一种用于双联液压泵的交叉功率控制阀和双联液压泵的制作方法

本发明涉及但不限于液压控制技术领域，尤指一种用于双联液压泵的交叉功率控制阀和双联液压泵。

背景技术：

双联液压泵的恒功率控制，需要将主泵和从泵的出口压力作用在各自的功率阀芯上，使其既能像全功率系统一样充分利用发动机的功率，又能像分功率系统一样根据主泵和从泵的负载情况调整输出流量，这种控制方式为交叉功率控制。

为了实现功率大小的换挡，功率阀芯上还有一路外控压力ps作用，一般由电磁减压阀提供。这样，功率阀芯上共有三路控制压力作用，现有技术需要将阀芯设计为三级台阶，狭小的空间，既要保证配合间隙和同轴度，又要防止三路油压因泄漏干扰而影响阀芯的受力，这给功率阀芯和阀孔的加工制造带来一定的困难，难以避免阀芯出现卡滞现象以及对控制精度带来一定的影响。

技术实现要素：

本发明的目的：提出一种用于双联液压泵的交叉功率控制阀和双联液压泵，以解决现有三级台阶结构的阀芯，加工制造难度较大，且难以避免阀芯出现卡滞现象以及对控制精度带来一定的影响等的问题。

本发明的技术方案：

本发明实施例提供一种用于双联液压泵的交叉功率控制阀，所述交叉功率控制阀的阀芯为两级台阶结构，包括第一台阶部和第二台阶部；

其中，所述第一台阶部的外圆设置有环形凹槽，所述环形凹槽用于与双联液压泵的回油口沟通，先导油压ps作用在第一台阶部的端面，双联液压泵的出口平均油压pm作用在第一台阶部和第二台阶部的台阶面上；

所述交叉功率控制阀，用于通过环形凹槽，将泄漏到环形凹槽的先导油压ps和出口平均油压pm排出，从而阻断先导油压ps与出口平均油压pm的干扰。

可选地，如上所述的用于双联液压泵的交叉功率控制阀中，所述双联液压泵包括主泵和从泵，主泵的出口油压为p1，从泵的出口油压为p2，出口平均油压pm为出口油压p1和出口油压p2经节流和汇流后的油压；pm＝(p1+p2)/2。

可选地，如上所述的用于双联液压泵的交叉功率控制阀中，所述阀芯为负流量阀芯10；所述交叉功率控制阀还包括：阀体13，以及设置于阀体13中的变量活塞20，负流量阀套11、功率阀芯7、功率阀套6、定位销14、拨杆15；

所述负流量阀套11中设置有两级台阶孔，用于套设具有两级台阶结构的负流量阀芯10，负流量阀套11中设置有与环形凹槽位置对应的回油孔，用于导出油液；

所述功率阀芯7嵌入功率阀套6内，拨杆15的一端通过定位销14活动设置于功率阀套6上，使得拨杆可沿定位销14转动，拨杆15的另一端通过变量活塞20中的变量杆与调节器的顶端连接，由调节器带动拨杆转动；所述功率阀芯7的一端面与负流量阀芯10中第二台阶部的端面接触，功率阀芯7与负流量阀芯10接触部的外围套设有弹簧9，且弹簧9位于功率阀套6与负流量阀套11之间，使得功率阀套6与拨杆15贴合以消除功率阀套6的无效行程，功率阀芯7的另一端通过钢球5与弹簧座4接触，设置于弹簧座4上的弹簧组件用于对功率阀芯7和负流量阀芯10提供预紧力，以对双联液压泵进行功率调节；其中，负流量阀芯10、流量阀套11、功率阀芯7、功率阀套6位于同一轴线上。

可选地，如上所述的用于双联液压泵的交叉功率控制阀中，所述功率阀芯7和功率阀套6设置有回油口、出油口a3/a4，以及与出油口连通、且可与变量活塞20油路沟通的△p口；

在出口平均油压pm小于油压阈值时，功率阀芯7和功率阀套6的出油口(a3/a4)通过△p口与变量活塞20油路沟通；

在出口平均油压pm增大到油压阈值时，出口平均油压pm和先导油压ps的油压之和大于弹簧组件的预紧力，使得负流量阀芯10推动功率阀芯7，使得△p口关闭，回油口与变量活塞20油路沟通，使得变量活塞20带动调节器移动，以带动拨杆15转动，从而推动功率阀套6，使得功率阀芯与功率阀套处于动态平衡位置，出油口(a3/a4)进油。

