用于装载机换挡操纵阀的辅助调压装置的制作方法

本实用新型属于装载机传动相关技术领域，适用于装载机换挡操纵阀，更确切地说，本实用新型涉及一种用于装载机换挡操纵阀的辅助调压装置。

背景技术：

随着我国经济的快速发展,国内工程机械领域也迎来了高速发展的黄金时期,装载机在国内的应用非常广泛,广泛应用于建筑、桥梁、铁路、公路等国民经济的各个部门。由于工作的性质，装载机的工作需要经常在不断的前进和后退中进行，需要进行频繁的换档操作。因此，如此复杂的工作环境给驾驶员带来了极大的挑战。

由于装载机特殊的工作环境，为了改善驾驶员的驾乘舒适性，同时为了调高装载机的工作效率，液力自动变速箱在装载机上到了广泛的应用。为了保证装载机液力自动变速箱有着良好的换档品质，目前，国内的装载机生产厂家普遍会采用一种变速箱换档操纵阀，此换档操纵阀中有一套缓冲装置,在缓冲装置的作用下，自动变速箱的换档冲击得到了一定的控制，从而保证变速箱以比较平稳的方式进行换档。液力自动变速箱和换档操纵阀的应用在一定程度上改善了驾驶员的驾乘舒适性。因此，这类换档操纵阀在装载机领域有着广泛的应用。

参阅图1与图2，装载机换档操纵阀的缓冲装置工作原理如下：

当离合器液压缸充满压力油时，调压阀2阀芯左侧与阀体14接触，蓄能器12活塞右侧与端盖13接触，返回阀11阀芯右侧与端盖13接触，C2与C3连通。换档时，调压阀2的PG腔与新的换挡离合器液压缸连通，PG腔压力降低，返回阀11阀芯左移，使C3通道与E口连通，整个阀内压力迅速降低。

随着PG腔不断往新的离合器液压缸充油，直到灌满后，多余油液经C2、C3回到油箱。但由于此支路存在节流效果，故PG油路压力上升，直到推动调压阀2的阀芯克服弹簧力右移。随着调压阀2阀芯的右移，C2腔与C3腔逐渐断开，C2腔成为密闭腔体，因而C2腔压力迅速上升，直到作用于蓄能器12背压腔的压力油克服弹簧阻力推动活塞左移，与调压阀2阀芯一起压缩二者之间的弹簧。随着弹簧的不断压缩，液压泵来油压力随之不断上升，直至压力达到足以克服返回阀11的弹簧预紧力，使返回阀11阀芯右移，直至其右端与端盖13接触后不再移动。

此时PG腔与C3腔连通，而C3腔通过调压阀2阀芯表面的节流孔与蓄能器12及调压阀2阀芯构成的密闭弹簧强连通。原本作用在蓄能器12背压腔及调压阀2阀芯左端的液压油，因其此时通过C3口进入到弹簧腔内，使得该作用压力逐渐抵消，而调压阀2内的弹簧先前已经被压缩，在压缩弹簧力反弹作用下，蓄能器12活塞右移。直到与右侧的端盖13接触；同时，调压阀2阀芯左移，直到其左端与阀体断面接触。此后液压油压力再上升，直到与系统压力相等，其余油液从另一路流走，离合器完成结合。

从换档操纵阀的缓冲装置工作原理可以看出，由于有缓冲装置的作用，在很大程度上减缓了换档离合器的充液速率，有效的减小了换档冲击，改善装载机的换档品质，改善驾驶舒适性，而且其制造成本较低，易于在工程机械领域广泛应用。

但是这种换档操纵阀也存在一定的缺点，首先，它属于机械式调压阀，当它的结构确定时，其调压特性也就随之确定，因此调压灵活性差。其次，某一特定结构的换档操纵阀的调压特性对换档离合器的结构尺寸参数具有一定的敏感性，即对于不同结构的换档离合器，同一换档操纵阀的调压特性也不相同。

