一种液压换向变速执行机构的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种液压换向变速执行机构，为解决现有刚性的连杆拨叉换向变速执行机构结构复杂、传动效率低、易磨损的缺点而提供一种液压换向变速执行机构，该机构包括阀体以及三位换向机构和四位变速换档机构，三位换向机构通过PA和PB两个油口进油或回油控制前进、空档、后退三个档位，四位变速换档机构通过PC、PD两油口的进油或回油控制变速四个档位，PA、PB、PC、PD油口与系统进油管路或油箱回油管路连接实现对三位换向机构和四位变速换档机构的控制，本发明采用液压控制与驱动、弹簧回位和机械限位，可直接安装在变速器中，不需调整，不易磨损。结构简单，成本低廉，操作轻便，性能可靠。
【专利说明】
一种液压换向变速执行机构
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种多档位定点执行机构，尤其涉及一种液压换向变速执行机构。
【背景技术】
[0002]现有工程机械例如推土机用变速器的换向变速执行机构一般为刚性连杆拨叉机构，该类换档机构的传动“结点”多，换向变速换档手柄的操作空间较大，关节机构多，从而造成装配调整难度大，传动效率较低，换向、变速换档操纵较“重”，作业中的频繁换向变速换档易造成操作者的的紧张与疲劳。另外这种连杆机构的换档机构使用于作业工况恶劣的机械设备时，连杆机构关节轴承的磨损量大。当调整不及时或维护不到位时，时有发生换向、变速换档不到位，从而造成变速器的使用寿命迅速下降或早期损坏等故障。
【发明内容】
[0003]发明解决的技术问题在于针对现有换向变速执行机构的上述缺点，提出一种结构简单、可靠性高、采用液压控制、液压驱动的液压换向变速执行机构。
[0004]具体而言本发明提供了一种液压换向变速执行机构，其包括阀体以及三位换向机构和四位变速换档机构，三位换向机构包括柱状的换向容腔，在换向容腔的左端设有开口，换向容腔右端设有与换向容腔侧壁固定连接的换向压盖，换向容腔内滑设筒状的换向阀芯，换向阀芯的右端与换向压盖的左端设有换向阀芯复位弹簧，换向阀芯内滑设换向阀杆，换向阀杆的左端与换向阀芯的左端设有换向阀杆复位弹簧，换向阀芯的右端设有与其固定连接的阀芯压盖，换向阀芯与阀芯压盖之间设有密封圈，在换向阀芯与换向容腔之间设有推动换向阀芯向右移动的第一油腔，第一油腔与设置在换向容腔侧壁上的PA油口连通，在换向阀芯与换向阀杆之间设有推动换向阀杆向左移动的第二油腔，第二油腔经油路与设置在换向容腔侧壁上的PB油口连通，换向滑杆的左端设有换向连接部;所述四位变速换档机构包括柱状的变速容腔，在变速容腔的左端设有开口，变速容腔的右端设有与变速容腔侧壁固定连接的变速压盖，变速容腔内滑设筒状的变速滑移块，变速滑移块与变速压盖之间设有变速滑移块复位弹簧，在变速容腔侧壁与变速滑移块之间设有推动变速滑移块向右滑动的第三油腔，第三油腔与变速容腔侧壁上的PC油口连通;在变速滑移块内滑孔的右端设有与其固定连接的弹簧定位装置，在变速滑移块内滑设变速滑移杆，变速滑移杆与弹簧定位装置之间设有变速滑移杆复位弹簧，在变速滑移块与变速滑移杆之间设有推动变速滑移杆相对变速滑移块向右移动的第四油腔，所述第四油腔经油路与变速容腔侧壁上的ro油口连通，变速滑移杆的左端设有变速连接部，变速滑移块相对于变速容腔侧壁的最大位移不等于变速滑移杆相对于变速滑移块的最大位移;所述阀体上设置有系统进油管路和油箱回油管路与PA、PB、PC、ro油口各自相连接。