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CN107795538B - 行走马达换挡阀、行走马达和工程机械 - Google Patents

行走马达换挡阀、行走马达和工程机械 Download PDF

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CN107795538B CN201711246964.4A CN201711246964A CN107795538B CN 107795538 B CN107795538 B CN 107795538B CN 201711246964 A CN201711246964 A CN 201711246964A CN 107795538 B CN107795538 B CN 107795538B
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Jiangsu Xugong Construction Machinery Research Institute Co ltd
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Abstract

本发明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。

Description

行走马达换挡阀、行走马达和工程机械
技术领域
本发明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。
背景技术
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。
发明内容
本发明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，本发明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。
本发明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，其还包括本发明的行走马达换挡阀，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。
本发明第三方面还提供了一种工程机械，其包括本发明的行走马达。
本发明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发明的示例性实施例进行详细描述，本发明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发明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发明的一些实施例，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示出本发明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；1e、第二通道；1f、第一柱塞腔；1g、第二柱塞腔；
31a、第一通孔；31b、紧固槽；31c、弹簧容纳腔；
51、第二通孔；
Y、第一工作油口；L、第二工作油口；Z、第三工作油口；X、外控油口；C、反馈油口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有开展创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
在本发明的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
图1-4示出了本发明的一个实施例。参照图1-4，本发明所提供的行走马达换挡阀100，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，阀芯1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Y截止且第二工作油口L与第三工作油口Z连通，在第二工作位时，第一工作油口Y与第三工作油口Z连通且第二工作油口L截止；第一工作油口Y用于与油源连通，第二工作油口L用于与油箱连通，第三工作油口Z用于与行走马达的斜盘控制机构500连通；外控油口X用于引导控制油作用于阀芯1的轴向第一端并使阀芯1产生由第一工作位向第二工作位移动的趋势，反馈油口C用于将行走马达的马达400的实际工作压力反馈至阀芯1的轴向第二端并使阀芯1产生由第二工作位向第一工作位移动的趋势，其特征在于，行走马达换挡阀100被设置为使得：
