油口单独控制的液压多路阀及其控制方法与流程

本发明涉及液压传动系统与电子控制技术领域，尤其涉及一种油口单独控制的液压多路阀及其控制方法。

背景技术：

目前，在各种工程机械、农业机械、行走机械等重型装备中，广泛采用了液压传动及控制技术。其中，作为关键的液压元件，尤其是液压多路阀广泛应用在各种重型装备中，通用性好，适应性强，它可以控制油缸、马达等各种执行机构的运行速度和方向，并且拥有良好的精准控制和微动特性。然而，随着数字化技术、物联网和智能化技术的融合发展，越来越多的技术与其结合，朝着电子化、智能化的方向快速发展。数字化液压技术，使得众多的重型机械设备更加智能化、快速性和精准性程度大大提高。然而，现有的液压多路阀的工作油口一般统一控制，无法对阀芯进行解耦，不能实现更为复杂的智能控制，造成能源浪费，适应性受限制，工作效率一般。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中多路阀无法分开独立控制每个阀芯的运动，导致效率偏低和能源浪费的技术问题，本发明提供一种油口单独控制的液压多路阀及其控制方法，通过对工作油口的独立控制，使得节能效果显著提高，使整个系统更加的节能高效，通过软件进行数字化编程，使整个液压系统更加灵活多变，更能适应负载工况的变化。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种油口单独控制的液压多路阀，包括：多路阀阀体，所述多路阀阀体上设置有a油口、b油口，多路阀阀体内设置有相互独立的a型腔和b型腔，a油口、p高压油口和t高压油口均和a型腔相连通，b油口、p高压油口和t高压油口均和b型腔相连通，

a阀芯，设置于a型腔内，a阀芯在a型腔内的往复运动能够控制a油口的打开与关闭，以及p高压油口与a阀芯的连通和关闭，t高压油口与a阀芯的连通和关闭，

b阀芯，设置于b型腔内，b阀芯在b型腔内的往复运动能够控制b油口的打开与关闭，以及p高压油口与b阀芯的连通和关闭，t高压油口与b阀芯的连通和关闭，

a先导驱动器，安装在多路阀阀体上，用于控制a阀芯的运动，b先导驱动器，安装在多路阀阀体上，用于控制b阀芯的运动。先导控制驱动器为电液控制，通过高速开关电磁阀的快速响应来控制主阀芯的开口，电磁阀为两位三通形式。先导驱动器集成有控制器，可以进行can总线控制，允许软件编程，进行多样化控制。

本发明的油口单独控制的液压多路阀中，设置有相互独立的a阀芯和b阀芯，该独立性体现在：一，a阀芯和b阀芯所在的型腔相互独立；二、a阀芯和b阀芯的运动由各自独立的先导驱动器控制；三、a阀芯和b阀芯的运动相互独立，根据实际的工况和控制模式，a阀芯和b阀芯配合工作，节能高效，解决的阀芯的耦合问题。

进一步，具体的，所述a先导驱动器安装有电磁阀a和电磁阀b1，电磁阀a能够控制给a型腔的后端内供油，电磁阀b1能够控制给b型腔的后端内供油，b先导驱动器安装有电磁阀a1和电磁阀b，电磁阀a1能够控制给a型腔的前端内供油，电磁阀b能够控制给b型腔的前端内供油。

进一步，作为优选，所述a阀芯和b阀芯的结构完全相同，

a阀芯，包括a芯轴，a芯轴从前往后依次固定套装有相互间隔设置的第一a凸圈、第二a凸圈、第三a凸圈和第四a凸圈，所述第一a凸圈、第二a凸圈、第三a凸圈和第四a凸圈的外径大小一致，所述第二a凸圈和第三a凸圈的相对面上均开设有a开口槽，第二a凸圈上的a开口槽与第二a凸圈的外圈相连通，第三a凸圈上的a开口槽与第三a凸圈的外圈相连通，b阀芯,包括b芯轴，b芯轴从前往后依次固定套装有相互间隔设置的第一b凸圈、第二b凸圈、第三b凸圈和第四b凸圈，所述第一b凸圈、第二b凸圈、第三b凸圈和第四b凸圈的外径大小一致，所述第二b凸圈和第三b凸圈的相对面上均开设有b开口槽，第二b凸圈上的b开口槽与第二b凸圈的外圈相连通，第三b凸圈上的b开口槽与第三b凸圈的外圈相连通。阀芯上的a开口槽和b开口槽用于过油。

