一种优先阀、液压系统及装载机

技术领域

本发明涉及装载机技术领域，尤其涉及一种优先阀、液压系统及装载机。

背景技术

目前先导控制的装载机，其先导控制液压系统和主工作液压系统，一般由不同的液压泵分别供油。如图1所示，先导控制系统一般由先导泵1’、先导油源阀2’、先导过滤器3’及先导手柄4’等元件组合，成本较高。

在先导控制液压系统上面的降成本方案，目前现有的方案，如图2所示，一般是去掉先导泵，采用主油路高压油加减压阀的方案，通过节省一个先导泵来达到降成本的目的。但是该方案存在很大的缺陷，不能适应装载机的所有工况，例如装载机的直线浮动平地工况。

当装载机正常工作时，由于优先阀阀芯弹簧的压力，优先阀的进油口P处，始终保有10.3Bar的背压，此时先导油源阀也有10.3Bar压力输入，由于压力未达到先导油源阀的设定压力35Bar，先导油源阀不进行减压，直接将10.3Bar的先导压力输入到先导手柄。

当司机操纵先导手柄，不操纵转向器时，此时优先阀的P口通优先阀的EF口，10.3Bar的先导压力通过先导油源阀和先导手柄输入到多路阀的先导油口，此压力可使多路阀的阀芯处于半开的状态(目前多路阀的阀芯完全换向的压力一般在22Bar左右)，阀芯半开之后主油路便能根据负载建立起高压压力，则转向泵P口可建立起高压，先导油源阀通过减压，再结合蓄能器的辅助作用，可保证有稳定的35Bar的先导油源。

当司机操纵转向器时，转向器有LS负载压力反馈到优先阀的LS口，此时转向泵的P口油液经优先阀的CF口供给转向器，此时转向泵的P口可直接建立起高压(转向压力)，同理，先导油源阀可保证35Bar的稳定先导油输出。

当司机进行直线浮动平地时，此时多路阀的动臂联需处于最左侧浮动位工作，多路阀的浮动控制压力一般在25-35Bar，即先导压力达到25Bar以上时，多路阀才能进入浮动工作位，且在浮动位时，多路阀的P口、动臂油缸的大腔油口、小腔油口均和液压油箱连通，此时多路阀侧无法建立任何负载。由于是直线平地，无转向动作，转向油路也无法建立任何负载。即转向泵的P口处无法建立高压负载。此时先导油源阀的P口仅能输入10.3Bar的压力，此压力达不到多路阀的动臂联所需的25Bar的最小浮动压力。整机便无法稳定的完成直线浮动平地动作。

如果通过先进行其他动作，使蓄能器充满压力之后，再进行浮动，虽可完成动作，但是不连贯，由于先导蓄能器一般容积很小，泄露之后，也无法进行浮动动作。

如果通过调节优先阀的弹簧背压，使先导泵的P口始终有25Bar以上的背压值，虽能保证适应上述工况，但是转向泵由于是齿轮泵，会始终有25Bar的大流量节流，耗能，发热会相当严重。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种优先阀，实现了两级控制。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种优先阀，包括：

阀本体，包括优先阀体、优先阀芯和复位弹簧，所述优先阀体具有滑动腔和与所述滑动腔连通的进油口P、转向油口CF以及合流油口EF，所述优先阀芯可滑动的设置于所述滑动腔内，所述优先阀体还具有与所述优先阀芯的第一端正对的螺塞腔以及与所述优先阀芯的第二端正对的弹簧腔，所述螺塞腔与转向油口CF连通，所述优先阀体还具有与所述弹簧腔连通的转向反馈油口LS，所述复位弹簧设置于所述弹簧腔内，所述优先阀芯具有使所述进油口P与所述转向油口CF连通的第一工作位和使所述进油口P与所述合流油口EF连通的第二工作位，且所述优先阀芯在由所述第二工作位切换至所述第一工作位的过程中，所述进油口P与所述合流油口EF之间的通路能够逐渐减小；

还包括：

辅助油缸，包括缸体和活塞杆，所述缸体连接于所述优先阀体，且所述缸体的有杆腔与所述优先阀体的所述弹簧腔连通，所述复位弹簧抵接于所述优先阀芯的第二端与所述活塞杆之间，所述缸体上设置有控制油口K，所述控制油口K与所述缸体的无杆腔连通。

