一种带双泵合流功能的负载敏感多路阀的制作方法

1.本发明涉及直臂随车起重机液压技术领域，尤其涉及一种带双泵合流功能的负载敏感多路阀。


背景技术：

2.直臂随车起重机是一种安装在汽车底盘上、能在一定范围内装卸重物的多用途机械，具有快速、灵活、便捷、吊装运输一体化的特点，广泛应用于设备装卸、园林绿化、市政建设等吊装运输领域。近年来，随着市场与技术的发展，高效快速节能等时代理念正成为随车起重机的技术发展趋势。
3.直臂随车起重机作业的主要操作动作，包括伸缩、卷扬、变幅及回转，上车多路阀是这些液压动作控制系统的核心元件。目前，直臂随车起重机主流采用单油泵供油、比例多路阀控制系统，由于直臂起重机各个主要操作动作，对系统流量、压力的需求要求差异很大，现有的单泵供油系统难以满足高效率、低能耗精确控制等要求，同时，受底盘发动机动力特性的限制，大排量单泵系统也难以解决高负载压力下的发动机憋压熄火问题。
4.实用新型专利申请号202010424973.3公开了一种直臂随车起重机用合流比例多路换向阀及工作方法，从卷扬联换向阀两输出工作油口采集负载压力信号，采用卷扬动作时第一油泵与第二油泵合流、其余状态均不合流的多路阀装置与工作方法，仅能实现卷扬动作时的双泵合流，且第一泵与第二泵所处的两侧设置压力应相同，否则，当回转联一侧设定的压力低时，合流状态卷扬联一侧ls油路压力受回转联一侧的压力拉低，造成合流状态整个系统压力上不来；而当卷扬联一侧与回转联一侧的压力调定均一样足够高时，发动机底盘的发动机又可能因输出功率或扭矩不足而憋压熄火。
5.实用新型专利申请号2017109447089.6公开了一种随车起重机多路阀换向装置，涉及对象的是开关型多路阀而不是本发明的比例芯多路阀，其工作联间不能任意复合作业，动作超控性、流量匹配性均差、能耗也大，已不能满足现阶段随车起重机产品的技术发展的要求。


技术实现要素：

6.本发明针对以上问题，提供了一种直臂随车起重机动作效率高、避免发动机憋压熄火、回转联操作状态下合流时回转动作平稳的一种带双泵合流功能的负载敏感多路阀。
7.本发明的技术方案是：一种带双泵合流功能的负载敏感多路阀，包括第一泵进油控制联、比例换向阀工作联、合流控制联、回转换向联和第二泵进油控制联；所述第一泵进油控制联通过第一定量油泵向所述比例换向阀工作联供油；所述第二泵进油控制联通过第二定量油泵向所述回转换向联供油；所述合流控制联设置于所述第一泵进油控制联与第二泵进油控制联之间，控制所述第一定量油泵与第二定量油泵的分合流；所述合流控制联包括液控换向阀；
所述液控换向阀的控制油口与所述回转换向联中a油口连通；所述回转换向联通过所述液控换向阀控制第一定量油泵与第二定量油泵的合流通道的通断，实现在所述转换向联工作状态时，所述第二定量油泵独立向所述转换向联供油。
8.所述合流控制联还包括阻尼；所述阻尼设置在所述液控换向阀的弹簧腔回油油路上，用于控制所述液控换向阀的阀芯换向动作速度。
9.所述回转换向联包括回转换向阀和压力匹配器六；所述回转换向阀的工作油口一与进油口 p1 和进油口 p2连通；所述回转换向阀的工作油口二与回油口 t1和回油口 t2连通；所述回转换向阀的另外两工作油口与压力匹配阀相通；所述液控换向阀的两工作油口与压力匹配器控制油口一和工作油口一连通，并通过所述第二泵进油控制联实现油口 mls1 与 mls2 的连通。
10.所述回转换向联还包括第一限压溢流阀六和第二限压溢流阀六；所述第一限压溢流阀六的一端与回油口t2连通，另一端与a4工作油口连通；所述第二限压溢流阀六的一端与回油口t2连通，另一端与b4工作油口连通。