进一步，作为优选，所述a开口槽和b开口槽均成u形状，所述第二a凸圈和第三a凸圈的相对面上的a开口槽开口相对设置，所述第二b凸圈和第三b凸圈的相对面上的b开口槽开口相对设置。

进一步，作为优选，所述a型腔整体呈柱状，a芯轴和a型腔同轴设置，a型腔内部从前往后依次环设有第一a环形凹槽、第二a环形凹槽和第三a环形凹槽，当a阀芯处于中位状态时，第一a环形凹槽、第二a环形凹槽和第三a环形凹槽各自封闭均不连通，a油口只与第二a环形凹槽相连通，p高压油口与第一a环形凹槽相连通，t高压油口与第三a环形凹槽相连通。

进一步，作为优选，所述b型腔整体呈柱状，b芯轴和b型腔同轴设置，b型腔内部从前往后依次环设有第一b环形凹槽、第二b环形凹槽和第三b环形凹槽，当b阀芯处于中位状态时，第一b环形凹槽、第二b环形凹槽和第三b环形凹槽各自封闭均不连通，b油口只与第二b环形凹槽相连通，p高压油口与第一b环形凹槽相连通，t高压油口与第三b环形凹槽相连通。

进一步，作为优选，所述a型腔的后部还设置有第四a环形凹槽，a阀芯的后端固定连接有a限位螺钉，a限位螺钉上还套装有a限位弹簧,a限位弹簧位于第四a环形凹槽内，且处于压缩状态，a限位弹簧的两端还分别设置有a弹簧座，两个a弹簧座分别抵靠在第四环形凹槽内的前端面和后端面上。

进一步，作为优选，所述a先导驱动器上设置有a推杆，a先导驱动器安装在多路阀阀体的后端，a推杆伸入a型腔内且抵止在a限位螺钉的后端。

进一步，作为优选，所述b型腔的后部还设置有第四b环形凹槽，b阀芯的后端固定连接有b限位螺钉，b限位螺钉上还套装有b限位弹簧,b限位弹簧位于第四b环形凹槽内，且处于压缩状态，b限位弹簧的两端还分别设置有b弹簧座，两个b弹簧座分别抵靠在第四b环形凹槽内的前端面和后端面上。

进一步，作为优选，所述b先导驱动器上设置有b推杆，b先导驱动器安装在多路阀阀体的前端，b推杆伸入b型腔内且抵止在b阀芯的前端。

进一步，作为优选，a先导驱动器上安装有用于检测a阀芯的位移传感器，b先导驱动器上均安装有用于检测b阀芯的位移传感器。位移传感器实现能够精确控制阀芯的行程位移，形成闭环控制，控制a阀芯和b阀芯的打开大小，确保了流量输出的重复精度，从而保证执行机构拥有更好的精确性能和稳定性能。多执行机构流量分配功能基于电反馈方式，更多的流量分配模式可通过软件配置，流量分配精度更高。

一种油口单独控制的液压多路阀的控制方法：所述的油口单独控制的液压多路阀，液压多路阀连接有控制器，p高压油口和t高压油口均和油箱连接，具有如下控制状态：

液压多路阀待工作状态，此时，a先导驱动器和b先导驱动器均不工作，电磁阀a、b、a1和b1均处于失电状态，a阀芯和b阀芯处于中位状态，a油口和b油口均处于封闭状态；

多路阀处于a油口出油，b油口回油的工作状态，此时，a先导驱动器的电磁阀a工作，a型腔的后端内输入压力油，推动a阀芯向前运动进行换向，使p高压油口和a油口油口连通，a油口输出压力油；b先导驱动器上的电磁阀b工作，b型腔的前端内输入压力油，推动b阀芯向后运动，b阀芯进行换向，使t高压油口和b油口连通，b油口回油；

多路阀处于b油口出油，a油口回油的工作状态，b先导驱动器的电磁阀a1工作，a型腔的前端内输入压力油，推动a阀芯向后运动进行换向，使回油t高压油口和a油口连通，a油口回油，a先导驱动器的电磁阀b1工作，b型腔的后端内输入压力油，推动b阀芯向前运动进行换向，使p高压油口和b油口连通，b油口输出压力油。

