行走马达换挡阀、行走马达和工程机械制造技术

本发明专利技术涉及工程机械技术领域，特别涉及一种行走马达换挡阀、行走马达和工程机械。本发明专利技术所提供的行走马达换挡阀，包括阀芯、第一工作油口、第二工作油口、第三工作油口、外控油口和反馈油口，且阀芯分别在两个不同的预设值下进行由低速至高速和由高速至低速的切换，并使得换挡后的马达输入压力值均不满足换挡边界条件，可以有效防止行走马达高低速反复切换，减少工程机械重载工况下的颤动。

Walking motor shift valve, walking motor and engineering machinery

【技术实现步骤摘要】
行走马达换挡阀、行走马达和工程机械
本专利技术涉及工程机械
，特别涉及一种行走马达换挡阀、行走马达和工程机械。
技术介绍
行走马达被广泛应用于挖掘机等工程机械中，驱动工程机械行走。行走马达通常包括马达和斜盘控制机构，斜盘控制机构通过控制马达的斜盘角度可以调整马达的输出轴的转速，使行走马达具备高速和低速两级变速功能。其中，低速模式时，行走马达输出转速较低，但排量较大，同一输入功率下，可以输出较大的扭矩；而高速模式时，行走马达输出转速较高，但排量较小，同一输入功率下，可以输出较小的扭矩。当挖掘机等工程机械行走在坡道、泥泞沼泽或拖曳等重载工况下时，往往要求行走马达提供更大的驱动力矩，即要求行走马达工作于低速模式，以使行走马达提供较大的扭矩，防止出现走不动或行走无力的现象，而当行走阻力变小后，又需要再由低速模式切换为高速模式，以提高行走效率。因此，要求行走马达能够在高速模式和低速模式下切换工作。为了控制行走马达在重载工况下自动由高速模式切换为低速模式，通常为行走马达配备行走马达换挡阀。行走马达换挡阀通过控制是否向斜盘控制机构通入高压油，来控制行走马达是否由高速模式切换为低速模式，实现行走马达的自动换挡功能。然而，现有技术中的行走马达换挡阀，其通常通过在高速状态下检测马达实际压力是否超过某一预设值，来判断是否向斜盘控制机构通入高压油控制换挡，而由于工程机械的原动机(发动机)所提供的最大功率为一恒定值，行走马达的输出扭矩与工作压力和排量成正比，同工况下，由高速切换至低速后，马达输入口压力将低于换档前的压力，即低于预设值，此时换挡阀又会自动切换回高速模式，因此，造成行走马达在重载工况下出现高低速反复切换的现象，导致工程机械重载工况下发生颤动，不仅影响换挡阀本身、行走马达及工程机械整体的寿命与安全，同时也会降低产品的舒适性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的一个技术问题是：防止行走马达高低速反复切换，减少工程机械重载工况下的颤动。为了解决上述技术问题，本专利技术第一方面提供了一种行走马达换挡阀，其包括阀芯、第一工作油口、第二工作油口、第三工作油口、外控油口和反馈油口，阀芯具有第一工作位和第二工作位，在第一工作位时，第一工作油口截止且第二工作油口与第三工作油口连通，在第二工作位时，第一工作油口与第三工作油口连通且第二工作油口截止；第一工作油口用于与油源连通，第二工作油口用于与油箱连通，第三工作油口用于与行走马达的斜盘控制机构连通；外控油口用于引导控制油作用于阀芯的轴向第一端并使阀芯产生由第一工作位向第二工作位移动的趋势，反馈油口用于将行走马达的马达的实际工作压力反馈至阀芯的轴向第二端并使阀芯产生由第二工作位向第一工作位移动的趋势，并且，该行走马达换挡阀被设置为使得：反馈油口的油压小于第一预设值PC1时，阀芯能够由第一工作位移动至第二工作位，反馈油口的油压大于第二预设值PC2时，阀芯能够由第二工作位移动至第一工作位，其中，第一预设值PC1与第二预设值PC2不相等；并且，阀芯由第一工作位移动至第二工作位后，反馈油口的油压为第一工作值PC3，阀芯由第二工作位切换至第一工作位后，反馈油口的油压为第二工作值PC4，其中，第一工作值PC3与第二预设值PC2之间满足PC3＜K1PC2，K1≤1，且第二工作值PC4与第一预设值PC1之间满足PC4＞K2PC1，K2≥1。可选地，行走马达换挡阀还包括第一腔室、第二腔室和第三腔室，第一腔室与外控油口连通，第三腔室与反馈油口连通，第二腔室与第三工作油口连通并在阀芯由第一工作位向第二工作位移动的过程中切换地与第二工作油口和第一工作油口连通，且第二腔室的有效压力作用面积小于第三腔室的有效压力作用面积。可选地，行走马达换挡阀还包括弹簧，弹簧设置于阀芯的轴向第二端并对阀芯施加使阀芯产生由第二工作位向第一工作位移动趋势的作用力，第一预设值PC1为PC1＝(PX×A1-F1)/A3，第二预设值PC2为PC2＝(PX×A1-F2)/(A3-A2)，第一工作值PC3为第二工作值为其中，PX为外控油口的油压，A1、A2和A3分别为第一腔室、第二腔室和第三腔室的有效压力作用面积，F1和F2分别为弹簧在第一工作位和第二工作位对阀芯施加的作用力，V1和V2分别为马达在第一工作位和第二工作位时的排量。