可选地，如上所述的用于双联液压泵的交叉功率控制阀中，所述弹簧组件包括一级变量弹簧16和二级变量弹簧17，所述交叉功率控制阀还包括：第一锁紧螺母1、一级变量调整螺套2、二级变量调节螺钉3、螺套18和第二锁紧螺母19；

其中，二级变量调节螺钉3的一端与弹簧座4的端面相对设置，且二级变量调节螺钉3与弹簧座4的之间设置有二级变量弹簧17；一级变量调整螺套2套设在二级变量调节螺钉3的一端，且一级变量调整螺套2与弹簧座4之间设置有一级变量弹簧16，一级变量调整螺套2的外端通过螺套18和第二锁紧螺母19固定，二级变量调节螺钉3的外端通过第一锁紧螺母1固定。

可选地，如上所述的用于双联液压泵的交叉功率控制阀中，所述阀体13与负流量阀套11之间设置有负流量弹簧12，且阀体13上设置有先导油口，用于通过先导油口向负流量阀套11提供先导压力pn，使得负流量阀套11推动负流量阀芯10和功率阀芯7运动，从而使得变量活塞20从小端向大段移动。

本发明实施例还提供一种双联液压泵，包括：主泵、从泵、先导泵，以及分别于主泵和从泵配合使用的两个变量活塞和两个如上述任一项所述的交叉功率控制阀；

其中，主泵的出口油压p1连接到相应变量活塞的小端，并通过交叉功率控制阀连接到变量活塞的大端，从泵的出口油压p2连接到相应变量活塞的小端，并通过交叉功率控制阀连接到变量活塞的大端，主泵出口油压p1和从泵出口油压p2经节流和汇流后的油压pm分别作用在两个交叉功率控制阀的阀芯的台阶面上；

先导泵提供的先导油压ps分别作用在两个交叉功率控制阀的阀芯中第一台阶部的端面。

可选地，如上所述的双联液压泵中，所述阀芯为负流量阀芯；

所述双联液压泵，用于在功率阀芯与功率阀套的初始位置，且功率阀芯和功率阀套与变量活塞油路沟通，使得变量活塞两端同时作用出口油压p1/p2，通过变量活塞的面积差迫使变量活塞从大端往小端运动，使得主泵和从泵均处于最大排量状态。

可选地，如上所述的双联液压泵中，

所述双联液压泵，还用于在出口平均油压pm增大，且作用在负流量阀芯上的作用力大于功率阀一级弹簧力时，负流量阀芯推动功率阀芯运动，使得变量活塞大端容腔与回油相通，基于变量活塞小端始终作用出口油压p1/p2，使得变量活塞由小端往大端运动，液压泵排量变小；在变量活塞运动过程中，带动拨杆运动，拨杆带动功率阀套运动，从而使功率阀芯与功率阀套处于动态平衡位置；

所述双联液压泵，还用于在出口平均油压pm继续增大，且作用在负流量阀芯上的作用力大于功率阀一级弹簧力与二级弹簧力之和时，负流量阀芯继续推动功率阀芯运动，使得变量活塞大端容腔与回油再次相通。

可选地，如上所述的双联液压泵中，

所述双联液压泵，还用于处于待机状态时，通过作用在负流量阀套上的先导压力pn，使得负流量阀套推动负流量阀芯和功率阀芯一起运动，变量活塞从小端往大端运动直至极限位置，此时液压泵处于最小排量状态。

本发明的优点：

本发明实施例提供的用于双联液压泵的交叉功率控制阀和双联液压泵，通过将负流量阀芯设计为两级台阶结构，并在两级台阶结构的pm和ps作用压力之间设置用于与回油沟通的环形凹槽，该两级台阶结构的阀芯不仅大大降低了加工难度和制造成本，提高了交叉功率阀的控制性能，而且降低了因加工难度带来的卡滞风险，并且避免了因各路压力油串流而影响控制精度。因此，本发明实施例的技术方案具有良好的经济价值和实用价值，值得市场推广和应用。

附图说明：

图1为现有技术中一种负流量阀芯的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种用于双联液压泵的交叉功率控制阀的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种用于双联液压泵的交叉功率控制阀的结构示意图；