作为优先阀的优选技术方案，所述缸体的有杆腔内设置有限位面，所述限位面用于限制所述活塞杆向压缩所述复位弹簧的方向移动的最大距离。

作为优先阀的优选技术方案，所述辅助油缸还包括限位座，所述限位座连接于所述缸体，并伸入所述缸体的无杆腔，所述限位座能够对所述活塞杆的初始位置进行限位。

作为优先阀的优选技术方案，所述优先阀芯的第二端设置有台阶段，所述复位弹簧与所述优先阀芯抵接的一端套设于所述台阶段。

作为优先阀的优选技术方案，所述活塞杆包括活塞和连接于所述活塞上的连杆，所述复位弹簧与所述活塞杆抵接的一端套设于所述连杆。

作为优先阀的优选技术方案，所述优先阀芯上间隔设置有第一台阶部和第二台阶部，所述第一台阶部的台阶面为平直面，所述平直面能够打开或关闭所述进油口P与所述转向油口CF之间的通路，所述第二台阶部的台阶面为斜面，所述斜面能够打开所述进油口P与所述合流油口EF之间的通路，且从所述进油口P与所述合流油口EF打开至关闭的过程中，所述斜面能够使所述进油口P与所述合流油口EF之间的通路逐渐减小。

本发明的另一个目的在于提供一种液压系统，不仅去除了先导泵，节约成本，而且通过优先阀的两级控制，解决了直线浮动平地工作时，因主压力不足导致的先导压力低，无法实现浮动动作的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种液压系统，包括：

工作泵和多路阀，所述工作泵的进油口与油箱连通，所述工作泵的出油口与所述多路阀的进油口连通，所述多路阀的出油口与工作油缸连通；

转向泵、转向器和如上任一方案所述的优先阀，所述转向泵的进油口与所述油箱连通，所述转向泵的出油口与所述优先阀的进油口P连通，所述优先阀的转向油口CF同时与所述转向器的进油口和所述优先阀体的螺塞腔连通，所述优先阀的合流油口EF与所述多路阀的进油口连通，所述转向器的反馈油口与所述优先阀的转向反馈油口LS连通，所述转向器的出油口与转向油缸连通；

先导油源阀和先导手柄，所述先导油源阀的进油口与所述转向泵的出油口连通，所述先导油源阀的出油口与所述先导手柄的进油口连通，所述先导手柄的出油口与所述多路阀的控制端相连通，且所述先导手柄的出油口中控制所述多路阀处于浮动工作位的出油口还与所述优先阀的控制油口K连通。

作为液压系统的优选技术方案，设定所述复位弹簧的初始弹性力为F，设定当先导手柄执行使所述多路阀切换至浮动工作位时由控制油口K进油再次压缩复位弹簧产生的弹性力为F3，设定优先阀芯的第一端的有效面积为A，则(F+F3)/A的值大于等于所述多路阀的最小浮动控制压力。

作为液压系统的优选技术方案，还包括蓄能器，所述先导油源阀的出油口还与所述蓄能器连通。

本发明的再一个目的在于提供一种装载机，包括如上任一方案所述的液压系统。

本发明的有益效果：

本发明提供一种优先阀，包括阀本体和辅助油缸，辅助油缸包括缸体和活塞杆，缸体连接于优先阀体，且缸体的有杆腔与优先阀体的弹簧腔连通，复位弹簧抵接于优先阀芯的第二端与活塞杆之间，缸体上设置有控制油口K，控制油口K与缸体的无杆腔连通。通过增设辅助油缸，能够通过向控制油口K通油来使活塞杆进一步压缩复位弹簧，从而提高进油口P的背压，以适应个别工况，并能够在其余工况时保持进油口P的低背压，以减少节流损失，实现了优先阀的两级控制。

