一种拖拉机用电比例动力换向阀组

技术领域

本发明涉及液压阀组技术领域，具体涉及一种拖拉机用电比例动力换向阀组。

背景技术

动力装置作为拖拉机重要的组成部分，对它的研究关系着拖拉机的耕作效率，也关系着农业现代化的成功转型。

目前国内大部分拖拉机动力装置为机械液压控制，在换挡过程中，特别是由前进挡直接切换后退挡，或由后退挡直接切换前进挡，存在明显冲击现象，必须在两档之间经过一个空挡暂停，才能减轻冲击。换挡时间变长，当拖拉机在田间频繁往复换向耕作时，这一缺点尤为明显，影响快速耕作效率，且前进挡、后退挡油路需各加装缓冲装置，占用空间大，结构复杂，维修难度大，且机械换挡频繁操作，劳动强度大，现有结构不能满足用户的需求。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种拖拉机用电比例动力换向阀组，通过电比例控制技术对换挡电液比例分配、无极变速调节，使拖拉机动力装置能够实现换挡柔和无冲击的功能。

为此，本发明提出了一种拖拉机用电比例动力换向阀组，包括阀体和设置在阀体上的溢流阀、换向电磁阀和切断电磁阀；还包括进油路一、进油路二、回油路四、回油路二、工作油路一和工作油路二。

所述切断电磁阀进油口与所述进油路一连接，所述切断电磁阀出油口、所述换向电磁阀进油口、所述溢流阀进油口通过所述进油路二并联连接；而所述换向电磁阀前进档出油口与所述工作油路一连接；所述换向电磁阀后退档出油口与所述工作油路二连接；此外，所述溢流阀出油口与所述回油路四连接；所述换向电磁阀回油口、所述切断电磁阀回油口并联至所述回油路二；其中，所述溢流阀的背压端连接有控制单元，所述控制单元用于控制所述进油路二通向所述换向电磁阀进油口的油压缓慢增大，实现拖拉机平稳柔和，无冲击的换挡。

进一步，所述阀体上还设有比例电磁阀，所述比例电磁阀的进油口与所述进油路一连接，所述比例电磁阀出油口通过背压油路与所述溢流阀背压口连接，所述比例电磁阀回油口外接回油路三。

进一步，所述比例电磁阀为常闭式二位三通阀，失电时，所述比例电磁阀进油口关闭，所述比例电磁阀出油口与回油口连通；得电时，所述比例电磁阀进油口与所述比例电磁阀出油口连通。

进一步，所述比例电磁阀包括阀座、进油阀门、卸荷阀门、弹簧、阀芯、电磁铁和线圈；所述阀芯安装在所述阀座的腔体内，所述弹簧设置在所述阀芯两端，所述电磁铁设置在所述阀芯一端外，而所述线圈位于所述电磁铁圆周外侧；所述阀座的腔体上设有所述进油阀门和所述卸荷阀门。

进一步，所述切断电磁阀为常开式两位四通电磁阀，失电时，所述切断电磁阀进油口与所述切断电磁阀出油口连通；得电时，所述切断电磁阀出油口与所述切断电磁阀回油口连通。

进一步，所述切断电磁阀包括螺塞、弹簧、弹簧座、回油阀门一、回油阀门二、滑阀、进油阀门、电磁推杆和线圈；所述滑阀在阀腔内，所述滑阀两端均设有所述弹簧和所述弹簧座，所述螺塞设置在一个所述弹簧外侧，所述电磁推杆设置在另一个所述弹簧外侧。

进一步，所述换向电磁阀为常闭式三位五通电磁阀，失电时，所述换向电磁阀进油口关闭，所述换向电磁阀前进档出油口和后退档出油口均与所述回油路二连通；得电时，所述换向电磁阀进油口与所述换向电磁阀前进档出油口或后退档出油口连通。

进一步，所述换向电磁阀包括滑阀和阀座，所述滑阀一端设置有线圈一、电磁铁一、弹簧和弹簧座；所述滑阀另一端设置有电磁铁二、线圈二、弹簧和弹簧座；所述阀座的腔体上沿轴线方向依次回油阀门一、后退档阀门、前进档阀门和回油阀门二。