图4为图3所示用于双联液压泵的交叉功率控制阀在不同视角的截面图；

图5为本发明实施例提供的一种双联液压泵的结构示意；

图6为本发明实施例提供的用于双联液压泵的交叉功率控制阀的功率换挡曲线的示意图。

具体实施方式：

图1为现有技术中一种负流量阀芯的结构示意图，可以看出，该负流量阀芯设计为三级台阶结构，加工难度大，制造成本高。三级台阶分别受p1、p2、ps压力作用，p1、p2、ps之间没有设计环槽与回油沟通，存在串油的风险，影响控制精度。

为了提高交叉功率控制阀的可靠性，降低加工难度和制造成本，本发明将功率阀芯结构由三级台阶设计为两级台阶，同时设置泄油通道，从而阻止相连控制压力因泄漏对阀芯作用力的影响，提高了交叉功率阀的控制精度。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

图2为本发明实施例提供的一种用于双联液压泵的交叉功率控制阀的结构示意图，图2中示意出交叉功率控制阀的阀芯结构。本发明实施例中的交叉功率控制阀的阀芯为两级台阶结构，包括第一台阶部和第二台阶部。

如图2所示交叉功率控制阀中阀芯的结构中，第一台阶部的外圆设置有环形凹槽，该环形凹槽用于与双联液压泵的回油口沟通，先导油压ps作用在第一台阶部的端面，双联液压泵的出口平均油压pm作用在第一台阶部和第二台阶部的台阶面上。

本发明实施例提供的交叉功率控制阀的工作原理为：通过第一台阶部的环形凹槽，将泄漏到环形凹槽的先导油压ps和出口平均油压pm排出，从而阻断先导油压ps与出口平均油压pm的干扰。

本发明实施例在实际应用中，双联液压泵通常包括主泵和从泵，主泵的出口油压为p1，从泵的出口油压为p2，出口平均油压pm为出口油压p1和出口油压p2经节流和汇流后的油压；即pm＝(p1+p2)/2。

本发明实施例提供的用于双联液压泵的交叉功率控制阀，其核心结构的阀芯设计为两级台阶结构，pm和ps压力分别作用于两级台阶上，pm为主泵出口压力p1和从泵出口压力p2经过各自节流合流后的平均压力，在pm和ps压力之间设计环型凹槽与回油沟通，确保pm和ps压力串流后的油液进入回油，从而避免pm、ps因串流而对控制精度造成影响。

图3为本发明实施例提供的另一种用于双联液压泵的交叉功率控制阀的结构示意图。本发明实施例中的阀芯为负流量阀芯10；即交叉功率控制阀还包括：阀体13，以及设置于阀体13中的变量活塞20，负流量阀套11、功率阀芯7、功率阀套6、定位销14、拨杆15和滑块21。

如图3所示交叉功率控制阀的结构中，负流量阀套11中设置有两级台阶孔，用于套设具有两级台阶结构的负流量阀芯10，负流量阀套11中设置有与环形凹槽位置对应的回油孔，用于导出油液。

图4为图3所示用于双联液压泵的交叉功率控制阀在不同视角的截面图。参考图3和图4所示，本发明实施例的功率阀芯7嵌入功率阀套6内，拨杆15的一端通过定位销14活动设置于功率阀套6上，使得拨杆可沿定位销14转动，拨杆15的另一端通过变量活塞20中的变量杆与调节器的顶端连接，由调节器带动拨杆转动；功率阀芯7的一端面与负流量阀芯10中第二台阶部的端面接触，功率阀芯7与负流量阀芯10接触部的外围套设有弹簧9，且弹簧9位于功率阀套6与负流量阀套11之间，使得功率阀套6与拨杆15贴合以消除功率阀套6的无效行程，功率阀芯7的另一端通过钢球5与弹簧座4接触，设置于弹簧座4上的弹簧组件用于对功率阀芯7和负流量阀芯10提供预紧力，以对双联液压泵进行功率调节；其中，负流量阀芯10、流量阀套11、功率阀芯7、功率阀套6位于同一轴线上。