11.所述第二泵进油控制联包括单向阀、压力切换阀、阻尼七和三通流量阀七；所述进油口p2通过所述单向阀向所述回转换向联供油，并与所述三通流量阀七的进油口连通；所述三通流量阀七的出油口和阻尼七分别与回油口t2连通；负载敏感油路 ls2通过所述压力切换阀与三通流量阀七的弹簧腔及阻尼七的工作油口汇通。
12.所述第一泵进油控制联包括三通流量阀一、阻尼一和负载敏感ls油路限压溢流阀；ls1控制油路与回油口t1通过阻尼连通；所述三通流量阀的工作油口一与进油口p1连通，工作油口二与回油口t1连通；所述负载敏感ls1油路限压溢流阀的油口一与回油口t1连通，油口二与负载敏感油路测压油口mls1连通；所述三通流量阀一的控制油口连接于所述负载敏感ls1油路限压溢流阀与负载敏感油路测压油口mls1之间连接油路上。
13.所述比例换向阀工作联包括伸缩换向联、卷扬换向联和变幅换向联中一种或任意多种的组合。
14.所述伸缩换向联包括伸缩换向阀和压力匹配器二；所述伸缩换向阀的工作油口一与进油口p1连通，工作油口二与回油口t1连通；所述压力匹配器二的控制油口与工作油口一与所述第二泵进油控制联导通；所述伸缩换向阀与压力匹配阀二连通，通过所述压力匹配阀二控制所述伸缩换向阀的阀口压差，以实现伸缩换向阀的比例控制。
15.所述卷扬换向联包括卷扬换向阀和压力匹配器三；所述卷扬换向阀的工作油口一与进油口p1连通，工作油口二与回油口t1连通；
所述压力匹配器三的控制油口与工作油口一与所述第二泵进油控制联的导通；所述卷扬换向阀与压力匹配阀三连通，通过所述压力匹配阀三控制所述卷扬换向阀的阀口压差，以实现卷扬换向阀的比例控制。
16.所述变幅换向联包括变幅换向阀和压力匹配器四；所述变幅换向阀的工作油口一与进油口p1连通，工作油口二与回油口t1连通；所述压力匹配器四的控制油口与工作油口一与所述第二泵进油控制联的导通；所述变幅换向阀与压力匹配阀四连通，通过所述压力匹配阀四控制所述变幅换向阀的阀口压差，以实现变幅换向阀的比例控制。
17.本发明中第一泵进油控制联与第一定量油泵连接，并向比例换向阀工作联供油，第二泵进油控制联与第二定量油泵连接，向回转换向联供油，当回转换向联不工作时，通过单向阀及合流控制联的液控换向阀，使第二定量油泵与第一定量油泵合流，两泵同时向比例换向阀工作联供油，提高作业效率；当回转换向联工作时，合流控制联的液控换向阀切断第二定量油泵与第一定量油泵的合流通道，第二定量油泵向回转换向联独立供油，实现回转动作流量匹配、降低能耗与系统温升。
18.第二泵进油控制联的三通流量阀七的弹簧腔控制口与第二油泵系统的负载敏感油路 ls2间，设置有与单向阀配合的压力切换阀，使第二油泵系统能实现不同工作压力等级设置，确保系统在合流状态下与发动机输出功率及扭矩能实现平衡、避免发动机工作时的憋压熄火现象。单向阀的另一个作用是使第一油泵系统的液压冲击不会传递到第二油泵上，确保第二定量油泵能采用价廉的中压齿轮泵，以降低系统的制造成本。
附图说明
19.图1是本发明的液压原理示意图，图2是图1中a区域放大结构示意图，图3是合流控制联采用梭阀时的液压原理图；图中1是第一泵进油控制联、11是三通流量阀一、12是过滤器、13是阻尼、14是负载敏感ls油路限压溢流阀、2是伸缩换向联、21是伸缩换向阀、22是压力匹配器二、23是第一限压溢流阀二、24是第二限压溢流阀二、3是卷扬换向联、31是卷扬换向阀、32是压力匹配器三、33是第一限压溢流阀三、34是第二限压溢流阀三、4是变幅换向联、41是变幅换向阀、42是压力匹配器四、43是第一限压溢流阀四、44是第二限压溢流阀四、5是合流控制联、51是液控换向阀、52是阻尼、53是梭阀、6是回转换向联、61是回转换向阀、62是压力匹配器六、63是第一限压溢流阀六、64是第二限压溢流阀六、7是第二泵进油联、71是单向阀、72是压力切换阀、73是阻尼、74是三通流量阀七。