由于装载机自动变速箱高低档传动比往往相差较大，而控制相关档位的换档离合器的尺寸也会有较大的差别。当此类换档操纵阀应用于装载机时，它的调压特性不能够满足所有档位的换档品质方面的要求，在某些档位换档时会伴随较大的换档冲击，造成摩擦元件的严重磨损，不仅影响换档离合器的使用寿命，而且会给驾驶员带来噪音上的冲击感，显然此类换档操纵阀不能够适应现代工程机械的发展要求。

技术实现要素：

针对现有技术中的装载机换档操纵阀存在调压灵活性较差、难以获得较好的换档品质的问题，我们提出了一种用于装载机换挡操纵阀的辅助调压装置，所述装置加装在现有的装载机换档操纵阀上，使现有的装载机换档操纵阀固有单一的调压特性变得可以调节，改善装载机变速箱换档品质。

结合说明书附图，本实用新型的技术方案如下：

用于装载机换挡操纵阀的辅助调压装置，所述辅助调压装置由先导阀和辅助阀组成；

先导阀由先导阀体15与先导阀芯16组成，先导阀体15固定在装载机换挡操纵阀的端盖13外侧，先导阀体15顶部装有先导阀盖23，油管22经先导阀盖23与先导阀体腔体25联通，先导阀芯16底部与先导阀体15之间装有预紧弹簧，先导阀体15的侧壁开有导油孔Ⅰ26和推杆孔24；

辅助阀是由推杆17、推块18、限位套筒21、及辅助阀体19组成，辅助阀体19垂直固定于先导阀体15外侧壁，辅助阀体19端面与导油孔Ⅰ26对应的位置开有导油孔Ⅱ20，联通辅助阀内腔，推杆17置于辅助阀体19内，一端顶靠推块18，另一端依次穿过先为套筒21、先导阀体15侧壁和装载机换挡操纵阀的端盖13，顶靠在蓄能器活塞底部，推块18安装在辅助阀体19底端，限位套筒21安装在辅助阀体19口端，推块18与限位套筒21装有复位弹簧；

用于装载机换挡操纵阀的辅助调压装置，其中，所述推块18为凹槽形推块，开口方向与辅助阀相同，推杆17顶靠在推块18内，预紧弹簧均安装在推块18与限位套筒21内侧。

换挡离合器油缸的液压油流经先导阀盖23，克服预紧弹簧预紧力，将先导阀芯16顶开，液压油进入先导阀腔体25，再经导油孔Ⅰ26、导油孔Ⅱ20进入辅助阀，作用于辅助阀体19内的推块18，推块18在液压油的作用下，克服复位弹簧的弹力，推动推杆17滑移，并最终作用于蓄能器活塞，进而改变缓冲装置的缓冲作用，达到调节缓冲装置调压特性的作用。滑动过程中，推杆左侧的限位套筒限制推块对推杆的过渡位移。当该换档离合器油缸不工作时，先导阀在自身弹簧预紧力的作用下处于顶部，此时先导阀处于关闭状态，来自油泵的油液无法通过先导阀体15，推杆17不会对蓄能器活塞施加作用力，所以换档操纵阀的调压特性保持不变。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型由于是加装在原有的换档操纵阀上，原换档操纵阀固有的调压特性不仅得到保留，而且在辅助调压装置的作用下，使得换档操纵阀的调压特性可以调节。因此采用本实用新型辅助调压装置的换档操纵阀能够满足自动变速箱更多档位的换档品质要求，达到改善驾驶员驾乘舒适性、提高滑磨元件使用寿命的目的。

