多路组合换向阀卸荷性能分析及卸荷阀设计

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-06-28 原文发表:2007-06-28 人气:3

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摘要：分析了工程上常用的多路组合换向阀卸荷性能特点，并扼要地介绍了工程上广泛应用的卸荷阀设计方法。
关键词：多路组合换向阀；卸荷性能；卸荷阀设计

引言
　　多路组合换向阀，由于结构紧凑，便于集中操纵，油路短，压力损失小等优点，在农业机械、工程机械多执行元件的液压系统中广为应用．多路组合换向阀又经常与单向阀、液控单向阀、安全阀等组为一体，因此除了其换向功能之外，还具有使系统限压、卸荷、执行元件的锁位等功能，特别是卸荷功能尤为重要．在农业机械中，特别是联合收割机中，普遍使用多路组合换向阀，各执行元件间断工作，液压系统经常处于卸荷状态，卸荷性能的好坏对系统影响较大，如果卸荷压力高，能量损失大，系统温度升高，甚至使系统不能正常工作．因此有必要对其卸荷性能进行分析，并合理地设计卸荷阀．

1　卸荷性能分析

多路组合换向阀的卸荷方式大体分以下几种．

1.1　贯穿式卸荷

如图1a所示，卸荷通道和压力阀分别设立．卸荷时，各联阀芯均处于中立位置，油源来油经一条专用的贯穿各路阀的油道卸回油箱，卸荷油道贯穿各路换向阀．当其中任一路阀工作时（即把此卸荷油道切断）．油源来油就从该路换向阀进入所控制的执行元件，工作压力大小由图中压力阀限定．采用该种卸荷方式优点是换向阀阀杆从中立位置→工作位置的移动过程中，卸荷油道是逐渐被关闭的，进入执行元件的油量逐渐增加，系统压力逐渐升高，执行元件启动平稳，无冲击，而且有一定调速性能，压力阀结构简单．其缺点是卸荷油道长，压力损失大，尤其换向阀路数多时，弊端更为突出，该种卸荷方式多用于路数较少的场合．

图1　多路组合换向阀卸荷原理图

1.2　卸荷阀式卸荷

该种卸荷方式又分两种

1.2.1 贯穿控制式卸荷阀卸荷

图1b所示，卸荷阀和安全阀为一体，组成先导式压力阀，该阀即是卸荷阀又是安全阀，有时又是溢流阀．卸荷时其控制油道贯穿各路换向阀，同前述卸荷油道．当各路换向阀处于中立位置时，卸荷阀的控制油道（见图1b和图2）贯穿各路换向阀并与油箱连通．卸荷时，大部分油液卸荷，通道短，压力损失低．任一路阀换向工作，便切断控制油道，油源来油就从换向阀进入执行元件工作，其工作压力大小由导阀控制．此时系统压力为导阀调整压力．该种卸荷方式，既使换向阀路数增加，只是控制油道增加，卸荷压力增加不大，始终保持较低卸荷压力，此种卸荷方式多用于手动换向阀，卸荷可靠．

1.2.2 电磁阀控制式卸荷阀卸荷

该种卸荷方式与前种不同点是其控制油道与油箱通断与否，由电磁阀控制，见图1c，卸荷油道短，卸荷时压力损失低，又便于自动控制，但卸荷的可靠性低，多用于电磁多路阀的场合．

2　卸荷阀的设计

工程上使用多路组合换向阀，就目前来看多为手动式，其卸荷方式多采用贯穿控制式卸荷阀卸荷，卸荷阀经常采用图2的结构形式，下面简要介绍一下其设计方法．

2.1　主阀结构形式的选择

卸荷阀（又是安全阀）的主阀按配合形式不同可分为三级同心、二级同心和滑阀式三类．其中滑阀式结构工作压力低，控制压力精度不高；三级同心结构虽成熟，目前应用较广，但与二级同心式比较，不及二级同心式动作灵敏，规格相同，行程相同时，二级同心结构的通油能力远大于三级同心结构；二级同心式控制压力稳定，加工工艺性好，二级同心式应用前景广阔，这里以二级同心结构为例如图2，讨论其结构尺寸设计方法．

图 2　卸荷阀结构原理图