另外，滑块21安装在拨杆15与功率阀套6之间，拨杆15转动时，带动滑块21在功率阀套6的轴向上移动，从而带动功率阀套6的轴向运动。

本发明实施例在实际应用中，功率阀芯7和功率阀套6设置有回油口、出油口(a3/a4)，以及与出油口(a3/a4)连通、且可与变量活塞20油路沟通的△p口。

本发明实施例中交叉功率控制阀的工作原理包括：在出口平均油压pm小于油压阈值时，功率阀芯7和功率阀套6的出油口(a3/a4)通过△p口与变量活塞20油路沟通。

本发明实施例中交叉功率控制阀的工作原理还包括：在出口平均油压pm增大到油压阈值时，出口平均油压pm和先导油压ps的油压之和大于弹簧组件的预紧力，使得负流量阀芯10推动功率阀芯7，使得△p口关闭，回油口与变量活塞20油路沟通，使得变量活塞20带动调节器移动，以带动拨杆15转动，从而推动功率阀套6，使得功率阀芯与功率阀套处于动态平衡位置，出油口(a3/a4)进油。

在本发明实施例的一种实现方式中，如图3所示，弹簧组件可以包括一级变量弹簧16和二级变量弹簧17；相应地，交叉功率控制阀还包括：第一锁紧螺母1、一级变量调整螺套2、二级变量调节螺钉3、螺套18和第二锁紧螺母19。

如图3所示弹簧组件的结构中，二级变量调节螺钉3的一端与弹簧座4的端面相对设置，且二级变量调节螺钉3与弹簧座4的之间设置有二级变量弹簧17；一级变量调整螺套2套设在二级变量调节螺钉3的一端，且一级变量调整螺套2与弹簧座4之间设置有一级变量弹簧16，一级变量调整螺套2的外端通过螺套18和第二锁紧螺母19固定，二级变量调节螺钉3的外端通过第一锁紧螺母1固定。

在本发明实施例的另一种实现方式中，同样如图3所示，阀体13与负流量阀套11之间设置有负流量弹簧12，且阀体13上设置有先导油口，用于通过先导油口向负流量阀套11提供先导压力pn，使得负流量阀套11推动负流量阀芯10和功率阀芯7运动，从而使得变量活塞20从小端向大段移动。

基于本发明上述各实施例提供的用于双联液压泵的交叉功率控制阀，本发明实施例还提供一种双联液压泵，如图5所示，为本发明实施例提供的一种双联液压泵的结构示意。本发明实施例提供的双联液压泵，可以包括：主泵、从泵、先导泵，以及分别于主泵和从泵配合使用的两个变量活塞和两个交叉功率控制阀，其中，该交叉功率控制阀为本发明上述任一项实施例中提供的交叉功率控制阀。

如图5所示双联液压泵的结构中，主泵的出口油压p1连接到相应变量活塞的小端，并通过交叉功率控制阀连接到变量活塞的大端，从泵的出口油压p2连接到相应变量活塞的小端，并通过交叉功率控制阀连接到变量活塞的大端，主泵出口油压p1和从泵出口油压p2经节流和汇流后的油压pm分别作用在两个交叉功率控制阀的阀芯的台阶面上。

本发明实施例中的先导泵提供的先导油压ps分别作用在两个交叉功率控制阀的阀芯中第一台阶部的端面。

在本发明实施例的一种实现方式中，交叉功率控制阀的阀芯为负流量阀芯。

本发明实施例中的双联液压泵的工作方式包括：在功率阀芯与功率阀套的初始位置，且功率阀芯和功率阀套与变量活塞油路沟通，使得变量活塞两端同时作用出口油压p1/p2，通过变量活塞的面积差迫使变量活塞从大端往小端运动，使得主泵和从泵均处于最大排量状态。

本发明实施例中的双联液压泵的工作方式还包括：在出口平均油压pm增大，且作用在负流量阀芯上的作用力大于功率阀一级弹簧力时，负流量阀芯推动功率阀芯运动，使得变量活塞大端容腔与回油相通，基于变量活塞小端始终作用出口油压p1/p2，使得变量活塞由小端往大端运动，液压泵排量变小；在变量活塞运动过程中，带动拨杆运动，拨杆带动功率阀套运动，功率阀套的移动使得回油关闭，从而使功率阀芯与功率阀套处于动态平衡位置。

本发明实施例中的双联液压泵的工作方式还包括：在出口平均油压pm继续增大，且作用在负流量阀芯上的作用力大于功率阀一级弹簧力与二级弹簧力之和时，负流量阀芯继续推动功率阀芯运动，使得变量活塞大端容腔与回油再次相通。

本发明实施例中的双联液压泵的工作方式还包括：处于待机状态时，通过作用在负流量阀套上的先导压力pn，使得负流量阀套推动负流量阀芯和功率阀芯一起运动，变量活塞从小端往大端运动直至极限位置，此时液压泵处于最小排量状态。