附图说明

图1是现有装载机换档操纵阀装配结构图；

图2是图1的液压原理图；

图3是本实用新型的辅助调压装置与换档操纵阀装配结构图；

图4是图3的液压原理图；

图5是本实用新型辅助调压装置中，先导阀体结构示意图。

图中：

1-控制压力阀， 2-调压阀，3-换档阀Ⅳ，4-电磁阀Ⅳ，5-电磁阀Ⅲ，

6-电磁阀Ⅱ，7-电磁阀Ⅰ，8-换档阀Ⅰ，9-换档阀Ⅱ，10-换档阀Ⅲ，

11-返回阀，12-蓄能器，13-端盖，14-换挡操纵阀体，15-先导阀体，

16-先导阀芯，17-推杆，18-推块，19-辅助阀体，20-导油孔Ⅱ，

21-限位套筒，22-油管，23-先导阀盖，24-推杆孔，25-先导阀腔体，

26-导油孔Ⅰ。

具体实施方式

为了进一步阐述本实用新型的技术方案，结合说明书附图，本使用新型的具体实施方式如下：

由于决定自动变速箱换档品质的决定性因素是换档操纵阀中的缓冲装置，即蓄能器的相关参数对换档品质影响较大。因此，本实用新型采用在原换档操纵阀的基础上外加先导阀和辅助阀组成的辅助调压装置，以达到调节缓冲装置的调压特性的目的。

参阅图1与图2，装载机换档操纵阀由四个电磁阀、四个换档阀、缓冲装置等液压元件组成。缓冲装置由蓄能器12、调压阀2及返回阀11组成，其中调压阀2与蓄能器12组装在一起，两个阀共用一个弹簧，返回阀11位于调压阀2与蓄能器12的下面。当装载机换档时，在缓冲装置的作用下，换档离合器结合元件以比较平稳的方式结合，减小换档冲击。控制压力阀1位于换档操纵阀的右上角，油泵来油经控制压力阀1的调压作用后，进入到液力变矩器进油口。

换档阀Ⅰ8和换档阀Ⅲ10位于换档操纵阀的最下端，换档阀Ⅱ9位于返回阀11的左侧，换档阀Ⅳ3位于换档操纵阀的左上角，换档阀Ⅳ3和换档阀Ⅰ8为二位四通阀，而换档阀Ⅱ9和换档阀Ⅲ10为二位七通阀。其中换档阀Ⅰ8和换档阀Ⅲ10串联作用，换档阀Ⅳ3和换档阀Ⅱ9串联作用。电磁阀位于换档操纵阀的最右侧，其中电磁阀Ⅳ4、电磁阀Ⅲ5、电磁阀Ⅱ6、电磁阀Ⅰ7分别控制换档阀Ⅳ3、换档阀Ⅲ10、换档阀Ⅱ9、换档阀Ⅰ8。当电磁阀通电时，电磁阀衔铁克服换档阀弹簧预紧力，推动换档阀动作；当电磁阀断电时，换档阀在弹簧力的作用下处于自由状态下。

当装载机进行换档时，油泵来油经过缓冲装置的调节作用后，一路进入换档阀Ⅰ8和换档阀Ⅲ10，在经过电磁阀Ⅰ7和电磁阀Ⅲ5的控制作用下，最终液压油进入换档离合器油缸。换档阀Ⅲ10有三个出口，因而液压油经换档阀Ⅰ8和换档阀Ⅲ10后，可以实现对换档离合器KV、KR及K4的控制；另一路则进入换档阀Ⅳ3和换档阀Ⅱ9，在经过电磁阀Ⅳ4和电磁阀Ⅱ6的控制作用下，最终液压油经进入换档离合器油缸，换档阀Ⅱ9也有三个出口，因而液压油经换档阀Ⅳ3和换档阀Ⅱ9后，可以实现对换档离合器K1、K2及K3的控制。因此，在两条支路的作用下，可以实现对换档离合器KV、KR、K4和K1、K2、K3的控制，最终变速箱可以实现9个档位，即六个前进档和三个后退档。

参阅图3与图5，如图3和图5所示，辅助调压装置由先导阀和辅助阀组成，先导阀由先导阀体15与先导阀芯16组成，所述先导阀体15垂直于蓄能器活塞设置，先导阀体15侧壁通过螺栓固定在端盖13上，先导阀体15上方装有先导阀盖23，油管22经先导阀盖23与先导阀腔体25联通，先导阀顶部的油管22连接换档离合器油路，先导阀芯16底部与先导阀体15之间装有预紧弹簧。当该换档离合器工作时，液压油同时作用于先导阀芯16，控制先导阀的启闭。如图5所示，所述先导阀体15的侧壁，垂直先导阀轴线方向，开有导油孔Ⅰ26和推杆孔24。上部的导油孔Ⅰ26与先导阀PG口连接，此时来自油泵的液压油通过先导阀盖23由先导阀P口进入经PG口流出，将来自油泵的液压油导向右侧辅助阀。