具体实施方式
20.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
21.本发明如图1
‑
3所示，图中mls1是负载敏感油路测压油口mls1、mls2是负载敏感油路测压油口mls2； p1是第一油泵供油口、p2是第二油泵供油口； mp1是第一油泵测压口、
mp2是第二油泵测压口。
22.一种带双泵合流功能的负载敏感多路阀，包括第一泵进油控制联1、比例换向阀工作联、合流控制联5、回转换向联6和第二泵进油控制联7；所述第一泵进油控制联1通过第一定量油泵向所述比例换向阀工作联供油；所述第二泵进油控制联7通过第二定量油泵向所述回转换向联6供油；所述合流控制联5设置于所述第一泵进油控制联1与第二泵进油控制联7之间，控制所述第一定量油泵与第二定量油泵的分合流；所述合流控制联5包括液控换向阀51；所述液控换向阀51的控制油口与所述回转换向联6中a油口连通，本案该方式避开了传统的通过梭阀、从回转换向阀两工作油口a6、b6取控制油来控制液控换向阀51的形式，简化了回路，也缩短了回转换向联6的动作反应时间、提高了其动态响应性能；所述回转换向联6通过所述液控换向阀51控制第一定量油泵与第二定量油泵的合流通道的通断，实现在所述转换向联6工作状态时，所述第二定量油泵独立向所述转换向联6供油。
23.合流控制联 5 通过液控换向阀51实现两油泵（第一定量油泵与第二定量油泵）主油路的通断及两油泵系统负载敏感信号油路 ls1 （图1中液控换向阀51与mls1虚线连接部分，剩余右侧虚线部分为ls2）与 ls2通断的同步控制。
24.液控换向阀 51的两侧工作油口分别与并列安装在其两侧的第一油泵系统和第二油泵系统的主油路、负载敏感信号油路 ls1和ls2相连。
25.进一步拓展，所述合流控制联5还包括阻尼52；所述阻尼 52 设置在所述液控换向阀51的弹簧腔回油油路上，用于控制所述液控换向阀51的阀芯换向动作速度，避免产生液压换向冲击。
26.所述回转换向联6包括回转换向阀61和压力匹配器六62；所述回转换向阀61的工作油口一与所述第一泵进油控制联1的进油口 p1 和第二泵进油控制联7的进油口 p2连通；所述回转换向阀61的工作油口二所述第一油泵进油联1的与回油口 t1和第二泵进油控制联7的回油口 t2连通；所述回转换向阀61的另外两工作油口与压力匹配阀62的两工作油口（工作油口二和工作油口三）及控制口二相通；所述液控换向阀51的两工作油口与压力匹配器 62控制油口一和工作油口一连通，并通过所述第二泵进油控制联7实现油口 mls1 与 mls2 的连通。
27.所述第二泵进油控制联7包括单向阀71、压力切换阀72、阻尼七73和三通流量阀七74；所述进油口p2通过所述单向阀71向所述回转换向联6供油，并与所述三通流量阀七74的进油口连通；所述三通流量阀七74的出油口和阻尼七73分别与回油口 t2连通；负载敏感油路 ls2通过所述压力切换阀72与三通流量阀七74的弹簧腔及阻尼七73的工作油口汇通。三通流量阀七74与单向阀 71 配合，实现设定压力值的第二定量油泵的低压卸荷控制；在第二定量油泵的第二泵进油控制联7上设置主油路的单向阀71，确保了
合流状态第一油泵系统的液压脉冲无法传递到第二定量油泵的油口，并且更利于第二定量油泵采用中压齿轮泵以进一步降低系统制造成本。
28.目前第二泵进油控制联7通常采用溢流阀和三通流量阀组合方式，当系统压力高于设定压力值时，溢流阀保持这种设定压力，溢流阀处于溢流状态。本案采用压力切换阀72和三通流量阀七74，当系统压力高于压力切换阀72设定压力值时，压力切换阀72切断，三通流量阀七74控制口压力由于阻尼73连通t1、t2泄压而趋于零，三通流量阀七74处于低压卸荷状态（卸荷压力为弹簧腔的弹簧设定压力，一般仅为约2mpa的待机压力），不仅可以提高系统节能性，而且可以使系统处于高压状态时，降低发动机扭矩，避免发动机憋压熄火。
