一種液壓換向閥裝置及搭載該裝置的工程機械的制作方法

本實用新型涉及液壓閥領域，尤其涉及一種液壓換向閥裝置及搭載該裝置的工程機械。

背景技術：

在現有技術中，如圖1所示，在控制換向閥閥芯的各先導控制壓力信號線103、104上并聯設置節流閥101和單向閥102(即外接單向節流閥)，在工程機械上,尤其是液壓挖機的操作切換用換向閥107上適用。圖1上沒有顯示液壓執行元件動作后，換向閥閥閥芯108回到中位時，為了防止閥芯108急速回位導致的沖擊，主閥芯108在兩端回位彈簧109的作用下回到中位的過程中，閥芯的回位速度受到來自先導油腔110排油的影響，先導油腔110中的液壓油通過節流閥101排出，以放緩閥芯回位速度來減輕停止時的沖擊，同時為了防止液壓執行元件動作時的響應性變差，與上述節流閥101并行設置單向閥102油路。即達到快速提高液壓執行元件響應性的同時可以降低停止沖擊的目的。

如圖1所示，在換向閥閥芯兩端均采用串接單向節流閥，啟動時先導壓力信號通過單向閥102供應到液控先導腔110，但是閥芯另一端先導油腔的壓力油只能通過節流閥101排油，因此減緩閥芯移動的速度，導致啟動時的響應性非常差。按照過去技術，啟動停止時快速 操作先導手柄的話，如果在主閥芯控制腔單側設置單向節流閥時,可以減緩停止時的沖擊，同時保證啟動時的響應性，但是如果在主閥芯兩端控制腔均設置單向節流閥，因為啟動時產生節流作用，所以操作性上會產生滯后等問題。

為了解決上述問題，提出了如圖2所示的液壓原理。在主閥閥芯兩端的先導控制油路203、204上，設置與節流閥201并行的液控閥202，啟動時該先導壓力信號通過油路208作用到排油測的液控閥202上,并使其打開，消除圖1結構先導控制油路回油側的節流影響，提高了啟動時主閥芯的響應性。雖然圖2所述的液壓遠離可以提高啟動時的響應特性，但是結構非常復雜，且圖1和圖2中的技術都必須設置先導液壓管路，因此油路布局，裝配及配管等方面都非常繁瑣復雜，還要在液壓挖機上設置操作多個液壓執行元件的換向閥，成本也非常高。

因此，目前亟待提供一種布局簡單、結構緊湊的多路閥油路，以解決上述問題。

技術實現要素：

鑒于上述問題，本申請記載了一種液壓換向閥裝置，所述換向閥裝置與液壓執行單元相連，所述換向閥裝置包括：

閥體，位于所述換向閥裝置的中間，所述閥體內部設置有多條油路、泵進油口、所述液壓執行單元的進油口和回油口以及多路閥回油口；

泵，與所述閥體中的各條油路通過所述泵進油口連接；

左推動裝置，位于所述閥體的左側，所述閥體中的閥芯的左側伸出所述閥體并伸入所述左推動裝置中，所述左推動裝置用以控制所述閥體向右滑動；

右推動裝置，位于所述閥體的右側，所述閥芯的右側伸出所述閥體并伸入所述右推動裝置中，所述右推動裝置用以控制所述閥體向左滑動；

先導泵，分別與所述左推動裝置和所述右推動裝置相連，用以向所述左推動裝置和/或所述右推動裝置傳送液壓油。

較佳的，所述左推動裝置包括：

左端蓋，所述左端蓋呈中空結構，固定安裝在所述閥體的左側，所述閥芯的左側伸出部分位于所述左端蓋內；

左彈簧，位于所述左端蓋的內部，一端與所述左端蓋相抵接，另一端與所述閥體的左側伸出部分相抵接；

導桿機構，固定連接在所述閥芯左側伸出部分，且位于所述左彈簧的內部；

左彈簧蓋，所述左彈簧蓋固定設置在所述左端蓋的內部，所述左彈簧蓋內部中空，所述導桿機構伸入所述左彈簧蓋內，所述導桿機構與所述左彈簧蓋之間形成先導小油腔，所述導桿機構在所述先導小油腔中左右滑動。

