一种液压换向阀装置及搭载该装置的工程机械的制作方法

本实用新型涉及液压阀领域，尤其涉及一种液压换向阀装置及搭载该装置的工程机械。

背景技术：

在现有技术中，如图1所示，在控制换向阀阀芯的各先导控制压力信号线103、104上并联设置节流阀101和单向阀102(即外接单向节流阀)，在工程机械上,尤其是液压挖机的操作切换用换向阀107上适用。图1上没有显示液压执行元件动作后，换向阀阀阀芯108回到中位时，为了防止阀芯108急速回位导致的冲击，主阀芯108在两端回位弹簧109的作用下回到中位的过程中，阀芯的回位速度受到来自先导油腔110排油的影响，先导油腔110中的液压油通过节流阀101排出，以放缓阀芯回位速度来减轻停止时的冲击，同时为了防止液压执行元件动作时的响应性变差，与上述节流阀101并行设置单向阀102油路。即达到快速提高液压执行元件响应性的同时可以降低停止冲击的目的。

如图1所示，在换向阀阀芯两端均采用串接单向节流阀，启动时先导压力信号通过单向阀102供应到液控先导腔110，但是阀芯另一端先导油腔的压力油只能通过节流阀101排油，因此减缓阀芯移动的速度，导致启动时的响应性非常差。按照过去技术，启动停止时快速 操作先导手柄的话，如果在主阀芯控制腔单侧设置单向节流阀时,可以减缓停止时的冲击，同时保证启动时的响应性，但是如果在主阀芯两端控制腔均设置单向节流阀，因为启动时产生节流作用，所以操作性上会产生滞后等问题。

为了解决上述问题，提出了如图2所示的液压原理。在主阀阀芯两端的先导控制油路203、204上，设置与节流阀201并行的液控阀202，启动时该先导压力信号通过油路208作用到排油测的液控阀202上,并使其打开，消除图1结构先导控制油路回油侧的节流影响，提高了启动时主阀芯的响应性。虽然图2所述的液压远离可以提高启动时的响应特性，但是结构非常复杂，且图1和图2中的技术都必须设置先导液压管路，因此油路布局，装配及配管等方面都非常繁琐复杂，还要在液压挖机上设置操作多个液压执行元件的换向阀，成本也非常高。

因此，目前亟待提供一种布局简单、结构紧凑的多路阀油路，以解决上述问题。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本申请记载了一种液压换向阀装置，所述换向阀装置与液压执行单元相连，所述换向阀装置包括：

阀体，位于所述换向阀装置的中间，所述阀体内部设置有多条油路、泵进油口、所述液压执行单元的进油口和回油口以及多路阀回油口；

泵，与所述阀体中的各条油路通过所述泵进油口连接；

左推动装置，位于所述阀体的左侧，所述阀体中的阀芯的左侧伸出所述阀体并伸入所述左推动装置中，所述左推动装置用以控制所述阀体向右滑动；

右推动装置，位于所述阀体的右侧，所述阀芯的右侧伸出所述阀体并伸入所述右推动装置中，所述右推动装置用以控制所述阀体向左滑动；

先导泵，分别与所述左推动装置和所述右推动装置相连，用以向所述左推动装置和/或所述右推动装置传送液压油。

较佳的，所述左推动装置包括：

左端盖，所述左端盖呈中空结构，固定安装在所述阀体的左侧，所述阀芯的左侧伸出部分位于所述左端盖内；

左弹簧，位于所述左端盖的内部，一端与所述左端盖相抵接，另一端与所述阀体的左侧伸出部分相抵接；

导杆机构，固定连接在所述阀芯左侧伸出部分，且位于所述左弹簧的内部；

左弹簧盖，所述左弹簧盖固定设置在所述左端盖的内部，所述左弹簧盖内部中空，所述导杆机构伸入所述左弹簧盖内，所述导杆机构与所述左弹簧盖之间形成先导小油腔，所述导杆机构在所述先导小油腔中左右滑动。