29.所述第一泵进油控制联1包括三通流量阀一11、阻尼一13和负载敏感ls油路限压溢流阀14；ls1控制油路与回油口t1通过阻尼13连通；所述三通流量阀 11 的工作油口一与进油口p1连通，工作油口二与回油口t1连通；所述负载敏感ls油路限压溢流阀14的油口一与回油口t1连通，油口二与负载敏感油路测压油口mls1连通；所述三通流量阀一11的控制油口连接于所述负载敏感ls油路限压溢流阀14与负载敏感油路测压油口mls1之间连接油路上。
30.进一步优化，第一泵进油控制联1还包括设置于负载敏感油路测压油口mls1与阻尼一13之间的过滤器12。
31.所述比例换向阀工作联包括伸缩换向联2、卷扬换向联3和变幅换向联4中一种或任意多种的组合。
32.所述伸缩换向联2包括伸缩换向阀21和压力匹配器二22；所述伸缩换向阀 21的工作油口一与进油口p1连通，工作油口二与回油口t1连通；所述压力匹配器二22的控制油口与工作油口一通过液控换向阀51、压力匹配器六62的控制油口和工作油口一与所述第二泵进油控制联7的压力切换阀72的控制油口导通；所述伸缩换向阀21的另外两工作油口与压力匹配阀二22的两工作油口及另一控制口连通，通过所述压力匹配阀二22控制所述伸缩换向阀21的阀口压差，以实现伸缩换向阀21的比例控制。
33.所述卷扬换向联3包括卷扬换向阀31和压力匹配器三32；所述卷扬换向阀31的工作油口一与进油口p1连通，工作油口二与回油口t1连通；所述压力匹配器三32的控制油口与工作油口一通过液控换向阀51、压力匹配器六62的控制油口和工作油口一与所述第二泵进油控制联7的压力切换阀72的控制油口导通；所述卷扬换向阀31的另外两工作油口与压力匹配阀三32的两工作油口及另一控制口连通，通过所述压力匹配阀三32控制所述卷扬换向阀31的阀口压差，以实现卷扬换向阀31的比例控制。
34.所述变幅换向联4包括变幅换向阀41和压力匹配器四42；所述变幅换向阀41的工作油口一与进油口p1连通，工作油口二与回油口t1连通；所述压力匹配器四42的控制油口与工作油口一通过液控换向阀51、压力匹配器六62的控制油口和工作油口一与所述第二泵进油控制联7的压力切换阀72的控制油口导通；
所述变幅换向阀41的另外两工作油口与压力匹配阀四42的两工作油口及另一控制口连通，通过所述压力匹配阀四42控制所述变幅换向阀41的阀口压差，以实现变幅换向阀41的比例控制。
35.本案中伸缩换向联2、卷扬换向联3和变幅换向联4分别属于现有技术，具体如下：如图1所示，三通流量阀11 的工作油口一、伸缩换向阀21 的工作油口一、卷扬换向阀31的工作油口一、变幅换向阀41的工作油口一、液控换向阀51的两工作油口、回转换向阀 61 的工作油口一、单向阀 71 的两工作油口、三通流量阀74的工作油口一，均导通于第一泵进油控制联 1 的进油口p1及第二泵进油联7的进油口p2；三通流量阀11的工作油口二、负载敏感ls油路限压溢流阀14的油口一、伸缩换向阀21的工作油口二、卷扬换向阀31的工作油口二、变幅换向阀41的工作油口二、回转换向阀61的工作油口二、三通流量阀74的另一工作油口均导通于回油口t1及回油口t2；三通流量阀11的控制口、压力匹配器二22的控制油口与工作油口一、压力匹配器三32的控制油口与工作油口一、压力匹配器四42的控制油口与工作油口一均依次通过液控换向阀51、压力匹配器六62的控制油口和工作油口一与压力切换阀72的控制油口导通，且通过压力切换阀72连通于三通流量阀74的控制口，实现油口mls1与mls2的连通；伸缩换向阀21的另外两工作油口与压力匹配阀22的两工作油口及另一控制口相通、卷扬换向阀31的另外两工作油口与压力匹配阀32的两工作油口及另一控制口相通，变幅换向阀41的另外两工作油口与压力匹配阀42的两工作油口及另一控制口相通，回转换向阀61的另外两工作油口与压力匹配阀62的两工作油口及另一控制口相通；回转控制联6中a油口通过与液控切换阀51控制油口连通，液控换向阀51的弹簧腔通过阻尼52与回油口t1、t2连通。
