裝載機三泵節能系統優先轉向控制閥的製作方法

2023-04-24 04:14:16 2

專利名稱：裝載機三泵節能系統優先轉向控制閥的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及工程機械液壓元件技術領域，具體涉及一種裝載機三泵節能系統優先轉向控制閥。
背景技術：
目前廣泛使用的裝載機液壓系統一般包括主工作裝置液壓系統和轉向液壓系統，有的還有制動系統和風驅散熱系統。工作裝置一般包括鏟鬥、動臂、輔助機構，其液壓系統工作油泵、多路換向閥、液壓油缸，管路及其他輔件組成。轉向液壓系統主要由轉向泵、轉向流量控制閥、轉向器、液壓管路及輔件組成。轉向液壓系統一般分為全液壓轉向和流量放大轉向系統。流量放大轉向系統，由流量放大閥將轉向器的小流量轉換成大流量的功率油液輸出到轉向油缸完成轉向。而全液壓轉向系統包括定流量全液壓轉向液壓和優先型負載敏感轉向液壓系統。裝載機在作業時，其發動機轉速在750-2200r/min的範圍內，為了保證在怠速時能快速轉向，一般選擇較大排量的轉向泵。但是，當發動機處於高速運轉時，則轉向泵排出的流量就顯得過大，而造成多餘的能量損耗。同樣的道理，為了滿足工作裝置的速度要求，工作液壓泵的排量也選擇比較大。為了解決上述裝載機液壓系統的功率損失問題，現市場上大部分裝載機液壓系統採用轉向系統與工作系統合流的方式，如圖4所示，轉向泵油液優先供往轉向，多餘流量通往工作系統合流，提高工作裝置的作業效率。而當工作系統處於大負載工作時，從轉向來的油液由優先卸荷閥43低壓卸荷，以保護髮動機不超負荷。這種使用優先卸荷的液壓系統，雖然通過合流提高了系統的效率，但是為了滿足怠速工況要求，轉向泵和工作泵的排量仍然需要選擇得較大，當發動機高轉速時仍然存在較大功率損失。

實用新型內容本實用新型的目的在於針對現有技術的裝載機液壓系統中存在的上述技術問題，本實用新型提供了一種用於裝載機三泵節能系統的優選轉向控制閥，包括:閥體，流量閥芯，所述流量閥芯設置在所述閥體(的主閥孔內，所述流量閥芯上設置有多個節流槽，所述節流槽與所述主閥孔上的多個沉割槽配合組成多個不同檔位部。進一步的，所述流量閥芯左右兩端分別設置動態阻尼。進一步的，所述閥體左端對應主閥孔的位置設置L s溢流閥。進一步的，所述L s溢流閥和流量閥芯之間設置壓力彈簧。進一步的，所述節流槽與沉割槽的個數是四個，所述四個節流槽與沉割槽組成四個檔位部，每個檔位部的開口長度從右至左依次減小。進一步的，所述閥體上還設置有卸荷閥。進一步的，所述卸荷閥和所述流量閥芯左端的LS腔之間設有溢流閥和單向閥。[0014]進一步的，所述溢流閥內設有卸荷閥芯，所述卸荷閥芯的左端通過小孔與所述溢流閥的閥腔相通。進一步的,所述卸荷閥芯的右端設有復位彈黃。進一步的，所述閥體上設有合流單向閥，所述合流單向閥與轉向口 CF相通。本實用新型的裝載機三泵節能系統優先轉向控制閥，使用該控制閥的裝載機液壓系統由三個泵供油:工作泵、轉向泵Pc和轉換泵Pk。轉換泵根據工況的不同，可以優先往轉向泵合流，額外流量合流到工作系統。在滿足轉向和工作裝置系統要求的同時，可以使轉向液壓系統和工作液壓系統能選擇比前述液壓系統使用的泵排量小的液壓泵，從而儘可能地減少發動機高速運轉時的能量損失。