較佳的，所述導桿機構中設置有連通所述先導泵的第一油路以及分別與所述第一油路、所述先導小油腔相連的第二油路，所述第二油 路中設置有單向閥。

較佳的，所述導桿機構的下部、所述左彈簧蓋的下部以及所述左端蓋的上部構成一先導油腔。

較佳的，所述左彈簧蓋的內徑與所述導桿機構的外徑之間間隙配合，所述導桿機構沿所述左彈簧蓋的的內徑部分左右滑動。

較佳的，所述左彈簧蓋的內徑深度大于2倍的所述閥芯的有效行程。

較佳的，所述導桿機構的外徑上設置有溝槽，所述先導油腔與所述先導小油腔通過所述溝槽及所述導桿機構的外圓周而連通。

較佳的，所述左推動裝置還包括一左彈簧座，所述左彈簧座固定設置在所述閥芯的左側端，且所述左彈簧的一端低接在所述左彈簧座上。

較佳的，所述右推動裝置包括：

右端蓋，所述右端蓋呈中空結構，固定安裝在所述閥體的右側，所述閥芯的右側伸出部分位于所述右端蓋內；

右彈簧，位于所述右端蓋的內部，一端與所述右端蓋相抵接，另一端與所述閥體的右側伸出部分相抵接。

本實用新型還提供了一種工程機械，包括所述的液壓換向閥裝置。

上述技術方案具有如下優點或有益效果：通過本實用新型提供的液壓換向閥裝置，可以用非常簡單的結構來解決過去技術中存在的停止時產生沖擊和啟動時響應性慢的問題，而且，先導壓力信號油路上 不需要追加其他任何閥體，因此成本低、可靠性高，也就是可以大幅度提高工程機械的可靠性、操作性、安全性。

附圖說明

參考所附附圖，以更加充分的描述本實用新型的實施例。然而，所附附圖僅用于說明和闡述，并不構成對本實用新型范圍的限制。

圖1為現有技術中液壓換向閥的結構示意圖一；

圖2為現有技術中液壓換向閥的結構示意圖二；

圖3為本實用新型提供的一種液壓換向閥裝置的結構示意圖；

圖4A為本實用新型提供的一種液壓換向閥裝置中閥芯處于中位時的結構示意圖；

圖4B為本實用新型提供的一種液壓換向閥裝置中閥芯移動時的結構示意圖；

圖4C為本實用新型提供的一種液壓換向閥裝置中閥芯處于行程末端時的結構示意圖；

圖4D為本實用新型提供的一種液壓換向閥裝置中溝槽的結構示意圖；

圖5為本實用新型提供的一種液壓換向閥裝置的另一種結構示意圖。

附圖中：101、節流閥；102、單向閥；103、壓力信號線；104、壓力信號線；107、換向閥；108、閥芯；109、彈簧；110、先導油腔；201、節流閥；202、液控閥；203、先導控制油路；204、先導控制油 路；208、先導控制油路；301、閥體；302、泵；303、液壓執行單元；304、油箱；305、油路；306、油路；307、油路；308、油路；309、油路；310、油路；311、油路；312、閥芯；313、閥芯伸出部分；316、左彈簧座；318、左彈簧；319、右彈簧；320、左端蓋；322、先導油腔；324、先導小油腔；328、單向閥；332、先導閥；333、油路；335、先導泵；336、左彈簧蓋；338、第一油路；339、溝槽；340、內徑；341、導桿機構；342、對中彈簧；345、外徑；346、第二油路346；350、小徑鉸孔；351、右端蓋；352、右彈簧座；P、泵進油口；CyA、進油口；CyB、回油口；T、多路閥回油口。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型一種液壓換向閥裝置及搭載該裝置的工程機械進行詳細說明。