反馈油口C的油压小于第一预设值PC1时，阀芯1能够由第一工作位移动至第二工作位，反馈油口C的油压大于第二预设值PC2时，阀芯1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1由第一工作位移动至第二工作位后，反馈油口C的油压为第一工作值PC3，阀芯1由第二工作位切换至第一工作位后，反馈油口C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。
在本发明中，PC1和PC2分别为马达400在行走马达换挡阀100控制行走马达由低速切换至高速和由高速切换至低速的临界压力值，PC3和PC4分别为马达400在行走马达换挡阀100控制行走马达由低速切换至高速和由高速切换至低速后的实际输入压力值，K1和K2则分别为行走马达由低速切换至高速后稳定于高速状态下的安全系数和行走马达由高速切换至低速后稳定与低速状态下的安全系数。
本发明通过对行走马达换挡阀100进行改进，使得行走马达换挡阀100的阀芯1分别在两个不同的预设值下控制行走马达进行由低速至高速和由高速至低速的切换，并使得换挡后马达400的实际工作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，这有利于延长行走马达换挡阀100、行走马达及工程机械的使用寿命，提高行走安全性，改善使用舒适性。
在本发明中，优选地，K1＜1，和/或，K2＞1，这样行走马达在由低速切换至高速后和/或由高速切换至低速后稳定于切换后速度状态下的安全系数更高，可以更可靠地防止行走马达高低速反复切换，更有效地减少工程机械重载工况下的颤动，从而更有利于延长行走马达换挡阀100、行走马达及工程机械的使用寿命，提高行走安全性，改善使用舒适性。
作为本发明行走马达换挡阀100的一种实施方式，行走马达换挡阀100可以还包括第一腔室1a、第二腔室1b和第三腔室1c，第一腔室1a与外控油口X连通，第三腔室1c与反馈油口C连通，第二腔室1b与第三工作油口Z连通并在阀芯1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L和第一工作油口Y连通，且第二腔室1b的有效压力作用面积小于第三腔室1c的有效压力作用面积。基于此，本发明只需对第一腔室1a、第二腔室1b和第三腔室1c的有效压力作用面积进行设置，即可使得行走马达换挡阀100的阀芯1能够分别在两个不同的预设值下控制行走马达进行由低速至高速和由高速至低速的切换，并使得换挡后马达400的实际工作压力值均能够不满足换挡边界条件，结构较简单，成本较低，且可靠性较高。这一点将结合图1-4所示的实施例予以进一步说明。
下面结合图1-4来对本发明予以进一步地说明。
为了便于理解，首先结合图1对行走马达系统的结构及工作原理进行说明。
如图1所示，行走马达系统包括行走马达、行走马达换挡阀100、压力选择阀300和平衡阀200等，行走马达包括马达400和斜盘控制机构500等。
其中，斜盘控制机构500与马达400的斜盘驱动连接，用于通过带动斜盘摆动来改变斜盘的摆角。由图1控制，该实施例的斜盘控制机构500具体为液压缸，其缸杆与斜盘连接。基于此，当斜盘控制机构500的无杆腔进油时，斜盘控制机构500驱动斜盘摆动至较小角度位置，使行走马达向低速模式切换；而当斜盘控制机构500的无杆腔中的油向油箱回流时，则斜盘控制机构500可以驱动斜盘摆动至较大角度位置，使行走马达向高速模式切换。
马达400通过平衡阀200与油口A和油口B连接。当油口A和油口B中的一个向马达400供油时，马达400的排油经油口A和油口B中的另一个流出，从而可以驱动马达400顺时针或逆时针转动。
行走马达换挡阀100用于控制斜盘控制机构500的无杆腔切换地与油源和油箱中的一个连通，以通过控制是否向斜盘控制机构500的无杆腔中供油来控制行走马达在高速模式和低速模式之间切换。如图1所示，在该实施例中，行走马达换挡阀100与斜盘控制机构500的无杆腔连通并通过压力选择阀300与平衡阀200连通。具体地，压力选择阀300为梭阀；行走马达换挡阀100的第一工作油口Y与压力选择阀300的出口连通，压力选择阀300的两个进口分别通过平衡阀200与油口A和油口B连接；行走马达换挡阀100的第二工作油口L与油箱连通；行走马达换挡阀100的第三工作油口Z与斜盘控制机构500的无杆腔连通。
通过设置压力选择阀300，使得第一工作油口Y始终能与油口A和油口B中压力较大的一个连通。而由于油口A压力和油口B压力中较大的压力值即为油源压力，同时也即为马达400的输入压力或称实际工作压力，因此，第一工作油口Y始终与油源连通，且其压力值PY实际上等于马达400的实际工作压力值。