圖1為本實用新型的裝載機三泵節能系統優先轉向控制閥的液壓原理示意圖；圖2為本實用新型的裝載機三泵節能系統優先轉向控制閥的剖視圖；圖3為本實用新型裝載機三泵節能系統優先轉向控制閥設置在裝載機上的系統圖；圖4為現有技術中使用優先卸荷閥的裝載機液壓系統圖。圖3中附圖標記的含義:34、多路換向閥；35、動臂油缸；36、鏟鬥油缸；37、轉向油缸；38、負載敏感轉向器；39、用於裝載機三泵節能系統優選轉向控制閥；40、轉向泵Pc ;41、轉向泵Pk ;42、工作泵。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明。如圖1所示，本實用新型的用於裝載機三泵節能系統優選轉向控制閥包括流量閥芯9及設置其上動態阻尼11、22，合流單向閥33，壓力彈簧21，單向閥26，溢流閥24，L s溢流閥23。如圖2所示，本實用新型的用於裝載機三泵節能系統優選轉向控制閥包括閥體10，流量閥芯9及其上動態阻尼11、22，壓力彈簧21，L s溢流閥23，單向閥26，溢流閥24，卸荷閥芯27及其上小孔28，復位彈簧29，合流單向閥33。流量閥芯9安裝在主閥孔內，流量閥芯9上設置有多處節流槽，與閥體主孔上的沉割槽組成檔位。節流槽13與閥體主孔上14邊組成一個檔位(開口長度kl)，初始位置時為正開口，節流槽15與邊16組成一個檔位(開口長度k2)，初始位置時為負遮蓋k2為負值。節流槽17與邊18組成一個檔位(開口長度k3)，初始位置時為正開口，節流槽19與邊20組成一個檔位(開口長度k4)，初始位置時為負遮蓋k4為負值。其中各開口長度絕對值I k4 I〈 I k3 I〈 I k2 I〈 I kl I。CF 口壓力通過流量閥芯9上小孔12和動態阻尼11傳遞到流量閥芯9右端，通過動態阻尼22與流量閥芯左端9相通。而從轉向器來的負載壓力通過L s 口傳遞到流量閥芯左端。流量閥芯左端安裝有壓力彈簧21。當作用在流量閥芯9左端液壓力和彈簧力之和小於右端液壓力時，流量閥芯左移:節流槽17與邊18開口逐漸減少進油腔P k通往CF 口的流量逐漸減少，而節流槽19與邊20開口逐漸打開並增大，進油腔P k通往E F 口流量逐漸增大。因I k4 I < I k3 I < I k2 I < I kl I，當閥芯左移直到K3=0時，進油腔P k的油液完全通往EF 口。當流量閥芯繼續左移，因I k2 I〈 I kl I，節流槽15與邊16開口逐漸打開，使P c油液流回油箱，隨著流量閥芯進一步左移，節流槽13與14邊開口逐漸減少，槽15與邊16開口逐漸增大，直至大部Kl接近於O時，油液大部分流回油箱，而只有小部分進入CF口，通過小孔12和動態阻尼22進入L S通道。此時轉向泵卸荷。流量閥芯9左端L s 口與轉向器轉向負載相通，將負載壓力傳遞到L s腔，當轉向負載壓力超過L s溢流閥23設定壓力時，L s溢流閥打開，L s腔壓力等於L s溢流閥設定壓力。當負載壓力再升高時，C F腔壓力升高使流量閥芯左移，打開節流槽15與邊16開口使Pc 口油液流回油箱，同時通往CF 口開口減少，通往C F 口油液減少。負載壓力如果再升高，此時通過C F 口通往轉向器的油液流量將為0，除部分油液通過孔12和阻尼22進入L s腔外，P c泵其餘油液全部流回油箱。C F 口壓力將維持在Ls溢流閥高Λ P (Λ P =f/s, f為彈簧力，s為閥芯作用面積)從而保護轉向系統。當E F腔工作機構壓力超過溢流閥24設定壓力時，溢流閥24打開，部分油液通過孔25到達卸荷閥芯27左端，再經小孔28流回油道。油液通過小孔28將形成壓差，當E F口壓力升高時，溢流閥24回油量增大，從而使通過小孔28油液增多，使卸荷閥芯29左端形成的壓力也升高，直至克服彈簧29的力，推動卸荷閥芯27右移，打開節流槽。使油液直接流回油箱。