本发明提供的液压系统，不仅去除了先导泵，节约成本，而且通过优先阀的两级控制，解决了直线浮动平地工作时，因主压力不足导致的先导压力低，无法实现浮动动作的问题。

附图说明

图1是本现有技术提供的一种液压系统的原理示意图；

图2是本现有技术提供的另一种液压系统的原理示意图；

图3是本发明实施例提供优先阀的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的液压系统的原理示意图。

图中：

1’、先导泵；2’、先导油源阀；3’、先导过滤器；4’、先导手柄；

1、工作泵；2、多路阀；3、转向泵；4、优先阀；5、转向器；6、先导油源阀；7、先导手柄；8、蓄能器；9、散热器；10、过滤器；

41、阀本体；411、优先阀体；412、优先阀芯；4121、第一台阶部；4122、第二台阶部；413、复位弹簧；414、螺塞；42、辅助油缸；421、缸体；4211、限位面；422、活塞杆；423、限位座；43、溢流阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图3所示，本发明实施例提供一种优先阀4，包括阀本体41，阀本体41包括优先阀体411、优先阀芯412和复位弹簧413，优先阀体411具有滑动腔和与滑动腔连通的进油口P、转向油口CF以及合流油口EF，优先阀芯412可滑动的设置于滑动腔内，优先阀体411还具有与优先阀芯412的第一端正对的螺塞腔以及与优先阀芯412的第二端正对的弹簧腔，优先阀芯的第一端设置有油道连通螺塞腔和转向油口CF，优先阀体411还具有与弹簧腔连通的转向反馈油口LS，复位弹簧413设置于弹簧腔内，优先阀芯412具有使进油口P与转向油口CF连通的第一工作位和使进油口P与合流油口EF连通的第二工作位，且优先阀芯412在由第二工作位切换至第一工作位的过程中，进油口P与合流油口EF之间的通路能够逐渐减小。优选地，螺塞腔内设置有螺塞414，螺塞414能够对优先阀芯412进行限位。。

优先阀芯412上间隔设置有第一台阶部4121和第二台阶部4122，第一台阶部4121的台阶面为平直面，平直面能够打开或关闭进油口P与转向油口CF之间的通路，第二台阶部4122的台阶面为斜面，斜面能够打开进油口P与合流油口EF之间的通路，且从进油口P与合流油口EF打开至关闭的过程中，斜面能够使进油口P与合流油口EF之间的通路逐渐减小。即第一台阶部4121实现的是开关的作用，而第二台阶部4122不仅能够实现开关的作用，还能够实现节流的作用。

本发明实施例提供的优先阀4还包括辅助油缸42，包括缸体421和活塞杆422，缸体421连接于优先阀体411，且缸体421的有杆腔与优先阀体411的弹簧腔连通，复位弹簧413抵接于优先阀芯412的第二端与活塞杆422之间，缸体421上设置有控制油口K，控制油口K与缸体421的无杆腔连通。通过增设辅助油缸42，能够通过向控制油口K通油来使活塞杆422进一步压缩复位弹簧413，从而提高进油口P的背压，以适应个别工况，并能够在其余工况时保持进油口P的低背压，以减少节流损失。

优选地，缸体421的有杆腔内设置有限位面4211，该限位面4211用于限制活塞杆422向压缩复位弹簧413的方向移动的最大距离。通过上述设置，能够便于控制复位弹簧413的压缩量，便于对复位弹簧413的弹性力进行计算。进一步地，该辅助油缸42还包括限位座423，限位座423连接于缸体421，并伸入缸体421的无杆腔，限位座423能够对活塞杆422的初始位置进行限位，以便于控制复位弹簧413的初始压缩量，便于对复位弹簧413的弹性力进行计算。

优选地，优先阀芯412的第二端设置有台阶段，复位弹簧413与优先阀芯412抵接的一端套设于台阶段。活塞杆422包括活塞和连接于所述活塞上的连杆，复位弹簧413与活塞杆422抵接的一端套设于连杆。通过上述设置，便于复位弹簧413的设置。

优选地，该优先阀4还包括溢流阀43，溢流阀43连接于转向反馈油口LS，通过设置溢流阀43，能够在液压系统压力过高时通过溢流阀43溢流，以对液压系统进行保护。

如图4所示，本发明实施例还提供一种液压系统，包括：工作泵1、多路阀2、转向泵3、转向器5、如上方案所述的优先阀4、先导油源阀6以及先导手柄7，其中，工作泵1的进油口与油箱连通，工作泵1的出油口与多路阀2的进油口连通，多路阀2的出油口与工作油缸连通；转向泵3的进油口与油箱连通，转向泵3的出油口与优先阀4的进油口P连通，优先阀4的转向油口CF同时与转向器5的进油口和优先阀体411的螺塞腔连通，优先阀4的合流油口EF与多路阀2的进油口连通，转向器5的反馈油口与优先阀4的转向反馈油口LS连通，转向器5的出油口与转向油缸连通；先导油源阀6的进油口与转向泵3的出油口连通，先导油源阀6的出油口与先导手柄7的进油口连通，先导手柄7的出油口与多路阀2的控制端相连通，且先导手柄7的出油口中控制多路阀2处于浮动工作位的出油口还与优先阀4的控制油口K连通。