如圖3所示，一種液壓換向閥裝置，與液壓執行單元303相連，包括：

閥體301，位于所述換向閥裝置的中間，用以切換所述換向閥裝置內部油路，所述液壓執行單元303與所述閥體301上的兩個進油口CyA、回油口CyB通過油路相連；

泵302，與所述閥體301中的油路通過泵油口P連接；

左推動裝置，位于所述閥體301的左側且與所述閥芯312連接，用以控制閥芯312向右運動；

右推動裝置，位于所述閥體301的右側并與所述閥芯312連接， 用以控制所述閥芯312向左運動；

先導泵335，與所述左推動裝置通過先導閥332相連，用以向所述左推動裝置傳送液壓油。

其中，所述閥體301包括：

閥芯312，位于所述閥體301的中心，且所述閥芯312的兩端伸出所述閥體301，并分別穿入所述左推動裝置和所述右推動裝置中。

所述左推動裝置包括：

左端蓋320，所述左端蓋320呈中空結構，且所述閥芯312的左側伸出部分位于所述左端蓋320內；

左彈簧318，位于所述左端蓋320的內部，一端與所述左端蓋320相抵接，另一端與所述閥體301的左側伸出部分相抵接；

導桿機構341，與所述閥芯312左側伸出部分固定連接，且位于所述左彈簧318的內部。所述導桿機構341內設置有第二油路346。

具體來說，在本實施例提出的液壓換向閥裝置中，左側推動裝置包括一左端蓋320，左端蓋320呈中空結構。所述左彈簧318一端與左端蓋320相連接，另一端與閥芯312相連接，即左彈簧318用以在左端蓋320和閥芯312之間形成一彈力。

進一步來講，所述推動裝置還包括一導桿機構341，所述導桿機構341位于所述左彈簧318的內部。所述導桿機構341內設置有第二油路346，且與先導泵335通過先導閥332連接。當先導泵335通過先導閥332向導桿機構341中的第二油路346傳送液壓油后，液壓油液作用在閥芯312上，促使所述閥芯312向右側運動。

進一步來講，所述導桿機構341中靠近所述閥芯312處還設置有第一油路338，先導泵335中的液壓油通過第一油路338進入第二油路346。

進一步來說，所述導桿機構341中設置有單向閥328，所述導桿機構341一端與所述閥芯312固定連接，另一端與一左彈簧蓋336密閉連接，所述左彈簧蓋336呈中空結構，所述導桿機構341伸入所述左彈簧蓋336一側至中空結構內。此外，所述左彈簧蓋336的另一側固定設置在所述左端蓋320上。

進一步來講，所述左彈簧蓋336位于所述左彈簧318的內部。

進一步來講，所述左推動裝置還包括一左彈簧座316，所述左彈簧座316固定在所述閥芯312的左側端，且所述左彈簧318的一端抵接在所述左彈簧座316上。

進一步來講，所述左彈簧蓋336中空的部分構成一先導小油腔324，所述第二油路346聯通所述先導小油腔324。

進一步來講，在所述導桿機構341的外徑345上設置沿軸方向的溝槽339。

進一步來講，所述導桿機構341、所述左彈簧蓋336、所述彈簧底座的下部以及所述左端蓋320的上部，構成一先導油腔322，所述第一油路338與所述先導油腔322連通。

進一步來講，所述右推動裝置包括：

右端蓋351，與所述閥體301固定連接形成一空間結構，且所述閥芯312的右側伸入所述空間結構內；

右彈簧座352，固定設置在所述閥芯312的右端；

右彈簧319，設置在所述右彈簧座352和所述右端蓋351之間，用以對所述閥芯312產生一向左的彈力。

具體來說，在閥體301的外部設置了與泵302相連的泵油口P、與液壓執行單元303相連的油口CyA和CyB、與油箱304相連的回油口T。此外，各個油口均與換向閥閥體301里的多個內部油路305、306、307、308、309、310以及311相連。為了切換這些內部油路305-311，閥芯312在換向閥閥體301內進行往復運動，為了防止閥體301內各油道間液壓油的泄漏，閥芯312和閥體301的閥芯312孔之間的配合間隙非常小。如圖3所示，閥芯312處于閥芯312孔的中位，閥芯312兩端從上述換向閥閥體301的側面伸出，伸出部分設置了左彈簧座316和作用于左彈簧座316上的彈簧。閥芯312的伸出部分、左彈簧座316、左彈簧318及左端蓋320構成先導油路液壓腔。