可选地，第二腔室和第三腔室设置于阀芯上并分别位于阀芯的轴向第一端和轴向第二端。可选地，阀芯的轴向第一端和轴向第二端分别设有第一柱塞腔和第二柱塞腔，第一柱塞腔中设有第一柱塞，第二柱塞腔中设有第二柱塞，第二腔室位于第一柱塞与第一柱塞腔的内壁之间，第三腔室位于第二柱塞与第二柱塞腔的内壁之间。可选地，阀芯上还设有第一通道，第二腔室通过第一通道与第一工作油口和第二工作油口中的一个连通；和/或，阀芯上还设有第二通道，第三腔室通过第二通道与反馈油口连通。可选地，行走马达换挡阀还包括第一封堵件，第一封堵件设置于阀芯的轴向第二端，行走马达换挡阀的弹簧抵设于第一封堵件与阀芯的轴向第二端之间并对阀芯施加使阀芯产生由第二工作位向第一工作位移动趋势的作用力。可选地，第一封堵件的靠近阀芯的表面上设有弹簧容纳腔，弹簧设置于弹簧容纳腔中。可选地，第一封堵件上还设有第一通孔，第一通孔与弹簧容纳腔连通。可选地，第一封堵件的远离阀芯的表面上设有紧固槽。可选地，阀芯的轴向第一端具有颈缩部。可选地，颈缩部的周向表面上设有凹槽。本专利技术第二方面还提供了一种行走马达，其包括马达和与马达的斜盘驱动连接的斜盘控制机构，并且，其还包括本专利技术的行走马达换挡阀，行走马达换挡阀设置于马达的壳体内部。可选地，壳体上设有第二通孔，行走马达换挡阀的阀芯容置于第二通孔中，且行走马达换挡阀的第一工作油口、第二工作油口、第三工作油口、外控油口和反馈油口均设置于壳体的内壁上。本专利技术第三方面还提供了一种工程机械，其包括本专利技术的行走马达。本专利技术通过对行走马达换挡阀进行改进，使得行走马达换挡阀的阀芯分别在两个不同的预设值下进行由低速至高速和由高速至低速的切换，并使得换挡后的马达输入压力值均不满足换挡边界条件，可以有效防止行走马达高低速反复切换，减少工程机械重载工况下的颤动。通过以下参照附图对本专利技术的示例性实施例进行详细描述，本专利技术的其它特征及其优点将会变得清楚。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示出本专利技术一实施例的行走马达系统的液压原理图。图2示出图1中行走马达换挡阀阀芯处于第一工作位时的剖视图。图3示出图1中行走马达换挡阀阀芯处于第二工作位时的剖视图。图4示出图2和图3中阀芯的结构示意图。图中：100、行走马达换挡阀；200、平衡阀；300、梭阀；400、马达；500、斜盘控制机构；1、阀芯；21、第一柱塞；22、第二柱塞；31、第一封堵件；32、第二封堵件；4、弹簧；5、壳体；6、密封圈；11、第一密封区段；12、第二密封区段；13、第三密封区段；14、第四密封区段；15、凹槽；16、弹簧座；1a、第一腔室；1b、第二腔室；1c、第三腔室；1d、第一通道；1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种行走马达换挡阀(100)，其特征在于，包括阀芯(1)、第一工作油口(Y)、第二工作油口(L)、第三工作油口(Z)、外控油口(X)和反馈油口(C)，所述阀芯(1)具有第一工作位和第二工作位，在所述第一工作位时，所述第一工作油口(Y)截止且所述第二工作油口(L)与所述第三工作油口(Z)连通，在所述第二工作位时，所述第一工作油口(Y)与所述第三工作油口(Z)连通且所述第二工作油口(L)截止；所述第一工作油口(Y)用于与油源连通，所述第二工作油口(L)用于与油箱连通，所述第三工作油口(Z)用于与行走马达的斜盘控制机构(500)连通；所述外控油口(X)用于引导控制油作用于所述阀芯(1)的轴向第一端并使所述阀芯(1)产生由所述第一工作位向所述第二工作位移动的趋势，所述反馈油口(C)用于将所述行走马达的马达(400)的实际工作压力反馈至所述阀芯(1)的轴向第二端并使所述阀芯(1)产生由所述第二工作位向所述第一工作位移动的趋势，并且，所述行走马达换挡阀(100)被设置为使得：所述反馈油口(C)的油压小于第一预设值PC1时，所述阀芯(1)能够由所述第一工作位移动至所述第二工作位，所述反馈油口(C)的油压大于第二预设值PC2时，所述阀芯(1)能够由所述第二工作位移动至所述第一工作位，其中，所述第一预设值PC1与所述第二预设值PC2不相等；并且，所述阀芯(1)由所述第一工作位移动至所述第二工作位后，所述反馈油口(C)的油压为第一工作值PC3，所述阀芯(1)由所述第二工作位切换至所述第一工作位后，所述反馈油口(C)的油压为第二工作值PC4，其中，所述第一工作值PC3与所述第二预设值PC2之间满足PC3＜K1PC2，K1≤1，且所述第二工作值PC4与所述第一预设值PC1之间满足PC4＞K2PC1，K2≥1。...