较佳的，所述导杆机构中设置有连通所述先导泵的第一油路以及分别与所述第一油路、所述先导小油腔相连的第二油路，所述第二油 路中设置有单向阀。

较佳的，所述导杆机构的下部、所述左弹簧盖的下部以及所述左端盖的上部构成一先导油腔。

较佳的，所述左弹簧盖的内径与所述导杆机构的外径之间间隙配合，所述导杆机构沿所述左弹簧盖的的内径部分左右滑动。

较佳的，所述左弹簧盖的内径深度大于2倍的所述阀芯的有效行程。

较佳的，所述导杆机构的外径上设置有沟槽，所述先导油腔与所述先导小油腔通过所述沟槽及所述导杆机构的外圆周而连通。

较佳的，所述左推动装置还包括一左弹簧座，所述左弹簧座固定设置在所述阀芯的左侧端，且所述左弹簧的一端低接在所述左弹簧座上。

较佳的，所述右推动装置包括：

右端盖，所述右端盖呈中空结构，固定安装在所述阀体的右侧，所述阀芯的右侧伸出部分位于所述右端盖内；

右弹簧，位于所述右端盖的内部，一端与所述右端盖相抵接，另一端与所述阀体的右侧伸出部分相抵接。

本实用新型还提供了一种工程机械，包括所述的液压换向阀装置。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：通过本实用新型提供的液压换向阀装置，可以用非常简单的结构来解决过去技术中存在的停止时产生冲击和启动时响应性慢的问题，而且，先导压力信号油路上 不需要追加其他任何阀体，因此成本低、可靠性高，也就是可以大幅度提高工程机械的可靠性、操作性、安全性。

附图说明

参考所附附图，以更加充分的描述本实用新型的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本实用新型范围的限制。

图1为现有技术中液压换向阀的结构示意图一；

图2为现有技术中液压换向阀的结构示意图二；

图3为本实用新型提供的一种液压换向阀装置的结构示意图；

图4A为本实用新型提供的一种液压换向阀装置中阀芯处于中位时的结构示意图；

图4B为本实用新型提供的一种液压换向阀装置中阀芯移动时的结构示意图；

图4C为本实用新型提供的一种液压换向阀装置中阀芯处于行程末端时的结构示意图；

图4D为本实用新型提供的一种液压换向阀装置中沟槽的结构示意图；

图5为本实用新型提供的一种液压换向阀装置的另一种结构示意图。

附图中：101、节流阀；102、单向阀；103、压力信号线；104、压力信号线；107、换向阀；108、阀芯；109、弹簧；110、先导油腔；201、节流阀；202、液控阀；203、先导控制油路；204、先导控制油 路；208、先导控制油路；301、阀体；302、泵；303、液压执行单元；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、阀芯；313、阀芯伸出部分；316、左弹簧座；318、左弹簧；319、右弹簧；320、左端盖；322、先导油腔；324、先导小油腔；328、单向阀；332、先导阀；333、油路；335、先导泵；336、左弹簧盖；338、第一油路；339、沟槽；340、内径；341、导杆机构；342、对中弹簧；345、外径；346、第二油路346；350、小径铰孔；351、右端盖；352、右弹簧座；P、泵进油口；CyA、进油口；CyB、回油口；T、多路阀回油口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型一种液压换向阀装置及搭载该装置的工程机械进行详细说明。

如图3所示，一种液压换向阀装置，与液压执行单元303相连，包括：

阀体301，位于所述换向阀装置的中间，用以切换所述换向阀装置内部油路，所述液压执行单元303与所述阀体301上的两个进油口CyA、回油口CyB通过油路相连；

泵302，与所述阀体301中的油路通过泵油口P连接；

左推动装置，位于所述阀体301的左侧且与所述阀芯312连接，用以控制阀芯312向右运动；

右推动装置，位于所述阀体301的右侧并与所述阀芯312连接， 用以控制所述阀芯312向左运动；

先导泵335，与所述左推动装置通过先导阀332相连，用以向所述左推动装置传送液压油。

其中，所述阀体301包括：

阀芯312，位于所述阀体301的中心，且所述阀芯312的两端伸出所述阀体301，并分别穿入所述左推动装置和所述右推动装置中。

所述左推动装置包括：

左端盖320，所述左端盖320呈中空结构，且所述阀芯312的左侧伸出部分位于所述左端盖320内；

左弹簧318，位于所述左端盖320的内部，一端与所述左端盖320相抵接，另一端与所述阀体301的左侧伸出部分相抵接；

导杆机构341，与所述阀芯312左侧伸出部分固定连接，且位于所述左弹簧318的内部。所述导杆机构341内设置有第二油路346。

具体来说，在本实施例提出的液压换向阀装置中，左侧推动装置包括一左端盖320，左端盖320呈中空结构。所述左弹簧318一端与左端盖320相连接，另一端与阀芯312相连接，即左弹簧318用以在左端盖320和阀芯312之间形成一弹力。

进一步来讲，所述推动装置还包括一导杆机构341，所述导杆机构341位于所述左弹簧318的内部。所述导杆机构341内设置有第二油路346，且与先导泵335通过先导阀332连接。当先导泵335通过先导阀332向导杆机构341中的第二油路346传送液压油后，液压油液作用在阀芯312上，促使所述阀芯312向右侧运动。