在本发明中，通过控制PA、PB两个油口进油或回油而实现三位换向机构的换向阀杆处于三个不同的位置，使得与换向阀杆上换向连接部连接的变速阀对应的阀芯处于三个不同的位置，实现对应的前进、后退、中位三个档位间的切换，而通过控制PC、PD两个油口的进油或回油实现四位变速换档机构的变速滑移杆处于四个不同的位置，使得与变速滑移杆上变速连接部相连的变速阀对应的阀芯处于四个不同的位置，从而实现空档、一档、二档三档四个不同档位的换档切换。本发明通过液压控制、液压驱动实现换向及变速，具有结构简单、成本低廉、操作轻便、性能可靠、功能齐全等优点。
[0005]在发明中，连接第二油腔与PB油口的管路包括设置在换向阀芯上的环形油槽和径向油孔，径向油孔连通第二油腔和环形油槽，环形油槽与PB油口连通。
[0006]在发明中，连接第四油腔与ro油口的管路包括设置在变速滑移块上的环形油槽和径向油孔，径向油孔连通第二油腔和环形油槽，环形油槽与ro油口连通。
[0007]在发明中，阀体上固定连接换向压盖，换向容腔是由设置在换向压盖和阀体内的空腔组成。换向容腔内滑孔的左端设有对换向阀芯左端行程限位的左限位台阶，换向压盖的左端设有对阀芯压盖右端行程限位的右限位台阶，这两个限位部的设定可精确定位换向阀芯的位置。换向阀芯上固定连接阀芯压盖，阀芯压盖的左端设有对换向阀杆右移行程限位的右限位台阶，换向阀芯的内滑孔左端设有对换向阀杆左移行程限位的左限位台阶，这两个限位部的设定可精确定位换向阀杆的位置。这四个限位部使换向阀杆移动相应位移，进而使得与换向阀杆上换向连接部连接的变速阀对应的阀芯准确处于相应的位置，实现精确的换向换档。换向容腔的左右两端各设有连通内外的通气孔隙。
[0008]在发明中，阀体上固定连接变速压盖，变速容腔是由设置在变速压盖和阀体内的空腔组成。变速压盖上设置有用于与变速滑移块接触限位的变速滑移块限位部，弹簧定位装置上设置有用于与变速滑移杆接触的变速滑移杆限位部，这两个限位部的设定可精确定位变速滑移块和变速滑移杆向右移动的终了位置，从而使变速滑移杆移动相应的位移，进而使得与变速滑移杆上变速连接部相连的变速阀对应的阀芯准确处于相应的位置，实现精确变速换档切换。变速滑移杆限位部可以是T形弹簧座，T形弹簧座的横端与弹簧定位装置接触连接，T形弹簧座的竖端与变速滑移杆复位弹簧相套接，也即变速滑移杆复位弹簧的右端套接在T形弹簧座上。弹簧定位装置可以是一个挡圈，在变速滑移块的内滑孔右段侧壁设有环形槽，挡圈卡接在环形槽内，T形弹簧座的横端与挡圈接触连接。弹簧定位装置还可以是其他结构例如螺接在变速滑移块右端的滑移块压盖。变速压盖和滑移块压盖上均设置有连通其两侧的通气孔，在变速滑移块和变速滑移杆的移动过程中，通气孔可起到进排气的作用，防止在变速容腔和变速滑移块内孔内出现负压或正压，影响换档速度和精确性。
[0009]换向压盖和变速压盖均通过螺栓与阀体固定连接，其中换向容腔和变速容腔均设置在阀体内。
[0010]本发明与现有的技术相比，本发明采用液压控制、液压驱动、弹簧回位和机械限位，可直接安装在变速器中，不需调整，不易磨损。结构简单，成本低廉，操作轻便，性能可靠，功能齐全等优点。
【附图说明】
[0011 ]图1是本发明一种液压换向变速执行机构的示意图；
图2是图1的C-C向视图；
图3是图1的B-B向视图；
图4是图1的A-A向视图。
[0012]其中:阀体1、换向阀芯2、换向阀杆3、阀芯压盖4、换向阀杆复位弹簧5、密封圈6、换向阀芯(变速滑移块)复位弹簧7、螺栓8、换向压盖(变速压盖)9、变速滑移块10、变速滑移杆