进一步，所述溢流阀为液控直动式结构，包括阀芯、泄油口、弹簧、背压活塞、节流孔和阀座；所述阀芯安装在所述阀座内，所述溢流阀进油口与出油口通过所述泄油口连通，所述阀芯后端连接有所述背压活塞，所述背压活塞与所述阀座形成内腔，所述内腔与所述溢流阀背压油口通过所述节流孔连通。

本发明提供的拖拉机用电比例动力换向阀组，通过溢流阀与比例电磁阀互为作用，通过对比例电磁阀中线圈设置各时段的不同电流，为离合器充油提供可调工作油压，使离合器内部摩擦片从充油到相互接合、抱紧起这一过程柔和无冲击现象，起到机械传动效果。

在耕作时根据耕作环境及需求，调整电液比例分配，控制离合器的充/放油的流速，实现换挡无抖动、无冲击现象；该阀组将不同功能的阀块集成在阀体上，合为一个整体，结构简化，体积小、重量轻，易于安装；该阀组可改善操作性能，减轻驾驶员劳动强度，提高耕作效率。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1a～1c为本发明的拖拉机动力装置用电比例动力换向阀组的结构示意图；

图2为本发明的拖拉机动力装置用电比例动力换向阀组的原理图；

图3为本发明的拖拉机动力装置用电比例动力换向阀组中切断电磁阀的剖视图；

图4为本发明的拖拉机动力装置用电比例动力换向阀组中溢流阀的剖视图；

图5为本发明的拖拉机动力装置用电比例动力换向阀组中比例电磁阀的剖视图；

图6为本发明的拖拉机动力装置用电比例动力换向阀组中换向电磁阀的剖视图；

图7为本发明的拖拉机动力装置用电比例动力换向阀组中比例电磁阀的特性曲线图；

附图标记说明

1、阀体；2、溢流阀；3、换向电磁阀；4、切断电磁阀；5、比例电磁阀；6、进油路一；7、进油路二；8、回油路四；9、回油路三；10、回油路二；11、背压油路；12、工作油路一；13、工作油路二；P、液压泵通油口；T1、通油口一；T2、通油口二；T3、通油口三；T4、通油口四；F、前进离合器通油口；R、后退离合器通油口；

14、回油阀门一；15、回油阀门二；16、滑阀；17、进油阀门；18、电磁推杆；19、线圈；111、螺塞；112、弹簧；113、弹簧座；21、阀芯；22、泄油口；23、弹簧；24、背压活塞；25、节流孔；26、内腔；27、阀座；31、阀座；32、进油阀门；33、卸荷阀门；34、弹簧；35、阀芯；36、电磁铁；37、线圈；41、线圈一；42、电磁铁一；43、弹簧；44、弹簧座；45、滑阀；46、回油阀门一；47、后退档阀门；48、前进档阀门；49、回油阀门二；410、电磁铁二；411、线圈二。

具体实施方式

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组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1～图2所示，本发明的拖拉机用电比例动力换向阀组，包括阀体1和设置在阀体上的溢流阀2、换向电磁阀3、切断电磁阀4和比例电磁阀5；还包括：用于并联切断电磁阀4进油口、比例电磁阀5进油口的进油路一6，用于并联切断电磁阀4出油口、换向电磁阀3进油口、溢流阀2进油口的进油路二7，用于连接溢流阀2出油口的的回油路四8，用于连接比例电磁阀5回油口的的回油路三9，用于并联换向电磁阀3回油口、切断电磁阀4回油口的回油路二10，用于连接溢流阀2背压口、比例电磁阀5出油口的背压油路11，用于连接换向电磁阀3前进档出油口的工作油路一12，用于连接换向电磁阀3后退档出油口的工作油路二13。

此外，电比例动力换向阀组还包括：用于连接液压泵的液压泵通油口P，用于连接回油路四8的通油口四T4，用于连接回油路三9的通油口三T3，用于连接回油路二10的通油口二T2、通油口一T1，用于连接前进档离合器的前进离合器通油口F，用于连接后退档离合器的后退离合器通油口R。

具体地，切断电磁阀4进油口与进油路一6连接，切断电磁阀4出油口、换向电磁阀3进油口、溢流阀2进油口通过进油路二7并联连接；而换向电磁阀3前进档出油口与工作油路一12连接；换向电磁阀3后退档出油口与工作油路二13连接；此外，溢流阀2出油口与回油路四8连接；换向电磁阀3回油口、切断电磁阀4回油口并联至回油路二10。