当整机无任何动作时，优先阀4的转向反馈油口LS和控制油口K均无压力输入，优先阀芯412在复位弹簧413的作用下处于第一工作位，此时优先阀4的进油口P和转向油口CF连通，当优先阀4的进油口P有油液输入时，液压油进入转向油口CF，并经优先阀4的螺塞腔作用于优先阀芯412的第一端，推动优先阀芯412向第二端移动，假设优先阀芯412移动至第二工作位时需克服的复位弹簧413的弹性力为F，那么当优先阀4的进油口P的压力达到10.3Bar(优先阀4的控制压力)时，液压油作用于优先阀芯412第一端的作用力F1刚好等于复位弹簧413的弹性力F，此时优先阀4的进油口P与合流油口EF相通，由优先阀4的进油口P进入的油液，通过优先阀4的合流油口EF以及多路阀2中位进行回油，即优先阀4的进油口P始终保持10.3Bar的背压进行回油。

当整机进行转向动作时，转向器5的反馈油会通过优先阀4的转向反馈油口LS输入到优先阀4的弹簧腔并作用在优先阀芯412的第二端，设定作用力为F2，此时F2和复位弹簧413的弹性力F之和会大于F1，则优先阀芯412会移动至第一工作位，此时优先阀4的进油口P和转向油口CF相通，转向泵3的高压油通过优先阀4供给转向油缸进行转向，此时优先阀4的进油口P会始终有一个由转向负载决定的高压油。先导油源阀6可建立35Bar的稳定压力。

当整机进行装载动作时，由于此时优先阀4的转向反馈油口LS和控制油口K均无压力输入，故同整机无动作时原理相同，此时优先阀4的进油口P和合流油口EF相通，由优先阀4的进油口P进入的油液通过合流油口EF合流至多路阀2的主油路，此时优先阀4的进油口P会有一个由整机工作负载决定的高压油存在。先导油源阀6可建立35Bar的稳定压力。

当整机进行直线浮动平地工作时，优先阀4的进油口P不能通过工作负载和转向负载建立高压，此时优先阀4的进油口P保持10.3Bar的背压，当先导手柄7执行使多路阀2切换至浮动工作位的操作时，先导手柄7相应的出油口输出的10.3Bar的先导油会通过优先阀4的控制油口K作用于活塞杆422，推动活塞杆422向压缩复位弹簧413的方向移动，将复位弹簧413再次压缩，活塞杆422在限位面4211的限制下最大位移为X，设复位弹簧413压缩X产生的力为F3，此时原弹簧力F加上压缩X产生的力F3，便会大于优先阀芯412第一端由10.3Bar的压力产生的力F1，则优先阀芯412会向靠近第一端的方向移动，从而将进油口P到合流油口EF的通路关小。由于此时转向油口CF与外部不通，再加上进油口P到合流油口EF的通路减小，则由于节流作用，优先阀4的进油口P的压力升高，F1变大，当F1升至与F和F3的和相等时，先导阀芯达到新的平衡。此时优先阀4的进油口P的压力升高，使得先导油源阀6能够建立高压，从而有助于整机完成直线浮动平地动作。

进一步地，设定优先阀芯412的第一端的有效面积为A，则(F+F3)/A的值应该大于等于多路阀2的最小浮动控制压力。只有满足该条件，才能够使多路阀2的阀芯移动至浮动工作位，保证整机稳定的完成直线浮动平地动作。一般多路阀2的浮动控制压力在25-35Bar，那么设定优先阀芯412的第一端的有效面积为A，则要使F+F3除以A的值大于等于25Bar，此时P口的压力需至少达到25Bar才能达到新的平衡，25Bar的压力可经先导油源阀6，先导手柄7传递至多路阀2相应的先导口，25Bar的先导压力可推动多路阀2的阀芯移动至浮动工作位实现浮动动作。

优选地，该液压系统还包括蓄能器8，先导油源阀6的出油口还与蓄能器8连通。蓄能器8能够储存能量，当系统需要时，又能将能量释放出来，重新补供给系统，当系统瞬间压力增大时，可以吸收这部分能量，以保证整个系统压力正常。

优选地，该液压系统还包括过滤器10和散热器9，散热器9和过滤器10设置于多路阀2的回油口与油箱之间的连通管路上，以对回油油液进行过滤和散热。

本发明实施例还提供一种装载机，包括如上方案所述的液压系统，通过采用上述液压系统，能够在保证降成本(即不采用先导泵)的情况下，实现稳定的执行直线浮动平地工况。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。