11、变速滑移杆复位弹簧12、T形弹簧座13、挡圈14。
【具体实施方式】
[0013]下面结合【附图说明】具体实施方案。
[0014]如附图1-4所示，液压换向变速执行机构包括阀体I以及四位变速换档机构B-B和三位换向机构C-C，四位变速换档机构B-B包括一个柱状的变速容腔，变速容腔设置在阀体I内，在变速容腔左端设有开口，右端设有变速压盖9，变速压盖9通过螺栓8固定在阀体I上，在变速容腔内滑设筒状的变速滑移块10，变速滑移块10与变速压盖9之间设有变速滑移块复位弹簧7，在变速容腔内滑孔左端与变速滑移块10之间设有推动变速滑移块10向右移动的第三油腔，第三油腔与变速容腔侧壁上的PC油口连通;在变速滑移块10内滑设变速滑移杆11，在变速滑移块10的内滑孔右端侧壁设有环形槽，在环形槽内嵌有挡圈14。变速滑移杆11与挡圈14之间设变速滑移杆复位弹簧12，在变速滑移块10与变速滑移杆11之间设有推动变速滑移杆11相对变速滑移块10向右移动的第四油腔，第四油腔经管路与变速容腔侧壁上的ro油口连通;变速滑移杆11的左端设有变速连接部，变速滑移块1相对于阀体I的最大位移不等于变速滑移杆11相对于变速滑移块10的最大位移。在阀体I上同时还通过螺栓8固定连接换向压盖9，在换向压盖9和阀体I内的空腔组成三位换向机构C-C的柱状换向容腔，在换向容腔内滑设有筒状的换向阀芯2，换向阀芯2右端设有阀芯压盖4，换向阀芯2与阀芯压盖4之间设有密封圈6，阀芯压盖4通过螺栓8固定在换向阀芯2上，换向阀芯2与换向压盖9之间设有换向阀芯复位弹簧7，在换向容腔内滑孔左端与换向阀芯2之间设有推动换向阀芯2向右移动的第一油腔，第一油腔与换向容腔侧壁上的PA油口连通;换向阀芯2内滑设换向阀杆3，换向阀杆3的左端与换向阀芯2的左端设有换向阀杆复位弹簧5，在换向阀杆3的右端与换向阀芯2的内滑孔之间设有推动换向阀杆3相对换向阀芯2向左移动的第二油腔，第二油腔经管路与换向容腔侧壁上的PB油口连通，换向阀杆3的左端设有换向连接部，换向阀杆3相对于换向阀芯2的最大位移等于换向阀芯2相对于换向油腔的最大位移。阀体I内设置有系统进出油管路与换向、变速油腔侧壁上的PA、PB、PC、H)油口各自连通。
[0015]在本实施例中，为了避免换向阀芯2与换向阀杆3两端的空间因换向阀芯2与换向阀杆3的左右移动而造成正压或负压，换向容腔的两端的空间均不是封闭的，在换向压盖9及阀体I上均设有将换向容腔两端空间与外部连通的通气空隙。而在四位变速换档机构中，变速压盖9对变速滑移块10向右移动的距离进行限位，使得变速滑移块10自最左端向右移动的最远距离确定，同样在变速滑移块10内也是有对变速滑移杆11进行右限位的限位部，该限位部为T形弹簧座13，其横端与挡圈14接触连接，T形弹簧座13的竖端与变速滑移杆复位弹簧12的右端套接，当变速滑移杆11相对变速滑移块1向右移动到最右位置时，变速滑移杆11与T形弹簧座12的竖端接触而限位。
[0016]在本实施例应用于换向变速控制系统例如在推土机的换向变速控制系统中应用时，变速滑移杆11的变速连接部与变速阀中变速阀芯连接，换向阀杆3的换向连接部与变速阀中换向阀芯连接，其换向变速原理如下:
变速第一档:PC、ro油口与油箱回油管路连通，变速滑移块10在变速滑移块复位弹簧7、变速滑移杆11在变速滑移杆复位弹簧12的弹力作用下移动到最左的位置，第三油腔和第四油腔内的液压油则通过PC油口和PD油口流进油箱回油管路中，此时变速滑移杆11左端的变速连接部处于最左端的一个定点位置，与变速连接部相连接的变速阀中对应的变速阀芯也相应地处于最左端的一个定点位置，与第一个档位对应。