36.进一步优化，在伸缩换向联2、卷扬换向联3、变幅换向联4和回转换向联6的各换向阀（伸缩换向阀21、卷扬换向阀31、变幅换向阀41、合流联液控换向阀51、回转换向阀61的工作油口，如 a1、b1、a2、b2、、a3、b3、a4、b4（图中a1~a4、b1~b4为相应换向联工作油口），可以组合选装一些限压溢流阀（如图1中标号为23、24、33、34、43、44、63、64），换向阀各油口的限压溢流阀其进油口与相应的换向阀工作油口导通，其回油口与回油口t1及回油口t2相通。
37.如图1所示，具体工作方法如下所述，包括下列几种情况：当起重机系统处于空载状态时：比例多路阀的任何换向联（伸缩换向联2、卷扬换向联3、变幅换向联4、回转换向联6均不工作，合流控制联5中主油路的液控换向阀51，因其常开机能而导通，第一油泵液压油通过第一油泵供油口p1与第二油泵供油口p2合流，第一油泵系统负载敏感油路ls1与第二油泵系统负载敏感油路ls2在多路阀内也通连。由于负载敏感ls（ls为ls1与ls2管路连通成同一油路的称呼）油路没有反馈压力，三通流量阀11与单向阀71均打开卸荷，使两油泵液压油通过回油口t1及t2流出多路阀、流回油箱。系统仅保持很低的待命压力。
38.当回转换向联6独立工作，而其余换向联均不工作时：回转换向联6的a油口的压力油通过控制油路进入液控换向阀51的控制腔，推动液控换向阀51换向，切断第一油泵与第二油泵泵的主油路及各自系统负载敏感ls1和ls2油路的连通油路，使第一、第二油泵各自系统分开，第二油泵的第二油泵供油口p2供油，独立用于回转换向联6进行起重机回转操作。
39.当回转换向联6不工作，而伸缩换向联2、卷扬换向联3与变幅换向联4中任何联只要有一联工作时：由于回转换向联6中a油口检测不到高压信号，合流控制联5中液控换向阀51不换向保持常开机能。因此，第一油泵的液压油通过第一油泵供油口p1和第二油泵供油口p2在多路阀内合流，负载敏感ls1油路获取到伸缩换向联2、卷扬换向联3、变幅换向联4中的工作联最高负载压力，同时传递到三通流量阀11与单向阀71的控制油口，使第一油泵与第二油泵同时合流供油。
40.当回转换向联6工作，且伸缩换向联2、卷扬换向联3与变幅换向联4中至少有一联工作时：回转换向联6中a油口的压力油进入液控换向阀51的控制腔，推动液控换向阀51换向、切断第一油泵与第二油泵的主油路及两泵各自系统负载敏感ls1和ls2油路的连通，使第一油泵与第二油泵各自系统分开，第二油泵供油口p2流出的液压油独立用于回转换向联6进行起重机回转操作，而第一油泵通过第一油泵供油口p1所供的油独立用于伸缩换向联2、卷扬换向联3与变幅换向联4中的工作联操作。
41.进一步拓展，如图3所示，合流控制联5还包括梭阀53；回转比例换向联6的a4油口和b4油口分别与梭阀53的两侧工作油口连接；梭阀53的中间工作油口与液控换向阀51控制油口连通。
42.图3中取消了压力匹配器62中的a油口与液控换向阀51控制油口的两者连通；第二油泵系统所供油的回转比例换向联其工作油口a4、b4分别引出控制油路连接于梭阀53的两侧工作油口，梭阀53的中间工作油口与液控换向阀51控制油口连通。
