專利名稱：裝載機三泵節(jié)能系統(tǒng)優(yōu)先轉(zhuǎn)向控制閥的制作方法
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(jié)能系統(tǒng)優(yōu)先轉(zhuǎn)向控制閥。
背景技術：
目前廣泛使用的裝載機液壓系統(tǒng)一般包括主工作裝置液壓系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)，有的還有制動系統(tǒng)和風驅(qū)散熱系統(tǒng)。工作裝置一般包括鏟斗、動臂、輔助機構，其液壓系統(tǒng)工作油泵、多路換向閥、液壓油缸，管路及其他輔件組成。轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)主要由轉(zhuǎn)向泵、轉(zhuǎn)向流量控制閥、轉(zhuǎn)向器、液壓管路及輔件組成。轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)一般分為全液壓轉(zhuǎn)向和流量放大轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。流量放大轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，由流量放大閥將轉(zhuǎn)向器的小流量轉(zhuǎn)換成大流量的功率油液輸出到轉(zhuǎn)向油缸完成轉(zhuǎn)向。而全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括定流量全液壓轉(zhuǎn)向液壓和優(yōu)先型負載敏感轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)。裝載機在作業(yè)時，其發(fā)動機轉(zhuǎn)速在750-2200r/min的范圍內(nèi)，為了保證在怠速時能快速轉(zhuǎn)向，一般選擇較大排量的轉(zhuǎn)向泵。但是，當發(fā)動機處于高速運轉(zhuǎn)時，則轉(zhuǎn)向泵排出的流量就顯得過大，而造成多余的能量損耗。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(tǒng)的功率損失問題，現(xiàn)市場上大部分裝載機液壓系統(tǒng)采用轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與工作系統(tǒng)合流的方式，如圖4所示，轉(zhuǎn)向泵油液優(yōu)先供往轉(zhuǎn)向，多余流量通往工作系統(tǒng)合流，提高工作裝置的作業(yè)效率。而當工作系統(tǒng)處于大負載工作時，從轉(zhuǎn)向來的油液由優(yōu)先卸荷閥43低壓卸荷，以保護發(fā)動機不超負荷。這種使用優(yōu)先卸荷的液壓系統(tǒng)，雖然通過合流提高了系統(tǒng)的效率，但是為了滿足怠速工況要求，轉(zhuǎn)向泵和工作泵的排量仍然需要選擇得較大，當發(fā)動機高轉(zhuǎn)速時仍然存在較大功率損失。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術的裝載機液壓系統(tǒng)中存在的上述技術問題，本實用新型提供了一種用于裝載機三泵節(jié)能系統(tǒng)的優(yōu)選轉(zhuǎn)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(nèi)，所述流量閥芯上設置有多個節(jié)流槽，所述節(jié)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(tài)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(jié)流槽與沉割槽的個數(shù)是四個，所述四個節(jié)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(nèi)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(zhuǎn)向口 CF相通。本實用新型的裝載機三泵節(jié)能系統(tǒng)優(yōu)先轉(zhuǎn)向控制閥，使用該控制閥的裝載機液壓系統(tǒng)由三個泵供油:工作泵、轉(zhuǎn)向泵Pc和轉(zhuǎn)換泵Pk。轉(zhuǎn)換泵根據(jù)工況的不同，可以優(yōu)先往轉(zhuǎn)向泵合流，額外流量合流到工作系統(tǒng)。在滿足轉(zhuǎn)向和工作裝置系統(tǒng)要求的同時，可以使轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)和工作液壓系統(tǒng)能選擇比前述液壓系統(tǒng)使用的泵排量小的液壓泵，從而盡可能地減少發(fā)動機高速運轉(zhuǎn)時的能量損失。

圖1為本實用新型的裝載機三泵節(jié)能系統(tǒng)優(yōu)先轉(zhuǎn)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(jié)能系統(tǒng)優(yōu)先轉(zhuǎn)向控制閥的剖視圖；圖3為本實用新型裝載機三泵節(jié)能系統(tǒng)優(yōu)先轉(zhuǎn)向控制閥設置在裝載機上的系統(tǒng)圖；圖4為現(xiàn)有技術中使用優(yōu)先卸荷閥的裝載機液壓系統(tǒng)圖。圖3中附圖標記的含義:34、多路換向閥；35、動臂油缸；36、鏟斗油缸；37、轉(zhuǎn)向油缸；38、負載敏感轉(zhuǎn)向器；39、用于裝載機三泵節(jié)能系統(tǒng)優(yōu)選轉(zhuǎn)向控制閥；40、轉(zhuǎn)向泵Pc ;41、轉(zhuǎn)向泵Pk ;42、工作泵。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的說明。如圖1所示，本實用新型的用于裝載機三泵節(jié)能系統(tǒng)優(yōu)選轉(zhuǎn)向控制閥包括流量閥芯9及設置其上動態(tài)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，本實用新型的用于裝載機三泵節(jié)能系統(tǒng)優(yōu)選轉(zhuǎn)向控制閥包括閥體10，流量閥芯9及其上動態(tài)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(nèi)，流量閥芯9上設置有多處節(jié)流槽，與閥體主孔上的沉割槽組成檔位。