如圖4A所示，其為閥芯312位于中位時液壓換向閥裝置的部分結構示意圖。在先導油腔322的內部，閥芯312左側伸出部分安裝了導桿機構341，并使其成為一體。彈簧的另一端通過左彈簧蓋336的作用，處于預壓縮狀態，進而保持閥芯312處于中位。此外，左彈簧蓋336的內徑340部分與上述導桿機構341的外徑345部分之間間隙配合，導桿機構341可沿左彈簧蓋336的內徑340部分自由的滑動。在左彈簧蓋336的內徑340的底部與導桿機構341的上部形成了先導小油腔324。值得指出的是，左彈簧蓋336的內孔深度大于2倍的閥芯312有效行程，導桿機構341的外徑345上面設置有軸方向的溝槽 339。

當閥芯312接近中位時，左彈簧蓋336內徑340底部處的先導小油腔324中的液壓油通過導桿機構341外徑345上的溝槽339通到先導油腔322中。在導桿機構341的內部加工了聯通先導油腔322和先導小油腔324的第一油路338和第二油路346。在第二油路346上安裝設置了單向閥328，保證了先導油腔322液壓油流向先導小油腔324的暢通，有效的阻止了油液的倒流。

圖4A、圖4B和圖4C依次表示的是，在先導油腔322液壓油以及先導小油腔324液壓油及左彈簧318的共同作用下，使閥芯312分別處于閥芯312孔的中位、移動過程及換向位置。

下面依次按照圖3、圖4A、圖4B、圖4C、圖4D說明本實用新型的動作過程：

如圖3所示，閥芯312在彈簧力及液壓力的共同作用下，向右移動。具體如下：操作先導閥332，先導泵335的壓力油通過油路作用于先導油腔322，同時，該先導壓力通過導桿機構341上的第一油路338、單向閥328、第二油路346作用于先導小油腔324。先導油腔322及先導小油腔324中的壓力油液作用于閥芯312上，當油液壓力之和大于圖中閥芯312右端的右推動機構中的右彈簧319的彈簧力時，液壓力使該閥芯312向圖中右方向移動。在此過程中，先導油腔322與先導小油腔324通過導桿機構341的外徑345上的溝槽339及導桿機構341的外圓周而連通，因此在極短的時間內壓力信號就可作用于閥芯312。即操作先導閥332的同時液壓執行單元303即可動作， 使手柄與執行元件達到很好的隨動性能，液壓執行單元303可停止在規定的任何位置。

當先導閥332回到中位時，閥芯312兩端的先導壓力液壓油回油箱，閥芯312在彈簧的作用下回到中位，其移動過程如圖圖4C、圖4B、圖4A順序所示。即圖4C所示閥芯312狀態，當先導閥332回到中位時，閥芯312在對中右彈簧319的作用下向圖中左側移動，但是先導小油腔324內的壓力油無法通過單向閥328，而是通過導桿機構341的外徑345和左彈簧蓋336的內徑340之間的環狀間隙排到先導油腔322，先導油腔322內的液壓油經油道333、先導閥332回油箱。于是可以通過適當設定此環狀間隙可以調整閥芯312的回位速度，這樣，即使先導閥332急速回到中位，也可以緩慢關閉圖3中油缸口CyA、CyB與泵油路、回油路之間的油路，因此可以大幅度降低液壓執行單元303停止時的沖擊。