【技术特征摘要】
1.一种行走马达换挡阀(100)，其特征在于，包括阀芯(1)、第一工作油口(Y)、第二工作油口(L)、第三工作油口(Z)、外控油口(X)和反馈油口(C)，所述阀芯(1)具有第一工作位和第二工作位，在所述第一工作位时，所述第一工作油口(Y)截止且所述第二工作油口(L)与所述第三工作油口(Z)连通，在所述第二工作位时，所述第一工作油口(Y)与所述第三工作油口(Z)连通且所述第二工作油口(L)截止；所述第一工作油口(Y)用于与油源连通，所述第二工作油口(L)用于与油箱连通，所述第三工作油口(Z)用于与行走马达的斜盘控制机构(500)连通；所述外控油口(X)用于引导控制油作用于所述阀芯(1)的轴向第一端并使所述阀芯(1)产生由所述第一工作位向所述第二工作位移动的趋势，所述反馈油口(C)用于将所述行走马达的马达(400)的实际工作压力反馈至所述阀芯(1)的轴向第二端并使所述阀芯(1)产生由所述第二工作位向所述第一工作位移动的趋势，并且，所述行走马达换挡阀(100)被设置为使得：所述反馈油口(C)的油压小于第一预设值PC1时，所述阀芯(1)能够由所述第一工作位移动至所述第二工作位，所述反馈油口(C)的油压大于第二预设值PC2时，所述阀芯(1)能够由所述第二工作位移动至所述第一工作位，其中，所述第一预设值PC1与所述第二预设值PC2不相等；并且，所述阀芯(1)由所述第一工作位移动至所述第二工作位后，所述反馈油口(C)的油压为第一工作值PC3，所述阀芯(1)由所述第二工作位切换至所述第一工作位后，所述反馈油口(C)的油压为第二工作值PC4，其中，所述第一工作值PC3与所述第二预设值PC2之间满足PC3＜K1PC2，K1≤1，且所述第二工作值PC4与所述第一预设值PC1之间满足PC4＞K2PC1，K2≥1。2.根据权利要求1所述的行走马达换挡阀(100)，其特征在于，所述行走马达换挡阀(100)还包括第一腔室(1a)、第二腔室(1b)和第三腔室(1c)，所述第一腔室(1a)与所述外控油口(X)连通，所述第三腔室(1c)与所述反馈油口(C)连通，所述第二腔室(1b)与所述第三工作油口(Z)连通并在所述阀芯(1)由所述第一工作位向所述第二工作位移动的过程中切换地与所述第二工作油口(L)和所述第一工作油口(Y)连通，且所述第二腔室(1b)的有效压力作用面积小于所述第三腔室(1c)的有效压力作用面积。3.根据权利要求2所述的行走马达换挡阀(100)，其特征在于，所述行走马达换挡阀(100)还包括弹簧(4)，所述弹簧(4)设置于所述阀芯(1)的轴向第二端并对所述阀芯(1)施加使所述阀芯(1)产生由所述第二工作位向所述第一工作位移动趋势的作用力，所述第一预设值PC1为PC1＝(PX×A1-F1)/A3，所述第二预设值PC2为PC2＝(PX×A1-F2)/(A3-A2)，所述第一工作值PC3为所述第二工作值为其中，PX为所述外控油口(X)的油压，A1、A2和A3分别为所述第一腔室(1a)、所述第二腔室(1b)和所述第三腔室(1c)的有效压力作用面积，F1和F2分别为所述弹簧(4)在所述第一工作位和所述第二工作位对所述阀芯(1)施加的作用力，V1和V2...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵斌，吴传玉，李扬，戴维·普鲁斯特，
申请(专利权)人：徐工集团工程机械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32