辅助阀是由推杆17、凹槽形的推块18、限位套筒21、复位弹簧及辅助阀体19组成。辅助阀体19与蓄能器活塞同轴设置，辅助阀体19通过螺栓与先导阀体15的侧面固定连接，辅助阀体19从连接端面开始，沿辅助阀轴向开有导油孔Ⅱ20，导油孔Ⅱ20位置与导油孔Ⅰ相对应，导油孔Ⅱ20联通于先导阀腔体25与辅助阀阀体内腔。液压油从油管22进入先导阀腔体25，后依次经导油孔Ⅰ、导油孔Ⅱ20进入辅助阀体的内腔。如图3所示，在辅助阀体19的底端装有凹槽形的推块18，推块18开口方向与辅助阀相同。在辅助阀体19的口端装有限位套筒21，限位套筒21的尺寸与推块18相对应，以一定范围内限制推块18的过度位移。推杆17安装在推块18内，一端顶在推块18的的底部，另一端依次穿过辅助阀体端面、先导阀体15侧面的推杆孔24、装载机换挡操纵阀的端盖13，最后顶靠在蓄能器活塞低端。推杆孔24的作用是为推杆17提供支撑和定位。在推杆17与推块18、限位套筒21之间的间隙处分别装有复位弹簧。

参阅图3与图4，本实用新型的辅助调压装置的工作原理如下：

从前述的换档操纵阀工作原理可知，换档操纵阀的调压特性主要取决于蓄能器相关组件的参数，尤其是蓄能器弹簧刚度的作用。在没有辅助调压装置的作用下，换档操纵阀的调压特性就会变得单一而不可调节，从而导致变速箱的换档品质较差。而在原换档操纵阀的基础上增加一套辅助调压装置来调节蓄能器，实质上相当于调节蓄能器弹簧刚度，因而会在一定程度上改善变速箱原有的换档品质。

下面以升档(一挡升二挡)为例简述带有辅助调压装置的换档操纵阀的工作过程：

当驾驶员给出升档信号时，左侧的换档操纵阀开始动作，当控制实现二档的换档离合器油缸充满油液时，油压开始上升。首先来自调压阀2的PG口油液作用于蓄能器12背压腔，油压也开始上升，蓄能器12活塞即将克服弹簧预紧力而向左运动。

同时流向换档离合油缸的油液通过反馈油管22作用于先导阀芯16的顶部，当压力升高到能够克服先导阀中预紧弹簧的预紧力时，先导阀开启，液压泵来油由先导阀P口进入经PG口流出，通过辅助调压装置导油孔Ⅱ20作用于推块18，最终推块18推动推杆17也作用于蓄能器12。

由此可以看出，在升档的过程中，蓄能器12背压腔压力油和推杆17同时对蓄能器活塞施加作用力，改变了蓄能器活塞的运动速度，从而也改变了换档离合器油缸的充液速率，即改变了换档操纵阀的调压特性。

需要注意的是，一般情况下，原有的换档操纵阀调压特性单一，仅能够满足一部分档位的换档品质要求，而不可能满足所有档位的换档品质要求，在其它档位时可能会出现换档时间过长，换档离合器磨损增加、寿命降低等问题。因此，本实用新型所述的辅助调压装置只在那些换档品质不好的档位变换时工作，而在那些原本有着较好换档品质的档位变换时不参与工作。

综上，本实用新型的作用在于，既可以在保留原调压特性，又可在某些档位使其调压特性发生变化，以适应变速箱换档品质的要求。因此，在采用换档操纵阀的多档位自动变速箱，本实用新型将会在很大程度上改善变速箱换档品质，提高变速箱换档元件的使用寿命，改善驾驶员的驾乘舒适性。