其中，比例电磁阀5的进油口与进油路一6连接，比例电磁阀5出油口通过背压油路11与溢流阀2背压口连接，比例电磁阀5回油口外接回油路三9；比例电磁阀5用于控制进油路二7通向换向电磁阀3进油口的油压缓慢增大，实现拖拉机平稳柔和，无冲击的换挡。

如图2所示，比例电磁阀5为常闭式二位三通阀，失电时，比例电磁阀5的进油口关闭，比例电磁阀5出油口与回油口连通；得电时，比例电磁阀5的进油口与出油口连通。

切断电磁阀4为常开式两位四通电磁阀，失电时，切断电磁阀4进油口与出油口连通；得电时，切断电磁阀4进油口与回油口连通。

换向电磁阀3为常闭式三位五通电磁阀，失电时，换向电磁阀3进油口关闭，换向电磁阀3前进档出油口和后退档出油口均与回油路二10连通；得电时，换向电磁阀3进油口与换向电磁阀3前进档出油口或后退档出油口连通。

本案中，如图3所示，所述切断电磁阀4为常开式两位四通电磁阀，切断电磁阀4包括螺塞111、弹簧112、弹簧座113、回油阀门一14、回油阀门二15、滑阀16、进油阀门17、电磁推杆18和线圈19；滑阀16在阀腔内，两端均设有弹簧112和弹簧座113，螺塞111设置在一个弹簧112外侧，电磁推杆18设置在另一个弹簧112外侧；阀腔中回油阀门一14与回油口二④连通，回油阀门二15与回油口一③连通，进油阀门17与进油口①连通。

其中，线圈19的开关按钮与刹车踏板相连；线圈19断电时，两端弹簧112使滑阀16处于居中位置，进油口①、出油口②相通，回油口一③、回油口二④相通；进油路一6通过进油口①、出油口②与进油路二7保持相连，供P口油液流通。当踩下刹车踏板时，触动切断电磁阀4的线圈19的开关按钮，线圈19通电产生电磁力，带动电磁推杆18推动滑阀16移动，进油口①、回油口二④关闭，回油口一③、出油口②相通，进油路一6与进油路二7被切断，P口油液不流通，同时使前进档或后退档离合器油压通过切断电磁阀4的出油口②、回油口一③到回油路二10卸荷至回油箱，使拖拉机达到降速、停止的效果。

如图4所示，液控溢流阀2为液控直动式结构，包括阀芯21、泄油口22、弹簧23、背压活塞24、节流孔25、内腔26和阀座27；阀芯21安装在阀座27内，进油口①与出油口②通过泄油口22连通，阀芯21后端连接有背压活塞24、背压活塞24与阀座27形成内腔26，内腔26与背压油口③通过节流孔25连通。

当进油路二7油压上升到一定值时，进入溢流阀2进油口①的油液克服弹簧23的弹簧力，推动阀芯21移动，泄油口22被打开，进油口①、出油口②相通，部分油液通过进油口①、出油口②到回油路四8卸荷，进油路二7油压由溢流阀2弹簧力值决定。在阀芯21尾端还设有背压活塞24、阀座27和背压油口③，背压油口③通过背压油路11与比例电磁阀5的出油口①相连。

如图5所示，比例电磁阀5为二位三通常闭式结构，包括阀座31、进油阀门32、卸荷阀门33、弹簧34、阀芯35、电磁铁36和线圈37；阀芯35安装在阀座31的腔体内，弹簧34设置在阀芯35两端，电磁铁36设置在阀芯35一端外，而线圈37位于电磁铁36圆周外侧；阀座31的腔体上设有进油阀门32和卸荷阀门33，进油阀门32与比例电磁阀5进油口②连通，卸荷阀门33与比例电磁阀5回油口③连通。

当线圈37断电时，进油口②关闭，背压油口①、回油口③相通，线圈37通电时，产生电磁力使电磁铁36推动阀芯35移动，进油阀门32被打开，进油路一6油液从进油口②入，通过进油阀门到背压油口①，再通过背压油路11到溢流阀2的回油口③，通过节流孔25进入内腔26，产生背压，背压活塞24推动阀芯21运动，泄油口22被关小，进油路二7油压升高。