當E F 口壓力繼續升高，卸荷閥芯將推動到右端極限位置。閥芯完全打開，油液將幾乎以O壓力流回油箱卸荷。本實用新型的三泵系統轉向控制閥工作控制過程如下:轉向器不工作時:L s與回油相通壓力為0.此時P c泵的油壓作用在流量閥芯右端使其迅速左移，關閉槽18與邊17節流槽，P k泵的油液完全往30腔工作裝置系統供油。閥芯繼續往左移動，打開槽15與邊16開口使Pc 口油液流回油箱，直到C F 口壓力作用在流量閥芯右端的力與壓力彈簧力相平衡，此時C F 口壓力
Pci = f/s。轉向泵以該低壓力卸荷回油箱。發動機高速工作時:發動機處於較高轉速時，若轉向器快速轉向時，所需轉向流量較大，但小於Pk泵和Pc泵額定流量之和。此時P c泵流量完全供給到C F 口。此外P k泵一部分流量通過槽18與邊17開口合流到C F轉向口，而另一部分通過槽20與邊19的開口供往工作裝置
液壓系統。C F 口壓力Pcy = Ls+f/s.當CF轉向壓力比E F工作系統壓力高時，P k泵
壓力等於CF 口壓力，槽20與邊19節流槽處於小開口節流狀態，將P k高壓力(C F壓力)節流降壓到E F壓力。而當CF轉向壓力比E F工作系統壓力低時，P k泵壓力等於E F 口壓力，槽18與邊17節流槽處於小開口節流狀態，將P k高壓力(E F壓力)節流降壓到C F壓力。其他工況如前所述。當轉向器轉速加快，所需轉向流量增大時。負載敏感轉向器前後壓差(即C F 口與L S 口壓差)會降低，從而作用在流量閥芯左端力大於右端，閥芯右移，減少槽20與邊19節流槽開口面積，增大槽18與邊17節流槽開口。使通往E F的流量減少，通往C F的流量增多，直至C F 口流量滿足轉向器所需，此時達到平衡。C F 口與LS口壓差等於壓力彈簧力換算的壓力。反之當轉向器轉速減慢，所需轉向流量減少時，閥芯則左移減少槽18與邊17節流槽開口，使通往C F的流量減少。直至P k泵通往C F 口流量為0，節流槽完全關閉。當轉向器轉速再降低，此時轉向器所需流量低於Pc泵提供流量，閥芯繼續往左移動，打開槽15與邊16開口使Pc 口油液流回油箱，同時減少槽14與邊13開口使通往C F轉向口流量減少，直到C F 口壓力作用在流量閥芯右端的力與壓力彈簧力相平衡，此時C F 口壓力=Ls+f / s。當轉向器轉速降低,直至停止轉向，Pc油液完全卸荷回油箱。發動機低速工作時:當發動機處於低速工作時。若轉向器轉速對應的所需流量大於該轉速下P c泵提供的最大流量時，負載敏感轉向器前後壓差(即C F 口與L S 口壓差)將低於壓力彈簧設定值，流量閥芯將往右移動，打開槽18與邊17節流槽開口使Pk 口部分流量合流到C F 口。直至通過C F 口到轉向器的流量為轉向器所需，流量閥芯達到新的平衡。當轉向器轉速加快，則流量閥芯往右移的行程越大，P k通往CF流量增加。當轉向器轉速進一步增加，直到Pk泵全部流量都合流往C F轉向口。此時流量閥芯將右移到極限位置。或轉向器轉速再增加，通往轉向流量不再增加，等於Pk與Pc泵流量之和。此時，P k，Pc泵壓力都等於C F 口壓力=Ls+f / s ο當轉向器轉速較慢時，則與上面所述發動機高轉速，轉向器低轉速時情況相同。發動機中等轉速時:發動機中等轉速工作時，可以由上面分析類推。當轉向器轉速對應的所需流量高於P C泵提供流量且小於Pk泵和Pc泵流量之和時，P k泵一部分油液往C F 口合流，一部分油液供往工作液壓系統。而P c泵全部油液供往CF ;當轉向器轉速對應的所需流量高於P c泵和P k泵提供流量之和時，流量閥芯處於最右端工作位置。