进一步，为了检测阀芯的运动距离和方向，所述a阀芯的运动能够使得a推杆运动，检测a推杆的位移传感器能够检测a推杆的位移并反馈给控制器，b阀芯的运动能够使得b推杆运动，检测b推杆的位移传感器能够检测b推杆的位移并反馈给控制器。

本发明的有益效果是，本发明的油口单独控制的液压多路阀及其控制方法，通过对多路阀中的两个阀芯分开独立控制，从而实现对工作a油口和b油口的分开独立控制，使得节能效果显著提高，使整个系统更加的节能高效，通过软件进行数字化编程，使整个液压系统更加灵活多变，更能适应负载工况的变化。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的油口单独控制的液压多路阀的液压原理图；

图2是发明的油口单独控制的液压多路阀阀芯在中位时的结构图；

图3是发明的油口单独控制的液压多路阀a油口出油，b油口回油时的结构示意图；

图4是发明的油口单独控制的液压多路阀a油口回油，b油口出油时的结构示意图。

图5是本发明的油口单独控制的液压多路阀的a阀芯和b阀芯的结构示意图。

图中：1、多路阀阀体，2、a油口，3、b油口，4、a型腔，41、第一a环形凹槽，42、第二a环形凹槽，43、第三a环形凹槽，44、第四a环形凹槽，5、b型腔，51、第一b环形凹槽，52、第二b环形凹槽，53、第三b环形凹槽，54、第四b环形凹槽，6、p高压油口，7、t高压油口，8、a阀芯，80、a芯轴，81、第一a凸圈，82、第二a凸圈，83、第三a凸圈，84、第四a凸圈，85、a开口槽，9、b阀芯，90、b芯轴，91、第一b凸圈，92、第二b凸圈，93、第三b凸圈，94，第四b凸圈，95、b开口槽，10、a先导驱动器，11、b先导驱动器，12、a限位螺钉，13、a限位弹簧，14、a弹簧座，15、b限位螺钉，16、b限位弹簧，17、b弹簧座，18、b推杆，19、a推杆，20、a复位弹簧，21、b复位弹簧。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-5所示，是本发明最优实施例，一种油口单独控制的液压多路阀，多路阀阀体1，多路阀阀体1上设置有a油口2、b油口3，多路阀阀体1内设置有相互独立的a型腔4和b型腔5，a油口2、p高压油口6和t高压油口7均和a型腔4相连通，b油口3、p高压油口6和t高压油口7均和b型腔5相连通，a阀芯8，设置于a型腔4内，a阀芯8在a型腔4内的往复运动能够控制a油口2的打开与关闭，以及p高压油口6与a阀芯8的连通和关闭，t高压油口7与a阀芯8的连通和关闭，b阀芯9，设置于b型腔5内，b阀芯9在b型腔5内的往复运动能够控制b油口3的打开与关闭，以及p高压油口6与b阀芯9的连通和关闭，t高压油口7与b阀芯9的连通和关闭，每个独立的主阀芯(a阀芯8和b阀芯9)由两个高速开关电磁阀控制，分别控制主阀芯的两端，电磁阀a和b同时工作，电磁阀a1和b1同时工作，电磁阀为两位三通形式，适用于各种液压系统，通用性更强。

a先导驱动器10，安装在多路阀阀体1上，用于控制a阀芯8的运动，b先导驱动器11，安装在多路阀阀体1上，用于控制b阀芯9的运动。

a先导驱动器10安装有电磁阀a和电磁阀b1，电磁阀a能够控制给a型腔4的后端内供油，电磁阀b1能够控制给b型腔5的后端内供油，b先导驱动器11安装有电磁阀a1和电磁阀b，电磁阀a1能够控制给a型腔4的前端内供油，电磁阀b能够控制给b型腔5的前端内供油。

a阀芯8和b阀芯9的结构完全相同，a阀芯8，包括a芯轴80，a芯轴80从前往后依次固定套装有相互间隔设置的第一a凸圈81、第二a凸圈82、第三a凸圈83和第四a凸圈84，第一a凸圈81、第二a凸圈82、第三a凸圈83和第四a凸圈84的外径大小一致，第二a凸圈82和第三a凸圈83的相对面上均开设有a开口槽85，第二a凸圈82上的a开口槽85与第二a凸圈82的外圈相连通，第三a凸圈83上的a开口槽85与第三a凸圈83的外圈相连通，