比例电磁阀5由电子控制单元控制，当电子控制单元接收到换挡杆的传感器发送的电压量变化信号，对应调节输出至比例电磁阀的电流，使之连续地、按比例地对背压油路进行压力调节；调节比例电磁阀5的线圈37电流，可控制进油阀门32开合大小，进一步控制背压油路11流量大小，再进一步控制溢流阀2中泄油口22开合大小，进油路二7油压可高可低。其中，比例电磁阀5中电流与压力关系的特性曲线图如图图7所示。

溢流阀2与比例电磁阀5互为作用，通过对比例电磁阀5线圈37设置各时段的不同电流，为离合器充油提供可调工作油压，使离合器内部摩擦片从充油到相互接合、抱紧起这一过程柔和无冲击现象，起到机械传动效果。

如图6所示，所述换向电磁阀3为常闭式三位五通电磁阀，其作用是控制拖拉机处于前进挡、空挡、后退挡三个挡位。换向电磁阀3包括滑阀45和阀座，滑阀45一端设置有线圈一41、电磁铁一42、弹簧43和弹簧座44；滑阀45另一端设置有电磁铁二410、线圈二411、弹簧43和弹簧座44；阀座的腔体上沿轴线方向依次回油阀门一46、后退档阀门47、前进档阀门48和回油阀门二49。

当线圈一41、线圈二411断电下，两端弹簧43使滑阀45处于居中位置，进油口③被关闭，回油口一①、后退档出油口②相通，前进档出油口④、回油口二⑤相通，前进档离合器的工作油路一12、后退档离合器的工作油路二13均与回油路二10相通，拖拉机停止不动。

当线圈二411通电，产生电磁力带动电磁铁二410推动滑阀向左移动，进油口③、前进档出油口④口相通，回油口一①、后退档出油口②相通，进油路二7油液进入工作油路一再通过F口对前进档离合器充油，使摩擦片相互接合，带动拖拉机向前移动。

当线一41通电，产生电磁力带动电磁铁一42推动滑阀向右移动，进油口③、后退档出油口②相通，进油路二7油液通过进油口③、后退档出油口②进入工作油路二13再通过R口对后退档离合器充油，使摩擦片相互接合，带动拖拉机向后移动。

下面结合附图简述本发明的拖拉机用电比例动力换向阀组的工作原理和工作过程。

在切断电磁阀4、比例电磁阀5和换向电磁阀3均不通电情况下，液压泵将油液注入进油口P后，油液分成两路，一路从进油路一6到达比例电磁阀5进油口②，另一路通过切断电磁阀4的①、②口，进入进油路二7到达溢流阀2进油口①、换向电磁阀3进油口③。进油路二7油压被溢流阀2控制在最低的恒定压力上，为各阀的工作创造准备条件，同时也保护供油泵承受较低的负载。

当换向电磁阀3线圈二411通电，前进档阀门48被打开，③、④口相通，进油路二7油液通过③、④口进入工作油路一12再通过F口对前进档离合器充油，同时比例电磁阀5线圈通电，电流在设置好的不同时段内逐渐变大，使进油路二7通向前进档离合器油压增大，摩擦片从相互接触至相互抱紧，带动拖拉机由缓慢起步到快速向前移动。由于上述设计，拖拉机起步到加速度过程平稳，无冲击现象。

当换向电磁阀3线圈二411断电，线圈一41通电，比例电磁阀5线圈37断电均同步进行时，前进档离合器油压从工作油路一12通过换向电磁阀3的④⑤口向回油路二10卸荷，进油路二7压力由高压变为低压，并改变方向，通过换向电磁阀3的③②进入工作油路二13再通过R口对后退档离合器充油，拖拉机停止前进。当比例电磁阀5线圈第二次通电，电流在设置好的不同时段内逐渐变大，使进油路二7通向后退档离合器油压增大，摩擦片从相互接触至相互抱紧，带动拖拉机由缓慢起步到快速向后移动。由于上述设计，使拖拉机由前进变为后退的换挡过程中，不需经过空挡停顿，即可实现换挡过程平稳柔和，无冲击现象。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。