43.当回转换向联6工作，且伸缩换向联2、卷扬换向联3与变幅换向联4中至少有一联工作时：回转换向联6的油口a4、油口b4的压力通过控制油路进入梭阀53的两侧油口，梭阀53选择油口a4与油口b4中压力高的油路，由梭阀53中间油口与液控换向阀51的控制油口连通。只要回转换向联6工作，油口a4、b4之中的压力高的压力信号，将通过梭阀53进入液控换向阀51控制腔，推动液控换向阀51换向、切断第一油泵与第二油泵主油路及两泵各自系统负载敏感ls油路的连通油路，使第一油泵与第二油泵各自系统分开，第二油泵的第二油泵供油口p2供油，独立用于回转换向联6进行起重机回转操作，而第一油泵的第一油泵供油口p1供油，独立用于伸缩换向联2、卷扬换向联3与变幅换向联4中的工作联操作。
44.第一油泵进油联1，采用负载敏感ls油路限压溢流阀14先导控制三通流量阀11，实现主油路限压，一般设定的压力高（如：第一油泵供油口p1 = 30mpa），以满足伸缩换向联2、卷扬换向联3及变幅换向联4的高负载压力的要求；来自回转换向联6的负载敏感ls2油路，经常开型机能的压力切换阀72与三通流量阀74的控制口相连，压力切换阀72的控制腔也直接与来自回转换向联6的负载敏感ls2油路相连，且一般压力切换阀72设定的压力值较低（如：第二油泵供油口p2 = 16mpa）；当来自回转换向联6的负载敏感ls2油路压力不高于设定值时，将通过压力切换阀72直接作用在三通流量阀74的控制口，此时三通流量阀74将使第二泵系统产生与负载敏感ls2相对应的工作压力；当来自回转换向联6的负载敏感ls2油路压力高于压力切换阀72设定值时，压力切换阀72关闭，三通流量阀74控制腔经阻尼73的泄压而开启，将使第二泵系统的p2泵口实现低压卸荷。
45.回转换向联6的工作压力一般设定较低（如：第二油泵供油口p2 = 16mpa），即能满足回转换向联6实际工作压力要求。当回转联工作时，合流控制阀5的液控换向阀51换向，切断第一油泵供油口p1与第二油泵供油口p2、负载敏感ls1油路与负载敏感ls2油路的连通，
负载敏感ls2油路反馈过来的是回转换向联6的负载压力；当回转换向联6不工作、液控换向阀52不换向时，其反馈过来的是回转换向联6以外其余联工作的负载压力，三通流量阀74在多路阀合流状态也受第一油泵进油联1上负载敏感ls1油路先导溢流阀14的先导限压控制，就是说三通流量阀71的限压设定压力与三通流量阀11的限压设定压力相同。如此设置的多路阀装置，在回转换向联6不工作、多路阀处于合流状态时，第一油泵油口p1与第二油泵油口p2，两油口压力均随负载的增大而上升，当负载压力提升到进油联7的压力切换阀52的设定压力（如：16mpa）值时，压力切换阀52关闭，第二油泵供油口p2在三通流量阀74的作用下低压卸荷，此时单向阀71截止，使第一油泵系统不受第二油泵系统卸荷的影响而继续正常工作。由于第二油泵独供回转换向联6工作的压力很低、其对底盘发动机取用扭矩将不再随第一油泵系统的工作负载提升而升高，其效果是在第一油泵系统高负载工作时，发动机的总输出扭矩需求得到抑制，从而避免发动机憋压熄火现象发生。
46.对于本案所公开的内容，还有以下几点需要说明：（1）、本案所公开的实施例附图只涉及到与本案所公开实施例所涉及到的结构，其他结构可参考通常设计；（2）、在不冲突的情况下，本案所公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例；以上，仅为本案所公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，本案所公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。