P c泵和Pk泵油液完全供往CF 口。本實用新型與原有裝載機轉向液壓系統相比，有如下優點:使用該控制閥的裝載機液壓系統由三個泵供油:工作泵、轉向泵Pc和轉換泵Pk。轉換泵根據工況的不同，可以優先往轉向泵合流，額外流量合流到工作系統。在滿足轉向和工作裝置系統速度要求的同時，可以使轉向液壓系統和工作液壓系統選擇的液壓泵排量比傳統液壓系統泵排量減小。從而儘可能地減少發動機高速運轉時的能量損失，提高能量利用效率。同時該實用新型集成卸荷閥和系統安全閥的功能，能使液壓系統更加緊湊，管路連接更加簡潔，降低液壓系統成本。
權利要求1.一種用於裝載機三泵節能系統的優選轉向控制閥，包括:閥體(10)，流量閥芯(9)，所述流量閥芯(9)設置在所述閥體(10)的主閥孔內，其特徵在於:所述流量閥芯(9)上設置有多個節流槽，所述節流槽與所述主閥孔上的多個沉割槽配合組成多個不同檔位部。
2.如權利要求1的用於裝載機三泵節能系統的優選轉向控制閥，其特徵在於:所述流量閥芯(9 )左右兩端分別設置動態阻尼(11、22 )。
3.如權利要求1或2所述的用於裝載機三泵節能系統的優選轉向控制閥，其特徵在於:所述閥體(10)左端對應主閥孔的位置設置L S溢流閥(23)。
4.如權利要求3所述的用於裝載機三泵節能系統的優選轉向控制閥，其特徵在於:所述L s溢流閥(23 )和流量閥芯(9 )之間設置壓力彈簧(21)。
5.如權利要求1所述的用於裝載機三泵節能系統的優選轉向控制閥，其特徵在於:所述節流槽與沉割槽的個數是四個，所述四個節流槽與沉割槽組成四個檔位部，每個檔位部的開口長度從右至左依次減小。
6.如權利要求1所述的用於裝載機三泵節能系統的優選轉向控制閥，其特徵在於:所述閥體(10)上還設置有卸荷閥。
7.如權利要求6所述的用於裝載機三泵節能系統的優選轉向控制閥，其特徵在於:所述卸荷閥和所述流量閥芯(9 )左端的LS腔之間設有溢流閥(24 )和單向閥(26 )。
8.如權利要求7所述的用於裝載機三泵節能系統的優選轉向控制閥，其特徵在於:所述溢流閥(24)內設有卸荷閥芯(27)，所述卸荷閥芯(27)的左端通過小孔(25)與所述溢流閥(24)的閥腔相通。
9.如權利要求8所述的用於裝載機三泵節能系統的優選轉向控制閥，其特徵在於:所述卸荷閥芯(27)的右端設有復位彈黃(29)。
10.如權利要求1所述的用於裝載機三泵節能系統的優選轉向控制閥，其特徵在於:所述閥體(10 )上設有合流單向閥(33 )，所述合流單向閥(33 )與轉向口 CF相通。
專利摘要本實用新型公開了一種用於裝載機三泵節能系統的優選轉向控制閥，包括閥體，流量閥芯，所述流量閥芯設置在所述閥體的主閥孔內，所述流量閥芯上設置有多個節流槽，所述節流槽與所述主閥孔上的多個沉割槽配合組成多個不同檔位部。使用該控制閥的裝載機液壓系統由三個泵供油工作泵、轉向泵Pc和轉換泵Pk。轉換泵根據工況的不同，可以優先往轉向泵合流，額外流量合流到工作系統。在滿足轉向和工作裝置系統要求的同時，可以使轉向液壓系統和工作液壓系統能選擇比前述液壓系統使用的泵排量小的液壓泵，從而儘可能地減少發動機高速運轉時的能量損失。
文檔編號F15B13/02GK202991685SQ201220675628
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月10日 優先權日2012年12月10日
發明者池建偉, 蔡錚, 蔣俊, 潘存乾, 陳學才 申請人:浙江高宇液壓機電有限公司