现象，操作平稳缓和，用户体验高。

附图说明

图1为常规流量放大阀结构剖视图；

图2为图1B向图；

图3为常规流量放大阀液压原理图；

图4为本发明实施例结构图；

图5为本发明实施例转向不工作时示意图；

图6为本发明实施例转向工作时示意图；

图7为本发明实施例液压原理图。

图中标记说明：

Ⅰ—换向阀、Ⅱ—三通流量补偿阀

1—阀体、2—LS轴向通孔、3—前端盖、4—先导级左控制端、5—先导控制节流槽、6—先导控制左回油腔、7—左回油腔、8—回油节流槽、9—工作腔A、10—A腔油压反馈孔、11—左进油节流槽、12—进油腔、13—右进油节流槽、14—B腔油压反馈孔、15—工作腔B、16—右回油腔、17—第一卸荷边、18—卸荷环槽左台肩、19—第二卸荷边、20—卸荷环槽右台肩、21—LS径向通孔、22—后端盖、23—先导级右控制端、24—先导控制右回油腔、25—弹簧腔、26—负载反馈孔、27—负载反馈腔、28—补偿弹簧、29—三通流量补偿阀芯、30—平衡孔、31—换向阀阀芯、32—梭阀。

具体实施方式

为更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步的说明。

如图4至图7所示，按本发明实施的转向反馈型流量放大阀，其阀体内集成设有换向阀Ⅰ、三通流量补偿阀Ⅱ，设置有进油口P、回油口T、工作口A、工作口B、先导级控制口a、先导级控制口b、油口PF。进油口P通过进油腔12连通换向阀Ⅰ的进油腔。回油口T连通换向阀Ⅰ的左回油腔7和右回油腔16，工作口A和工作口B分别连通换向阀Ⅰ的工作腔A和工作腔B15。所述工作口A和工作口B分别与回油口T之间连接有溢流阀和单向阀并联组成的补油阀，单向阀的进油口与回油口T连接。所述三通流量补偿阀的控制端与回油口T之间连接有溢流阀。

先导级控制口a、先导级控制口b分别连接换向阀Ⅰ的先导级左控制端4和先导级右控制端23，换向阀阀芯31端部靠近先导级左控制端4设有先导控制节流槽5，阀体1内设有先导控制左回油腔6和先导控制左回油腔24，换向阀阀芯31向左移动后，先导控制节流槽5与先导控制回油腔6连通。由于先导控制节流槽5面积梯度呈线性变化，换向压力从低压逐渐升高至工作负载压力，避免出现因流量阶跃导致转向发飘现象。先导级左控制端4和先导级右控制端23通过平衡孔30连通，解决停车自传问题，消除安全隐患。

所述换向阀阀芯31内设有采集工作腔A和工作腔B油压的负载敏感LS通道，负载敏感LS通道包括LS轴向通孔2、LS径向通孔21、A腔油压反馈孔10和B腔油压反馈孔14。LS轴向通孔2轴向贯穿换向阀阀芯31，LS径向通孔21连通负载反馈腔27与LS轴向通孔2，A腔油压反馈孔10和B腔油压反馈孔14径向贯穿换向阀阀芯31，与LS轴向通孔2连通，用于采集工作腔A9和工作腔B15的压力。负载敏感LS通道设置在换向阀阀芯31内部，无需在阀体内部建立反馈油道，而且左进油节流槽11和右进油节流槽13也设置在换向阀阀芯31上，使得换向阀阀体的内部腔数减少，简化了阀体结构，整阀结构紧凑可靠。

换向阀阀体设有负载反馈腔27，换向阀阀芯31轴向贯穿负载反馈腔27，负载反馈腔27右侧封闭，左侧开口，开口与设置在阀芯上的卸荷环槽配合。卸荷环槽由卸荷环槽左台肩18和卸荷环槽右台肩20组成，卸荷边口径比卸荷环槽台肩大0.01mm左右。换向阀阀芯31处于中位，卸荷环槽与卸荷边分离，右回油腔16与负载反馈腔27连通，压力接近零。换向阀阀芯31处于右/左位时，卸荷环槽与卸荷边配合，工作腔A9/工作腔B依次通过A腔油压反馈孔10/B腔油压反馈孔14、LS轴向通孔2、LS径向通孔21与负载反馈腔27连通。负载反馈腔27通过负载反馈孔26与弹簧腔25连通。

所述换向阀阀芯31上还设有左进油节流槽11和右进油节流槽13，进油口P依次通过进油腔12、左进油节流槽11/右进油节流槽13与工作腔A9/工作腔B15连通。换向阀阀芯31往左/右移动，先导级控制口的负载压力通过负载敏感LS通道传递到弹簧腔25，根据负载压力控制左进油节流槽11/右进油节流槽13的开度，输出与转向程度对应的流量，实现精准转向。

