2.6 先导控制阀
先导阀是以减压阀方式进行远距离操作用的控制阀。其阀壳中内藏4个控制次级压力的减压阀,通过调整操作部分的倾斜度来调整输出压力。以下是R150W-7挖掘机回转装置的结构与原理描述。
2.6.1 前端附件和回转先导阀
(1)构造
图2-101所示是R150W-7型挖掘机先导阀的结构。阀壳上开有纵轴方向的孔,减压阀被安装在孔中。
图2-101 手柄先导阀
1—壳体;2,3—堵头;4,13,21—O形圈;5—滑阀;6,10—弹簧;8—弹簧座;9—垫片;11—衬套;12—轴用密封;14—压杆;15—压盘;16—套管;17—接头;18—压板;19—调整螺母;20—锁紧螺母;22—手柄曲杆;23—螺母;24—镶嵌物;25—波纹护套;26—手柄;27—开关;28—螺钉;29—开关组件;30—开关罩
减压阀由滑阀5、次级压力设定弹簧6、复位用弹簧10、垫片9、弹簧座8组成。次级压力设定用弹簧的次级压力换算系数被设为5~10kgf/cm2(根据型号不同而改变)。滑阀被复位弹簧压在压杆14上。
随着手柄等的操作部分倾斜,压杆被压下,弹簧座也同时下降,使次级压力弹簧改变设定。
阀壳上有进油(一次先导压力)口P和出油(回油箱)口T,另外,阀壳下部有出口1、2、3、4,输出次级油压。
(2)功能
①基本功能 先导阀是用于对控制阀的滑阀行程量和方向等要素进行控制的阀。控制阀滑阀一端设有弹簧,使另一端受先导阀输出的压力而产生作用。为了满足此功能,先导阀由以下构成件构成:
a.从油压泵供油的进油口P。
b.将来自进油口的油供给作用在控制阀的滑阀端部的多个输出压力口1~4。
c.控制上述输出压力的回油口T。
d.连接输出口、进油口和回油箱油口的滑阀。
e.为了控制上述输出压力,还需要作用于上述滑阀的弹簧等机械构件。
②主要部分功能 从油泵而来的供给油进油口P后,将油口P的压力引到输出口1~4,或将输出口引到油箱口T,这一油路切换功能由滑阀5完成,而决定输出压力值的是作用于该滑阀的弹簧6。
为了调整此弹簧的压缩量,在衬套11内嵌入压杆14并使压杆可在衬套内滑动。
为了通过压板18、调整螺母19来调整压杆的移动,设置了手柄26,该手柄以接头17中心为支点,可以360°倾斜。
弹簧10作用于阀壳1和弹簧座8,不论输出压力如何,都使压杆14的位移量向零的方向复位,确保滑阀实现中立复位。另外,为了使操作员具有适当操纵手感,弹簧10还具有反作用力弹簧效果。
(3)动作
下面用液压回路图并结合结构图来说明先导阀的工作过程,图2-102是先导阀的工作原理图。
图2-102 先导阀原理图
1—导向阀;2—导向泵;3—主泵;4—控制阀;5—油压马达;6—油压缸
①手柄位于中间位置时 决定导向阀出力压值的弹簧6力量此时不作用在滑阀5上(图2-101)。因此,滑阀被弹簧10推向上方,位于图2-102中油口3的位置,只同油箱口T相通,所以输出压力和油箱压力相等。
②手柄倾斜的场合 压杆14作行程运动时,滑阀向下移动,如图2-103所示。P口和出口1相通,来自于先导泵的供给油流向出口1,产生压力。倾转手柄,当出口1的压力达到设定的弹簧压力值时,油压力和弹簧力平衡;当出口1的压力上升至超过设定压力时,出口1和P口关闭,出口1和T口打开。当出口1的压力下降至设定压力以下时,出口1和P口打开,出口1和T口关闭,所以次级压力保持一定。
图2-103 先导阀工作状态
5—滑阀;14—压杆
另外,有一种型号的先导阀,当其手柄倾斜某一角度以上时,滑阀上端部和压杆内径底部接触,输出压力通到P口并保持该压力状态。
2.6.2 行走、定位/辅件和推土铲/支腿先导阀
以下是ZAXIS210W挖掘机行走、定位/辅件和推土铲/支腿先导阀的结构与原理描述。
(1)概述
先导阀用于控制先导压力,以推动控制阀阀柱,其外形如图2-104所示。油口1的功能包括前进行走、定位提升/辅件开启、推土铲/支腿下降;油口2的功能包括后退行走、定位下降/辅件关闭、推土铲/支腿提升。
图2-104 行走、定位/辅件和推土铲/支腿先导阀
1—前进行走、定位提升/辅件开启、推土铲/支腿下降;2—后退行走、定位下降/辅件关闭、推土铲/支腿提升
(2)操作过程
图2-105是控制踏板的控制压力曲线图。
图2-105 控制踏板压力控制曲线
①控制踏板-中位(推杆行程:A~B)
a.当控制踏板在中位时,阀柱7完全堵塞油口P中的压力油。输出油口通过阀柱7中的油道连接至油口T,因此输出油口压力变得与液压油箱压力相同,如图2-106所示。
图2-106 控制踏板微操作时
1—压板;2—压柱;3—盖板;4—弹簧座;5—弹簧;6—回位弹簧;7—阀柱
b.当控制踏板轻微移动时,压板1移动,且压柱2和弹簧座4一起向下移动,压缩回位弹簧6。
c.此时,平衡弹簧5推动阀柱7,阀柱7向下移动,直到间隙A变为零。
d.当阀柱7向下移动时,输出油口与油口T相连接,压力油不能流入输出油口。
②控制踏板-操作(推杆行程:C~D)
a.当控制踏板进一步移动时,阀柱7上的孔与槽口B相连接,如图2-107(推杆行程:C~D)所示。
图2-107 推杆操作时
1—压板;2—压柱;3—盖板;5—弹簧;7—阀柱
b.油口P中的压力油从槽口B通过阀柱7中的孔流入输出油口,因此输出油口压力增加。
c.输出油口压力作用在阀柱7的底部,向上推动阀柱7。
d.如果作用在阀柱7上的力小于平衡弹簧5的弹簧力,平衡弹簧5将不能被压缩。结果,由于油口P连接至输出油口,从而使输出油口处的压力持续升高。
e.如果输出油口压力继续增加,推动阀柱7的力也会增加。当该力大于平衡弹簧5的弹簧力时,阀柱7推动平衡弹簧5并向上移动。
f.当阀柱7向上移动时,槽口B关闭,因此压力油不能从油口P流入输出油口。所以,油口P处的压力停止上升。
g.因此,平衡弹簧5被压缩的量与阀柱7压下的量相等,从而使弹簧力和作用在阀柱7上的力之间的平衡压力成为输出油口压力。
③控制踏板-全行程(推杆行程:E~F)
a.当控制踏板移动至全行程时,压柱2向下移动,直到与盖板3的顶面接触,如图2-107(推杆行程E~F)所示。
b.因此,阀柱7被压柱2的底部直接压下。结果,即使输出油口压力上升,阀柱7的槽口B也不能关闭。
c.因此,输出油口压力变得与油口P的压力相等。