本发明实施例提供的用于双联液压泵的交叉功率控制阀和双联液压泵，其中，交叉功率控制阀包括用于控制变量活塞油液通断的功率阀芯和功率阀套，功率阀芯初始位置与功率阀套处于使变量活塞通油的状态，此时变量活塞两端同时作用压力油，由于面积差迫使变量活塞从大端往小端运动，此时两个液压泵均处于最大排量状态。交叉功率控制阀还包括负流量阀芯和负流量阀套，且负流量阀芯为两级台阶，分别作用双联液压泵两个出口压力合流后的平均压力pm，以及用于功率换挡的外控压力ps。

当交叉功率控制阀的功率不作换挡动作时，外控压力保持恒定。当负载压力(即p1和p2)变化时，平均压力pm发生变化，当作用在负流量阀芯上的力克服功率阀一级弹簧力时，负流量阀芯推动功率阀芯运动，此时变量活塞大端容腔与回油相通，由于变量活塞小端始终作用压力油，所以变量活塞由小端往大端运动，液压泵排量变小。与此同时，变量活塞运动过程中，带动拨杆运动，拨杆带动功率阀套运动，从而使功率阀芯与功率阀套处于动态平衡位置，这一过程为功率阀一级变量。当负载压力(p1和p2)继续增大，负流量阀芯作用力同时克服功率阀两个弹簧力时，此时功率阀二级变量开启，运动过程与一级变量相同。由于一级变量只克服一个弹簧力，二级变量同时克服两个弹簧力，因此斜率不同，两条交叉折线构成近似双曲线的恒功率曲线。当操作杆不做任何动作时，先导压力pn作用在的负流量阀套上，负流量阀套推动负流量阀芯和功率阀芯一起运动，变量活塞从小端往大端运动直至极限位置，此时液压泵处于最小排量状态。若要使主泵和从泵输出功率不同，只需要使主泵、从泵作用在负流量阀芯上的先导压力pn不相同即可，从而实现交叉功率控制。

如图6所示，为本发明实施例提供的用于双联液压泵的交叉功率控制阀的功率换挡曲线的示意图。图6中的a-b-c-d和a-e-f-g为不同档位的功率曲线，b和e为不同档位下一级变量起调点，c和f为不同档位下二级变量起调点；(b-c)和(e-f)为不同档位下一级变量，(c-d)和(f-g)为不同档位下二级变量。

结合图3和图4所示，负流量阀芯10未移动时，p1/2与a3相通，p1/2进入变量活塞20的大端；当pm作用力与ps作用力之和大于一级变量弹簧力时，负流量阀芯10向左移动时，a3与p1/2断开，a4口与变量活塞20大端相通，油液经a4与回油相通，变量活塞20带动调节器8向大端移动，调节器8带动拨杆15转动，拨杆15带动功率阀套6向左移动，a3与p1/2再次相通，p1/2油液进入变量活塞20大端，此时为功率一级变量。当pm作用力与ps作用力之和大于一级变量弹簧力和二级变量弹簧力时，此时为功率二级变量。

本发明实施例提供的用于双联液压泵的交叉功率控制阀和双联液压泵，核心创新点为将负流量阀芯设置为两级台阶结构，通过将p1、p2压力通过节流合流变成pm压力后作用在负流量阀芯上。相比现有技术中三级台阶结构的阀芯，需要将p1、p2压力分别作用在负流量阀芯上，增加了加工难度和制造成本，常常因为加工精度而导致卡滞现象。本发明实施例通过在两级台阶结构的pm与ps压力之间设置环形凹槽与回油相通，保证了控制压力的独立性，而现有技术p1，p2，ps压力油因泄漏有串油的风险，影响控制精度。

本发明实施例提供的用于双联液压泵的交叉功率控制阀和双联液压泵，通过将负流量阀芯设计为两级台阶结构，并在两级台阶结构的pm和ps作用压力之间设置用于与回油沟通的环形凹槽，该两级台阶结构的阀芯不仅大大降低了加工难度和制造成本，提高了交叉功率阀的控制性能，而且降低了因加工难度带来的卡滞风险，并且避免了因各路压力油串流而影响控制精度。因此，本发明实施例的技术方案具有良好的经济价值和实用价值，值得市场推广和应用。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。