本发明的动作过程为：不转向时，换向阀阀芯31处于中位，负载敏感LS通道与回油腔T沟通，通道压力接近零，反馈到弹簧腔25，进油口P以很低的压力（约0.3MPa）卸荷到油口PF，无中位损失。而传统流量放大阀中位压力为当时转向油缸中所憋的高压。

右转向时，先导油液从经前端盖3流入先导级左控制端4，推动换向阀阀芯31往右移动，从而使得先导控制节流槽5与先导控制左回油腔6相通流回油箱。而换向阀阀芯31往右进一步移动，第一卸荷边17与卸荷环槽左台肩18配合关闭通道。B腔油压反馈孔14与工作腔B15相通，将油压经LS轴向通孔2、LS径向通孔21引到负载反馈腔27，再通过负载反馈孔26引到弹簧腔25内。推动三通流量补偿阀芯29往左移动，关小三通流量补偿阀芯29的节流槽，使P口压力逐渐升高到比转向工作腔B15高一定压力（约0.3MPa）。当换向阀阀芯31进一步往右移动，右进油节流槽13与工作腔B15相通，油液经右进油节流槽13流入转向油缸，实现工作主机的液压转向动作。换向阀阀芯31进一步往右移动，直到换向位移与转动方向盘的速度相对应时，保持在该位置，正常工作。转向时，进油腔P压力是从待机低压（0.3MPa）逐渐升高到比转向负载压力高0.3MPa左右，因而转向开始接通时，右进油节流槽13前后压力差约0.3MPa左右，不会出现原常规流量放大阀初始换向时较大的压差，出现转向流量突然发飘的现象。向左转动与向右转动动作过程原理相同，不再赘述。

Claims (8)

1.一种转向反馈型流量放大阀，包括有阀体，阀体内设有换向阀、三通流量补偿阀，阀体设置进油口P、回油口T、工作口A、工作口B、先导级控制口a、先导级控制口b、油口PF，进油口P通过三通流量补偿阀连通换向阀的进油腔，回油口T连通换向阀的回油腔，工作口A和工作口B分别连通换向阀的工作腔A和工作腔B，先导级控制口a和先导级控制口b分别连通换向阀的先导级左控制端和先导级右控制端；其特征在于：所述换向阀阀芯内设有采集工作腔A和工作腔B油压的负载敏感LS通道；阀体设有负载反馈腔，负载反馈腔通过负载反馈孔与三通流量补偿阀弹簧腔连通；不转向时，换向阀处于中位，负载敏感LS通道、负载反馈腔均与回油口T连通，进油口P与油口PF导通；转向时，先导级控制口a/b推动换向阀处于左/右位，工作腔A/B通过负载敏感LS通道、负载反馈腔、负载反馈孔与三通流量补偿阀弹簧腔连通，进油口P与工作口B/A导通。

2.根据权利要求1所述的转向反馈型流量放大阀，其特征在于：所述负载敏感LS通道包括LS轴向通孔、LS径向通孔、A腔油压反馈孔和B腔油压反馈孔；LS轴向通孔轴向贯穿换向阀阀芯，LS径向通孔连通负载反馈腔与LS轴向通孔，A腔油压反馈孔和B腔油压反馈孔径向贯穿换向阀阀芯与LS轴向通孔连通，换向阀处于中位时，工作腔A、工作腔B分别与A腔油压反馈孔、B腔油压反馈孔分隔；换向阀处于左/右位时，工作腔A/B依次通过A/B腔油压反馈孔、LS轴向通孔、LS径向通孔与负载反馈腔连通。

3.根据权利要求1或2所述的转向反馈型流量放大阀，其特征在于：所述换向阀阀芯上设有左进油节流槽和右进油节流槽，进油口P依次通过三通流量补偿阀芯、换向阀的进油腔、左/右进油节流槽与工作腔A/B连通。

4.根据权利要求1所述的转向反馈型流量放大阀，其特征在于：所述先导级控制口a和先导级控制口b通过端盖上的平衡孔连通。

5.根据权利要求1所述的转向反馈型流量放大阀，其特征在于：所述换向阀阀芯设有卸荷环槽，负载反馈腔设有第一卸荷边、第二卸边，换向阀处于中位时，换向阀芯卸荷环槽与第一卸荷边、第二卸荷边有正开口量。

6.根据权利要求1所述的转向反馈型流量放大阀，其特征在于：所述换向阀阀芯设有K型先导控制节流槽，阀体内设有先导控制回油腔，阀芯左/右移动后先导控制节流槽与先导控制回油腔连通。

7.根据权利要求1所述的转向反馈型流量放大阀，其特征在于：所述工作口A和工作口B分别与回油口T之间连接有过载补油阀。

8.根据权利要求1所述的转向反馈型流量放大阀，其特征在于：所述三通流量补偿阀的弹簧腔与回油口T之间连接有溢流阀。