b阀芯9,包括b芯轴91，b芯轴91从前往后依次固定套装有相互间隔设置的第一b凸圈91、第二b凸圈92、第三b凸圈93和第四b凸圈94，第一b凸圈91、第二b凸圈92、第三b凸圈93和第四b凸圈94的外径大小一致，第二b凸圈92和第三b凸圈93的相对面上均开设有b开口槽95，第二b凸圈92上的b开口槽95与第二b凸圈92的外圈相连通，第三b凸圈93上的b开口槽95与第三b凸圈93的外圈相连通。

a开口槽85和b开口槽95均成u形状，且a开口槽85和b开口槽95在各自相应的凸圈上圆周均布设置，第二a凸圈82和第三a凸圈83的相对面上的a开口槽85开口相对设置，第二b凸圈92和第三b凸圈93的相对面上的b开口槽95开口相对设置。

a型腔4整体呈柱状，a芯轴80和a型腔4同轴设置，a型腔4内部从前往后依次环设有第一a环形凹槽41、第二a环形凹槽42和第三a环形凹槽43，

当a阀芯8处于中位状态时，第一a凸圈81、第二a凸圈82、第三a凸圈83和第四a凸圈84的外圈均和a型腔4的内壁贴合，使得第一a凸圈81、第二a凸圈82、第三a凸圈83和第四a凸圈84的外圈均和a型腔4的内壁之间无法流通油液，第一a凸圈81和第二a凸圈82以及第一a环形凹槽41形成之间形成第一a油液腔，第一a油液腔只和p高压油口6相连通，第二a凸圈82和第三a凸圈83以及第二a环形凹槽42之间形成第二a油液腔，第二a油液腔只和a油口2相连通，第三a凸圈83和第四a凸圈84以及第三a环形凹槽43之间形成第三a油液腔，第三a油液腔只和t高压油口7相连通。

第一a环形凹槽41、第二a环形凹槽42和第三a环形凹槽43各自封闭均不连通，a油口2只与第二a环形凹槽42相连通，p高压油口6与第一a环形凹槽41相连通，t高压油口7与第三a环形凹槽43相连通。

b型腔5整体呈柱状，b芯轴90和b型腔5同轴设置，b型腔5内部从前往后依次环设有第一b环形凹槽51、第二b环形凹槽52和第三b环形凹槽53，

当b阀芯9处于中位状态时，第一b凸圈91、第二b凸圈92、第三b凸圈93和第四b凸圈94外圈均和b型腔5的内壁贴合，使得第一b凸圈91、第二b凸圈92、第三b凸圈93和第四b凸圈94的外圈均和b型腔5的内壁之间无法流通油液，第一b凸圈91和第二b凸圈92以及第一b环形凹槽51形成之间形成第一b油液腔，第一b油液腔只和p高压油口6相连通，第二b凸圈92和第三b凸圈93以及第二b环形凹槽52之间形成第二b油液腔，第二b油液腔只和b油口3相连通，第三b凸圈93和第四b凸圈94以及第三b环形凹槽53之间形成第三b油液腔，第三b油液腔只和t高压油口7相连通。

第一b环形凹槽51、第二b环形凹槽52和第三b环形凹槽53各自封闭均不连通，b油口3只与第二b环形凹槽52相连通，p高压油口6与第一b环形凹槽51相连通，t高压油口7与第三b环形凹槽53相连通。

a型腔4的后部还设置有第四a环形凹槽44，a阀芯8的后端固定连接有a限位螺钉12，a限位螺钉12上还套装有a限位弹簧13,a限位弹簧13位于第四a环形凹槽44内，且处于压缩状态，a限位弹簧13的两端还分别设置有a弹簧座14，两个a弹簧座14分别抵靠在第四环形凹槽44内的前端面和后端面上。

a先导驱动器10上设置有a推杆19，a先导驱动器10安装在多路阀阀体1的后端，多路阀中位状态时，a推杆19伸入a型腔4内且抵止在a限位螺钉12的后端,a推杆19和a先导驱动器10之间还设有a复位弹簧20。