进一步来讲，所述导杆机构341中靠近所述阀芯312处还设置有第一油路338，先导泵335中的液压油通过第一油路338进入第二油路346。

进一步来说，所述导杆机构341中设置有单向阀328，所述导杆机构341一端与所述阀芯312固定连接，另一端与一左弹簧盖336密闭连接，所述左弹簧盖336呈中空结构，所述导杆机构341伸入所述左弹簧盖336一侧至中空结构内。此外，所述左弹簧盖336的另一侧固定设置在所述左端盖320上。

进一步来讲，所述左弹簧盖336位于所述左弹簧318的内部。

进一步来讲，所述左推动装置还包括一左弹簧座316，所述左弹簧座316固定在所述阀芯312的左侧端，且所述左弹簧318的一端抵接在所述左弹簧座316上。

进一步来讲，所述左弹簧盖336中空的部分构成一先导小油腔324，所述第二油路346联通所述先导小油腔324。

进一步来讲，在所述导杆机构341的外径345上设置沿轴方向的沟槽339。

进一步来讲，所述导杆机构341、所述左弹簧盖336、所述弹簧底座的下部以及所述左端盖320的上部，构成一先导油腔322，所述第一油路338与所述先导油腔322连通。

进一步来讲，所述右推动装置包括：

右端盖351，与所述阀体301固定连接形成一空间结构，且所述阀芯312的右侧伸入所述空间结构内；

右弹簧座352，固定设置在所述阀芯312的右端；

右弹簧319，设置在所述右弹簧座352和所述右端盖351之间，用以对所述阀芯312产生一向左的弹力。

具体来说，在阀体301的外部设置了与泵302相连的泵油口P、与液压执行单元303相连的油口CyA和CyB、与油箱304相连的回油口T。此外，各个油口均与换向阀阀体301里的多个内部油路305、306、307、308、309、310以及311相连。为了切换这些内部油路305-311，阀芯312在换向阀阀体301内进行往复运动，为了防止阀体301内各油道间液压油的泄漏，阀芯312和阀体301的阀芯312孔之间的配合间隙非常小。如图3所示，阀芯312处于阀芯312孔的中位，阀芯312两端从上述换向阀阀体301的侧面伸出，伸出部分设置了左弹簧座316和作用于左弹簧座316上的弹簧。阀芯312的伸出部分、左弹簧座316、左弹簧318及左端盖320构成先导油路液压腔。

如图4A所示，其为阀芯312位于中位时液压换向阀装置的部分结构示意图。在先导油腔322的内部，阀芯312左侧伸出部分安装了导杆机构341，并使其成为一体。弹簧的另一端通过左弹簧盖336的作用，处于预压缩状态，进而保持阀芯312处于中位。此外，左弹簧盖336的内径340部分与上述导杆机构341的外径345部分之间间隙配合，导杆机构341可沿左弹簧盖336的内径340部分自由的滑动。在左弹簧盖336的内径340的底部与导杆机构341的上部形成了先导小油腔324。值得指出的是，左弹簧盖336的内孔深度大于2倍的阀芯312有效行程，导杆机构341的外径345上面设置有轴方向的沟槽 339。

当阀芯312接近中位时，左弹簧盖336内径340底部处的先导小油腔324中的液压油通过导杆机构341外径345上的沟槽339通到先导油腔322中。在导杆机构341的内部加工了联通先导油腔322和先导小油腔324的第一油路338和第二油路346。在第二油路346上安装设置了单向阀328，保证了先导油腔322液压油流向先导小油腔324的畅通，有效的阻止了油液的倒流。

图4A、图4B和图4C依次表示的是，在先导油腔322液压油以及先导小油腔324液压油及左弹簧318的共同作用下，使阀芯312分别处于阀芯312孔的中位、移动过程及换向位置。

下面依次按照图3、图4A、图4B、图4C、图4D说明本实用新型的动作过程：

如图3所示，阀芯312在弹簧力及液压力的共同作用下，向右移动。具体如下：操作先导阀332，先导泵335的压力油通过油路作用于先导油腔322，同时，该先导压力通过导杆机构341上的第一油路338、单向阀328、第二油路346作用于先导小油腔324。先导油腔322及先导小油腔324中的压力油液作用于阀芯312上，当油液压力之和大于图中阀芯312右端的右推动机构中的右弹簧319的弹簧力时，液压力使该阀芯312向图中右方向移动。在此过程中，先导油腔322与先导小油腔324通过导杆机构341的外径345上的沟槽339及导杆机构341的外圆周而连通，因此在极短的时间内压力信号就可作用于阀芯312。即操作先导阀332的同时液压执行单元303即可动作， 使手柄与执行元件达到很好的随动性能，液压执行单元303可停止在规定的任何位置。