为了使行走马达换挡阀100能够控制斜盘控制机构500的无杆腔切换地与油源和油箱中的一个连通，如图1所示，行走马达换挡阀100具有第一工作位(图1中的左位)和第二工作位(图1中的右位)。其中，由图1可知，当处于第一工作位时，第一工作油口Y截止且第二工作油口L与第三工作油口Z连通，这使得行走马达换挡阀100连通斜盘控制机构500的无杆腔与油源，从而此时高压油可以经由该行走马达换挡阀100进入斜盘控制机构500的无杆腔，推动斜盘控制机构500的缸杆外伸，驱动斜盘向图1中的竖直方向摆动，减小斜盘的摆角至最小值，将马达400的输出轴转速降至最低，进而使行走马达工作于低速模式下；而当处于第二工作位时，第一工作油口Y与第三工作油口Z连通且第二工作油口L截止，这使得行走马达换挡阀100连通斜盘控制机构500的无杆腔与油箱，从而此时斜盘控制机构500的无杆腔泄压，斜盘控制机构500的缸杆回缩，带动斜盘由图1中的竖直方向朝水平方向摆动，增大斜盘的摆角至最大值，使马达400的输出轴转速升高至最大，进而使行走马达工作于高速模式下。可见，阀芯1的第一工作位和第二工作位分别对应行走马达的低速模式(低速工作状态，或称第一工作状态)和高速模式(高速工作状态，或者第二工作状态)。
另外，由图1可知，行走马达换挡阀100还包括外控油口X和反馈油口C。其中，外控油口X用作先导控制油口，用于向行走马达换挡阀100引入控制油，控制行走马达换挡阀100由第一工作位向第二工作位切换。反馈油口C则用于将马达400的实际工作压力反馈至阀芯1上，以便于行走马达换挡阀100根据马达400的实际行走负载来在第一工作位和第二工作位之间切换，从而更准确地控制行走马达按照实际需求完成换挡。如前所述，由于第一工作油口Y和反馈油口C的压力实际上均为马达400的实际工作压力，因此，第一工作油口Y的压力PY与反馈油口C的压力PC相等。
现有技术中，行走马达换挡阀控制行走马达换挡的临界条件只有一个，即，马达工作压力达到预设值，也即，反馈油口C的压力PC等于预设值，这意味着现有技术中行走马达换挡阀根据同一预设值来实现对由高速向低速以及由低速向高速的切换控制。其问题在于，由于行走马达的最大输入功率为一恒定值，行走马达的输出达扭矩与工作压力和排量成正比，因此，由高速切换至低速后，马达输入口压力将低于预设值，此时由于满足了由低速切换至高速的临界条件，因此，行走马达换挡阀又会控制行走马达自动切换回高速模式，而切换回高速后，马达输入口压力升高至预设值，此时由于又满足了由高速切换至低速的临界条件，因此，行走马达换挡阀又会控制行走马达自动切换回低速模式，如此反复，以致于行走马达无法保持于所期望的低速模式下，而是会出现高低速反复切换的现象，这会引起工程机械发生颤动，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。
为了解决现有技术中行走马达高低速反复切换的问题，该实施例对行走马达换挡阀100的结构进行了改进。下面结合图2-4予以详细说明。
如图2-3所示，在该实施例中，行走马达换挡阀100设置于马达400的壳体5的内部，其包括阀芯1、第一柱塞21、第二柱塞22、第一封堵件31、第二封堵件32、弹簧4、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、第一腔室1a、第二腔室1b和第三腔室1c；并且，该行走马达换挡阀100不再包括阀体，而是以壳体5作为阀体，行走马达换挡阀100的阀芯1直接设置于壳体5中，而行走马达换挡阀100的第一工作油口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则均设置于壳体5的内壁上。
通过将行走马达换挡阀100设置于壳体5的内部，可以将行走马达换挡阀100与马达400集成为一体结构，使结构更加紧凑，减少空间占用。而利用壳体5作为阀体，使得无需再单独设置专门的阀体来容纳阀芯1及设置行走马达换挡阀100的各油口，还可以进一步简化结构，节约成本，方便维护。
具体地，由图3可知，为了方便阀芯1在壳体5中的设置，在该实施例中，壳体5上设有第二通孔51，阀芯1容置于该第二通孔51中。利用第二通孔51容置阀芯1，不仅加工方便，同时也便于阀芯1的拆装。其中，第二通孔51可以设置于壳体5的后盖上(即马达后盖上)。
阀芯1通过移动来实现行走马达换挡阀100在第一工作位(图2-3中的右位)和第二工作位(图2-3中的左位)之间的切换，以控制行走马达换挡阀100的第一工作油口Y、第二工作油口L和第三工作油口Z等的通断状态。如图3所示，在该实施例中，阀芯1具有轴向第一端(在图中即为右端)和轴向第二端(在图中即为左端)，且如图3所示，阀芯1的轴向第一端和第二轴向第二端分别设有第一柱塞腔1f和第二柱塞腔1g。第一柱塞腔1f的有效压力作用面积小于第二柱塞腔1g的有效压力作用面积。不难理解，此处的轴向第一端和轴向第二端不限于阀芯1轴向的两个端面，而可以分别包括一个区段。