另外，通過設定上述環狀間隙的面積，然后再根據液壓執行單元303的特性變更環狀間隙的面積，可以設定各個液壓執行單元303最合理的停止過程。另外，閥芯312從圖4B或者圖4C的位置回到圖4A所示的中位時，先導小油腔324中的油液，在閥芯312中位附近時通過導桿機構341的外徑345上的溝槽339可以流通至先導油腔322。這個位置與閥芯312油口的關閉位置基本一樣。

如圖3所示，當先導壓力信號作用于圖3所示閥芯312的先導油腔322，從而使閥芯312向圖中左方移動時，先導小油腔324中的壓力油通過圖4A的第二油路346迅速排到先導油腔322。因此當相對 應的先導閥332操作時，閥芯312迅速啟動，所以液壓執行單元303的啟動也就非常靈敏，因此系統的響應特性很好。

以上圖3、圖4A、圖4B、圖4C中，先導油腔322和先導小油腔324之間的節流油路由導桿機構341外徑345上的溝槽339和左彈簧蓋336內徑340孔之間的環狀間隙構成。但是如圖5所示，也可以由左彈簧蓋336和其外徑345上設定的小徑鉸孔350構成。

如上所述，本實施例提供的液壓換向閥裝置不像過去技術那樣，在先導油液壓力信號線上增加新的零部件及管路，可以通過非常簡單且緊湊的結構，在不影響啟動響應特性的前提下降低停止時的沖擊，提高操作性，從而可以間接提高主機的操作性、安全性。

另外，本實施例提供的液壓換向閥裝置能夠應用于有多個換向閥構成的多路閥油路中，當該多路閥使用到工程機械，特別是液壓挖機各個液壓執行單元303的操作時，可以保證各液壓執行單元303操作時良好的響應特性，同時大幅度降低停止時的沖擊；即可以間接提供操作性舒適、安全優良的液壓挖機。

本實施例還提供了一種工程機械，該工程機械中設置有上述液壓換向閥裝置。

本實施例提供的液壓換向閥裝置，首先在多路閥的相應的閥體301上設置了泵進油口P、液壓執行單元303的進油口CyA和回油口CyB以及多路閥回油口T，各油口對應連接泵302、液壓執行單元303、油箱，且該多路閥內部有與上述各油口相連的多個內部油路以及與各內部油路上裝有自由滑動的閥芯312，且閥芯312的兩端均從上述多 路閥的閥體301的側面突出，在各自的突出部位設置閥蓋以形成密閉的先導油腔322。在該先導油腔322內，閥芯312兩端均設置彈簧座，在彈簧座外周安裝相應的彈簧，先導壓力信號施加到上述各先導油腔322上，通過閥芯312上兩端彈簧與先到壓力信號的作用以及控制閥芯312的移動。通過閥芯312的移動來控制主油路的通、斷。以達到控制液壓執行單元303的目的。

在如上所述的液壓換向閥裝置上，在先導壓力油腔內部，閥芯312端部上安裝有與該閥芯312連成一體的導桿機構341，導桿機構341與左彈簧蓋336相配合，在導桿機構341的頂端與左彈簧蓋336的內腔形成先導壓力的小油腔，在導桿機構341內部設置單向閥328及油路以確保先導壓力油信號到先導壓力油小腔信號的暢通，反之則不通。先導壓力信號施加到上述先導油腔322時通過單向閥328流到先導壓力小油腔的同時，當先導壓力降低且閥芯312回位到中位過程中，通過節流先導小油腔324內壓力油排到先導油腔322，該閥芯312回到中位附近時，設置連通上述先導小油腔324和先導油腔322的油路，以此為特征的工程機械液壓換向閥裝置及搭載該裝置的工程機械。

此外，以彈簧座內徑340和導向桿外徑345之間的環狀間隙作為節流方法。

此外，在彈簧座或導向桿上設置小孔徑作為節流手段。

通過本實施例提供的液壓換向閥裝置，可以用非常簡單的結構來解決過去技術中存在的停止時產生沖擊和啟動時響應性慢的問題，而 且，先導壓力信號油路上不需要追加其他任何閥體301，因此成本低、可靠性高，也就是可以大幅度提高工程機械的可靠性、操作性、安全性。