節(jié)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(jié)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(jié)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(jié)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(tài)阻尼11傳遞到流量閥芯9右端，通過動態(tài)阻尼22與流量閥芯左端9相通。而從轉(zhuǎn)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于右端液壓力時，流量閥芯左移:節(jié)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(jié)流槽19與邊20開口逐漸打開并增大，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(xù)左移，因I k2 I〈 I kl I，節(jié)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(jié)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接近于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(tài)阻尼22進入L S通道。此時轉(zhuǎn)向泵卸荷。流量閥芯9左端L s 口與轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向負載相通，將負載壓力傳遞到L s腔，當轉(zhuǎn)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腔壓力等于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(jié)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(zhuǎn)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泵其余油液全部流回油箱。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(zhuǎn)向系統(tǒng)。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(jīng)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(jié)流槽。使油液直接流回油箱。當E F 口壓力繼續(xù)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(tǒng)轉(zhuǎn)向控制閥工作控制過程如下:轉(zhuǎn)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(jié)流槽，P k泵的油液完全往30腔工作裝置系統(tǒng)供油。閥芯繼續(xù)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(zhuǎn)向泵以該低壓力卸荷回油箱。發(fā)動機高速工作時:發(fā)動機處于較高轉(zhuǎn)速時，若轉(zhuǎn)向器快速轉(zhuǎn)向時，所需轉(zhuǎn)向流量較大，但小于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(zhuǎn)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(tǒng)。C F 口壓力Pcy = Ls+f/s.當CF轉(zhuǎn)向壓力比E F工作系統(tǒng)壓力高時，P k泵
壓力等于CF 口壓力，槽20與邊19節(jié)流槽處于小開口節(jié)流狀態(tài)，將P k高壓力(C F壓力)節(jié)流降壓到E F壓力。而當CF轉(zhuǎn)向壓力比E F工作系統(tǒng)壓力低時，P k泵壓力等于E F 口壓力，槽18與邊17節(jié)流槽處于小開口節(jié)流狀態(tài)，將P k高壓力(E F壓力)節(jié)流降壓到C F壓力。其他工況如前所述。當轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)速加快，所需轉(zhuǎn)向流量增大時。負載敏感轉(zhuǎn)向器前后壓差(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于右端，閥芯右移，減少槽20與邊19節(jié)流槽開口面積，增大槽18與邊17節(jié)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(zhuǎn)向器所需，此時達到平衡。C F 口與LS口壓差等于壓力彈簧力換算的壓力。反之當轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)速減慢，所需轉(zhuǎn)向流量減少時，閥芯則左移減少槽18與邊17節(jié)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(jié)流槽完全關閉。當轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)速再降低，此時轉(zhuǎn)向器所需流量低于Pc泵提供流量，閥芯繼續(xù)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(zhuǎn)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(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)速降低,直至停止轉(zhuǎn)向，Pc油液完全卸荷回油箱。發(fā)動機低速工作時:當發(fā)動機處于低速工作時。若轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)速對應的所需流量大于該轉(zhuǎn)速下P c泵提供的最大流量時，負載敏感轉(zhuǎn)向器前后壓差(即C F 口與L S 口壓差)將低于壓力彈簧設定值，流量閥芯將往右移動，打開槽18與邊17節(jié)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(zhuǎn)向器的流量為轉(zhuǎn)向器所需，流量閥芯達到新的平衡。當轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)速進一步增加，直到Pk泵全部流量都合流往C F轉(zhuǎn)向口。此時流量閥芯將右移到極限位置?；蜣D(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)速再增加，通往轉(zhuǎn)向流量不再增加，等于Pk與Pc泵流量之和。此時，P k，Pc泵壓力都等于C F 口壓力=Ls+f / s ο當轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)速較慢時，則與上面所述發(fā)動機高轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)向器低轉(zhuǎn)速時情況相同。發(fā)動機中等轉(zhuǎn)速時:發(fā)動機中等轉(zhuǎn)速工作時，可以由上面分析類推。當轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)速對應的所需流量高于P C泵提供流量且小于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(tǒng)。而P c泵全部油液供往CF ;當轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)速對應的所需流量高于P c泵和P k泵提供流量之和時，流量閥芯處于最右端工作位置。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(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)相比，有如下優(yōu)點:使用該控制閥的裝載機液壓系統(tǒng)由三個泵供油:工作泵、轉(zhuǎn)向泵Pc和轉(zhuǎn)換泵Pk。轉(zhuǎn)換泵根據(jù)工況的不同，可以優(yōu)先往轉(zhuǎn)向泵合流，額外流量合流到工作系統(tǒng)。在滿足轉(zhuǎn)向和工作裝置系統(tǒng)速度要求的同時，可以使轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)和工作液壓系統(tǒng)選擇的液壓泵排量比傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)泵排量減小。從而盡可能地減少發(fā)動機高速運轉(zhuǎn)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(tǒng)安全閥的功能，能使液壓系統(tǒng)更加緊湊，管路連接更加簡潔，降低液壓系統(tǒng)成本。
權利要求1.一種用于裝載機三泵節(jié)能系統(tǒng)的優(yōu)選轉(zhuǎn)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(nèi)，其特征在于:所述流量閥芯(9)上設置有多個節(jié)流槽，所述節(jié)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的用于裝載機三泵節(jié)能系統(tǒng)的優(yōu)選轉(zhuǎn)向控制閥，其特征在于:所述流量閥芯(9 )左右兩端分別設置動態(tài)阻尼(11、22 )。
3.如權利要求1或2所述的用于裝載機三泵節(jié)能系統(tǒng)的優(yōu)選轉(zhuǎn)向控制閥，其特征在于: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所述的用于裝載機三泵節(jié)能系統(tǒng)的優(yōu)選轉(zhuǎn)向控制閥，其特征在于: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所述的用于裝載機三泵節(jié)能系統(tǒng)的優(yōu)選轉(zhuǎn)向控制閥，其特征在于:所述節(jié)流槽與沉割槽的個數(shù)是四個，所述四個節(jié)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所述的用于裝載機三泵節(jié)能系統(tǒng)的優(yōu)選轉(zhuǎn)向控制閥，其特征在于:所述閥體(10)上還設置有卸荷閥。
7.如權利要求6所述的用于裝載機三泵節(jié)能系統(tǒng)的優(yōu)選轉(zhuǎn)向控制閥，其特征在于: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所述的用于裝載機三泵節(jié)能系統(tǒng)的優(yōu)選轉(zhuǎn)向控制閥，其特征在于:所述溢流閥(24)內(nèi)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所述的用于裝載機三泵節(jié)能系統(tǒng)的優(yōu)選轉(zhuǎn)向控制閥，其特征在于:所述卸荷閥芯(27)的右端設有復位彈黃(29)。
10.如權利要求1所述的用于裝載機三泵節(jié)能系統(tǒng)的優(yōu)選轉(zhuǎn)向控制閥，其特征在于:所述閥體(10 )上設有合流單向閥(33 )，所述合流單向閥(33 )與轉(zhuǎn)向口 CF相通。
專利摘要本實用新型公開了一種用于裝載機三泵節(jié)能系統(tǒng)的優(yōu)選轉(zhuǎn)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(nèi)，所述流量閥芯上設置有多個節(jié)流槽，所述節(jié)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(tǒng)由三個泵供油工作泵、轉(zhuǎn)向泵Pc和轉(zhuǎn)換泵Pk。轉(zhuǎn)換泵根據(jù)工況的不同，可以優(yōu)先往轉(zhuǎn)向泵合流，額外流量合流到工作系統(tǒng)。在滿足轉(zhuǎn)向和工作裝置系統(tǒng)要求的同時，可以使轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)和工作液壓系統(tǒng)能選擇比前述液壓系統(tǒng)使用的泵排量小的液壓泵，從而盡可能地減少發(fā)動機高速運轉(zhuǎn)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(yōu)先權日2012年12月10日
發(fā)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