当先导阀332回到中位时，阀芯312两端的先导压力液压油回油箱，阀芯312在弹簧的作用下回到中位，其移动过程如图图4C、图4B、图4A顺序所示。即图4C所示阀芯312状态，当先导阀332回到中位时，阀芯312在对中右弹簧319的作用下向图中左侧移动，但是先导小油腔324内的压力油无法通过单向阀328，而是通过导杆机构341的外径345和左弹簧盖336的内径340之间的环状间隙排到先导油腔322，先导油腔322内的液压油经油道333、先导阀332回油箱。于是可以通过适当设定此环状间隙可以调整阀芯312的回位速度，这样，即使先导阀332急速回到中位，也可以缓慢关闭图3中油缸口CyA、CyB与泵油路、回油路之间的油路，因此可以大幅度降低液压执行单元303停止时的冲击。

另外，通过设定上述环状间隙的面积，然后再根据液压执行单元303的特性变更环状间隙的面积，可以设定各个液压执行单元303最合理的停止过程。另外，阀芯312从图4B或者图4C的位置回到图4A所示的中位时，先导小油腔324中的油液，在阀芯312中位附近时通过导杆机构341的外径345上的沟槽339可以流通至先导油腔322。这个位置与阀芯312油口的关闭位置基本一样。

如图3所示，当先导压力信号作用于图3所示阀芯312的先导油腔322，从而使阀芯312向图中左方移动时，先导小油腔324中的压力油通过图4A的第二油路346迅速排到先导油腔322。因此当相对 应的先导阀332操作时，阀芯312迅速启动，所以液压执行单元303的启动也就非常灵敏，因此系统的响应特性很好。

以上图3、图4A、图4B、图4C中，先导油腔322和先导小油腔324之间的节流油路由导杆机构341外径345上的沟槽339和左弹簧盖336内径340孔之间的环状间隙构成。但是如图5所示，也可以由左弹簧盖336和其外径345上设定的小径铰孔350构成。

如上所述，本实施例提供的液压换向阀装置不像过去技术那样，在先导油液压力信号线上增加新的零部件及管路，可以通过非常简单且紧凑的结构，在不影响启动响应特性的前提下降低停止时的冲击，提高操作性，从而可以间接提高主机的操作性、安全性。

另外，本实施例提供的液压换向阀装置能够应用于有多个换向阀构成的多路阀油路中，当该多路阀使用到工程机械，特别是液压挖机各个液压执行单元303的操作时，可以保证各液压执行单元303操作时良好的响应特性，同时大幅度降低停止时的冲击；即可以间接提供操作性舒适、安全优良的液压挖机。

本实施例还提供了一种工程机械，该工程机械中设置有上述液压换向阀装置。

本实施例提供的液压换向阀装置，首先在多路阀的相应的阀体301上设置了泵进油口P、液压执行单元303的进油口CyA和回油口CyB以及多路阀回油口T，各油口对应连接泵302、液压执行单元303、油箱，且该多路阀内部有与上述各油口相连的多个内部油路以及与各内部油路上装有自由滑动的阀芯312，且阀芯312的两端均从上述多 路阀的阀体301的侧面突出，在各自的突出部位设置阀盖以形成密闭的先导油腔322。在该先导油腔322内，阀芯312两端均设置弹簧座，在弹簧座外周安装相应的弹簧，先导压力信号施加到上述各先导油腔322上，通过阀芯312上两端弹簧与先到压力信号的作用以及控制阀芯312的移动。通过阀芯312的移动来控制主油路的通、断。以达到控制液压执行单元303的目的。

在如上所述的液压换向阀装置上，在先导压力油腔内部，阀芯312端部上安装有与该阀芯312连成一体的导杆机构341，导杆机构341与左弹簧盖336相配合，在导杆机构341的顶端与左弹簧盖336的内腔形成先导压力的小油腔，在导杆机构341内部设置单向阀328及油路以确保先导压力油信号到先导压力油小腔信号的畅通，反之则不通。先导压力信号施加到上述先导油腔322时通过单向阀328流到先导压力小油腔的同时，当先导压力降低且阀芯312回位到中位过程中，通过节流先导小油腔324内压力油排到先导油腔322，该阀芯312回到中位附近时，设置连通上述先导小油腔324和先导油腔322的油路，以此为特征的工程机械液压换向阀装置及搭载该装置的工程机械。

此外，以弹簧座内径340和导向杆外径345之间的环状间隙作为节流方法。

此外，在弹簧座或导向杆上设置小孔径作为节流手段。

通过本实施例提供的液压换向阀装置，可以用非常简单的结构来解决过去技术中存在的停止时产生冲击和启动时响应性慢的问题，而 且，先导压力信号油路上不需要追加其他任何阀体301，因此成本低、可靠性高，也就是可以大幅度提高工程机械的可靠性、操作性、安全性。