[0017]变速第二档:PC油口与系统进油管路连通，PD油口与油箱回油管路连通，在变速滑移杆复位弹簧12的作用下，第四油腔内的液压油经PD油口进入到油箱回油管路，而系统液压油从系统进油管路经PC油口进入到第三油腔，推动变速滑移块10向右移动直到变速滑移块10的右端与变速压盖9接触限位为止，其从最左端移动到最右端的距离为Dl，在变速滑移块10向右移动的过程中，变速滑移块1也带动变速滑移杆11向右移动DI的距离，变速滑移杆11左端的变速连接部也同样向右移动Dl的距离，变速阀中对应的变速阀芯也相应地移动与最右端距离为Dl的第二个定点位置，与第二个档位对应。
[0018]变速第三档:PD油口与系统进油管路连通，PC油口与油箱回油管路连通，变速滑移块10在变速滑移块复位弹簧7的作用下处于最左端不动，而第四油腔充油，变速滑移杆11压缩变速滑移杆复位弹簧12相对于变速滑移块10向右移动，直至变速滑移杆11与T形弹簧座13接触限位，此时变速滑移杆11向右移动了D2距离，由于D2不等于Dl，因此变速阀中对应的变速阀芯也相应地移动与最右端距离为D2的第三个定点位置，与第三个档位对应。
[0019]变速第四档:pc、ro油口与系统进油管路连通，此时第三油腔和第四油腔也同时充油，使得变速滑移块10压缩变速滑移块复位弹簧7向右移动Dl的距离，变速滑移杆11压缩变速滑移杆复位弹簧12向右移动，相对变速滑移块10向右移动了距离D2，变速滑移杆11相对阀体一共向右移动了 D1+D2的距离，变速阀中对应的变速阀芯也相应地移动与最右端距离为D1+D2的第四个定点位置，与第四个档位对应。
[0020]换向前进档:PA油口与系统进油管路连通，PB油口与油箱回油管路连通，第一油腔通过PA油口而充油，第二油腔通过PB油口与油箱回油管路连通，换向阀芯2压缩换向阀芯复位弹簧向右移动直到与换向压盖9左限位台阶接触，此时换向阀杆3处于最右的位置，与换向阀杆3左端的换向连接部相连的变速阀中对应的换向阀芯处于相应的定点位置例如前进档的定点位置。
[0021]换向后退档:PA油口与油箱回油管路连通，PB油口与系统进油管路连通，第一油腔通过PA油口与油箱回油管路连通，换向阀芯2在换向阀芯复位弹簧7的弹力作用下向左移动直到与换向油腔的左限位台阶接触，第二油腔通过PB油口而充油，换向阀杆3压缩换向阀杆复位弹簧5向左移动直到与换向阀芯2的左限位台阶接触，此时换向阀杆3处于最左的位置，与换向阀杆3左端的换向连接部相连的变速阀中对应的换向阀芯处于另一个相应的定点位置例如后退档的定点位置。
[0022]空档位置:PA油口、PB油口与油箱回油管路连通，第一油腔与第二油腔均与油箱回油管路连通，换向阀芯2在换向阀芯复位弹簧7的弹力作用下向左移动直到与换向油腔的左限位台阶接触，换向阀杆3在换向阀杆复位弹簧5的弹力作用下向右移动直到与阀芯压盖4左端限位部接触，而使换向阀杆3处于中位，与换向阀杆2左端的换向连接部相连的变速阀中对应的换向阀芯处于第三个相应的定点位置例如中位的定点位置。
[0023]在本实施例中，通过对PA、PB、PC和PD四个油路的控制，可实现换向变速执行机构的前进、后退、中位三个档位的换向以及空档和一至三档四个档位的变速，执行机构采用液压控制、液压驱动、弹簧回位和机械限位，可直接安装在变速器中，不需调整，不易磨损。结构简单，成本低廉，操作轻便，性能可靠，功能齐全等优点。