b型腔5的后部还设置有第四b环形凹槽54，b阀芯9的后端固定连接有b限位螺钉15，b限位螺钉15上还套装有b限位弹簧16,b限位弹簧16位于第四b环形凹槽54内，且处于压缩状态，b限位弹簧16的两端还分别设置有b弹簧座17，两个b弹簧座17分别抵靠在第四b环形凹槽54内的前端面和后端面上。

b先导驱动器11上设置有b推杆18，b先导驱动器11安装在多路阀阀体1的前端，多路阀中位状态时，b推杆18伸入b型腔5内且抵止在b阀芯9的前端，b推杆18和b先导驱动器11之间还设有b复位弹簧21。

a先导驱动器10上安装有用于检测a阀芯8的位移传感器，b先导驱动器11上均安装有用于检测b阀芯9的位移传感器。先导控制驱动器设置有位移传感器，位移传感器主要检测各先导驱动器上的推杆位移变化，能够精确的控制主阀芯的行程，形成闭环控制，确保输出流量的精度和微动性。

系统设计有温度传感器，检测环境温度变化，根据环境温度的不同，控制器会自动调整软件的数学模型，控制器进行自动温度补偿，以适应油液粘度和摩擦力的变化。

一种油口单独控制的液压多路阀的控制方法：采用所述的油口单独控制的液压多路阀，液压多路阀连接有控制器，p高压油口6和t高压油口7均和油箱连接，具有如下控制状态：

如图2所示，液压多路阀待工作状态，此时，a先导驱动器10和b先导驱动器11均不工作，电磁阀a、b、a1和b1均处于失电状态，a阀芯8和b阀芯9处于中位状态，a油口2和b油口3均处于封闭状态；所有弹簧(a复位弹簧、b复位弹簧、a限位弹簧13和b限位弹簧16)均在预压缩状态。

如图3所示，多路阀处于a油口2出油，b油口3回油的工作状态，此时，a先导驱动器10的电磁阀a工作，a型腔4的后端内输入压力油，克服弹簧复位力，压力油推动a阀芯8向前运动进行换向，第二a凸圈82部分位于第一a环形凹槽41内，使得第二a凸圈82上a开口槽85和第一a环形凹槽41导通，油液经过第二a凸圈82上的a开口槽85流入第二a凸圈82和第三a凸圈83之间，第二a凸圈82和第三a凸圈83之间和第二a环形凹槽42相连通，第二a环形凹槽42和a油口2相连通，使p高压油口6和a油口2油口连通，a油口2输出压力油，此时，第三a环形凹槽43中的油液无法经过第三a凸圈83上的a开口槽85进入第二a环形凹槽42内；b先导驱动器11上的电磁阀b工作，b型腔5的前端内输入压力油，克服弹簧复位力，压力油推动b阀芯9向后运动，b阀芯9进行换向，第三b凸圈93部分位于第三b环形凹槽53内，使得第三b凸圈93上的b开口槽95和第三b环形凹槽53导通，第二b环形凹槽52内的油液经过三b凸圈93上的b开口槽95流入第三b凸圈93和第四b凸圈94之间，第三b凸圈93和第四b凸圈94之间又与第三b环形凹槽53相连通，第三b环形凹槽53和t高压油口7相连通，b油口3与第二b环形凹槽52连通，使t高压油口7和b油口3连通，b油口3回油，此时，第一b环形凹槽51中的油液无法经过第二b凸圈93上的b开口槽95进入第二b环形凹槽52内；

相类似的：

如图4所示，多路阀处于b油口3出油，a油口2回油的工作状态，b先导驱动器11的电磁阀a1工作，a型腔4的前端内输入压力油，推动a阀芯8向后运动进行换向，使回油t高压油口7和a油口2连通，a油口2回油，a先导驱动器10的电磁阀b1工作，b型腔5的后端内输入压力油，推动b阀芯9向前运动进行换向，使p高压油口6和b油口3连通，b油口3输出压力油。

a推杆19始终是抵靠在a阀芯8的端部，a阀芯8的运动能够使得a推杆19运动，检测a推杆19的位移传感器能够检测a推杆19的位移并反馈给控制器，进行闭环控制；b推杆18始终是抵靠在b阀芯9的端部，b阀芯9的运动能够使得b推杆18运动，检测b推杆18的位移传感器能够检测b推杆18的位移并反馈给控制器，进行闭环控制。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。