[0024]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种液压换向变速执行机构，其特征在于包括阀体以及三位换向机构和四位变速换档机构，所述三位换向机构包括柱状的换向容腔，在换向容腔的左端设有开口，换向容腔右端设有与换向容腔侧壁固定连接的换向压盖，换向容腔内滑设筒状的换向阀芯，换向阀芯的右端与换向压盖的左端设有换向阀芯复位弹簧，换向阀芯内滑设换向阀杆，换向阀杆的左端与换向阀芯的左端设有换向阀杆复位弹簧，换向阀芯的右端设有与其固定连接的阀芯压盖，换向阀芯的右端与阀芯压盖之间设有密封圈，在换向阀芯与换向容腔之间设有推动换向阀芯向右移动的第一油腔，第一油腔与设置在换向容腔侧壁上的PA油口连通，在换向阀芯与换向阀杆之间设有推动换向阀杆向左移动的第二油腔，第二油腔经油路与设置在换向容腔侧壁上的PB油口连通，换向滑杆的左端设有换向连接部;所述四位变速换档机构包括柱状的变速容腔，在变速容腔的左端设有开口，变速容腔的右端设有与变速容腔侧壁固定连接的变速压盖，变速容腔内滑设筒状的变速滑移块，变速滑移块与变速压盖之间设有变速滑移块复位弹簧，在变速容腔与变速滑移块之间设有推动变速滑移块向右移动的第三油腔，第三油腔与变速容腔侧壁上的PC油口连通;在变速滑移块的右端设有与其固定连接的弹簧定位装置，在变速滑移块内滑设变速滑移杆，变速滑移杆与弹簧定位装置之间设变速滑移杆复位弹簧，在变速滑移块与变速滑移杆之间设有推动变速滑移杆相对变速滑移块向右移动的第四油腔，第四油腔经油路与变速容腔侧壁上的ro油口连通，变速滑移杆的左端设有变速连接部，变速滑移块相对于变速容腔侧壁的最大位移不等于变速滑移杆相对于变速滑移块的最大位移;所述阀体上设置有系统进油管路和油箱回油管路与PA、PB、PC、PD油口各自相连接。2.根据权利要求1所述的液压换向变速执行机构，其特征在于所述变速压盖上设置有用于与变速滑移块接触限位的变速滑移块限位部，所述弹簧定位装置上设有用于与变速滑移杆接触限位的变速滑移杆限位部。3.根据权利要求2所述的液压换向变速执行机构，其特征在于所述变速滑移杆限位部为T形弹簧座，所述T形弹簧座的横端与所述弹簧定位装置接触连接，T形弹簧座的竖端与所述变速滑移杆复位弹簧相套接。4.根据权利要求3所述的液压换向变速执行机构，其特征在于所述变速滑移块的内滑孔的左端孔壁上设有环形槽，所述弹簧定位装置是卡接在环形槽内的挡圈。5.根据权利要求3或4所述的液压换向变速执行机构，其特征在于所述弹簧定位装置为螺接在变速滑移块左端的变速滑移块压盖。6.根据权利要求5所述的液压换向变速执行机构，其特征在于所述变速滑移块压盖上设有连通其两侧的通气孔;所述变速压盖设置有连通其两侧的通气孔。7.根据权利要求1所述的液压换向变速执行机构，其特征在于所述换向容腔的左端设有对换向阀芯左端行程限位的限位部。8.根据权利要求1所述的液压换向变速执行机构，其特征在于所述换向压盖的左端设有对阀芯压盖右端行程限位的限位部。9.根据权利要求1所述的液压换向变速执行机构，其特征在于所述换向阀芯的左端设有对换向阀杆左端行程限位的限位部。10.根据权利要求1所述的液压换向变速执行机构，其特征在于所述阀芯压盖的左端设有对换向阀杆右端行程限位的限位部。
【文档编号】F16H61/00GK105972196SQ201610571422
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年7月19日
【发明人】农宝华, 韦辽, 刘著界
【申请人】广西正匠农业科技有限公司