如图2和图3所示，在该实施例中，第一柱塞21和第二柱塞22分别设置于第一柱塞腔1f和第二柱塞腔1g中。第一柱塞21与第一柱塞腔1f的内壁之间以及第二柱塞22与第二柱塞腔1g的内壁之间形成可自由滑动的密封带。在阀芯1由第一工作位切换至第二工作位的过程中，第一柱塞21相对于第一柱塞腔1f伸出且第二柱塞22相对于第二柱塞腔1g缩回；而在阀芯1由第二工作位切换至第一工作位的过程中，第一柱塞21相对于第一柱塞腔1f缩回且第二柱塞22相对于第二柱塞腔1g伸出。
基于上述设置，由图2和图3可知，第一柱塞21与第一柱塞腔1f的内壁之间以及第二柱塞22与第二柱塞腔1g的内壁之间分别形成密封腔，分别为第二腔室1b和第三腔室1c。即，在该实施例中，第二腔室1b和第三腔室1c设置于阀芯1上并分别位于阀芯1的轴向第一端和轴向第二端。由于第二腔室1b的有效压力作用面积即为第一柱塞腔1f的有效压力作用面积，第三腔室1c的有效压力作用面积即为第二柱塞腔1g的有效压力作用面积，且第一柱塞腔1f的有效压力作用面积小于第二柱塞腔1g的有效压力作用面积，因此，第二腔室1b的有效压力作用面积小于第三腔室1c的有效压力作用面积。
而且，如图2和图3所示，在该实施例中，第二腔室1b和第三腔室1c与各油口的连通关系为：第三腔室1c与反馈油口C连通；第二腔室1b与第三工作油口Z连通并在阀芯1在第一工作位向第二工作位移动的过程中先后与第二工作油口L和第一工作油口Y连通，即，第二腔室1b在阀芯1处于第一工作位时与第三工作油口Z和第二工作油口L连通(如图2所示)并在阀芯1处于第二工作位时与第三油口Z和第一工作口Y连通(如图3所示)。
而为了方便第二腔室1b与第二工作油口L或第一工作油口Y连通，如图4所示，在该实施例中，阀芯1上还设有第一通道1d，第二腔室1b通过第一通道1d与第一工作油口Y和第二工作油口L中的一个连通。其中，如图2所示，在第一工作位时，第二腔室1b通过第一通道1d与第二工作油口L连通；如图3所示，在第二工作位时，第二腔室1b通过第一通道1d与第一工作油口Y连通。类似地，为了方便第三腔室1c与反馈油口C的连通，在该实施例中，如图4所示，阀芯1上还设有第二通道1e，第三腔室1c通过第二通道1e与反馈油口C连通。具体地，由图4可知，第二腔室1b和第三腔室1c均沿阀芯1的轴向延伸，而第一通道1d和第二通道1e则均沿阀芯1的径向延伸，这样两个腔室及两个通道在阀芯1上的布置更加合理紧凑，加工也更加方便。
并且，如图4所示，在该实施例中，阀芯1的轴向第一端还具有颈缩部。这样，在需要对阀芯1进行拆卸时，便于工作人员或者拆卸工具伸入第二通孔51中对阀芯1进行施力，使得阀芯1更容易从第二通孔51中取出，从而更便于阀芯1的拆卸。而且，由图4可知，颈缩部的周向表面上还进一步设有凹槽15。由于该凹槽15更便于对颈缩部施力，因此，设置凹槽15，可以进一步降低阀芯1的拆卸难度。
另外，如图2和图3所示，在该实施例中，阀芯1的轴向第一端和轴向第二端还分别设有第二封堵件32和第二封堵件31，其中，第一封堵件31和第二封堵件32连接于壳体5上并分别位于阀芯1的轴向第二端一侧和阀芯1的轴向第一端一侧，分别用于对阀芯1的轴向第二端一侧和阀芯1的轴向第一端一侧进行封堵。
其中，由图2和图3可知，第一封堵件31螺纹连接于第二通孔51中并位于阀芯1的轴向第二端一侧，用于对阀芯1的轴向第二端一侧进行封堵。具体地，第一封堵件31的外周表面上均设有螺纹，第二通孔51的对应部位的内壁上也设有螺纹，从而在螺纹的配合作用下，第一封堵件31可以螺纹连接于第二通孔51中。
并且，由图2和图3可知，该实施例的第一封堵件31，其远离阀芯1的表面上还设有紧固槽31b。设置紧固槽31b，便于第一封堵件31的拆装。尤其该实施例的第一封堵件31螺纹连接于壳体5内，紧固槽31b的作用更加突出。因为，基于所设置的紧固槽31b，在拆装第一封堵件31时，可以将工具插入紧固槽31b中，然后向壳体5的第二通孔51内侧或朝第二通孔51外侧旋拧第一封堵件31，实现第一封堵件31的拆装，操作更方便，拆装效率更高。
另外，该实施例的第一封堵件31还用于支承弹簧4。弹簧4抵设于第一封堵件31与阀芯1的轴向第二端之间，用于对阀芯1施加使阀芯1产生由第二工作位向第一工作位移动趋势的作用力。具体地，为了方便弹簧4的设置，如图2和图3所示，在该实施例中，第一封堵件31的靠近阀芯1的表面上设有弹簧容纳腔31c，弹簧4容纳于该弹簧容纳腔31c中，并抵设于弹簧容纳腔31c的底壁与阀芯1的轴向第二端之间，这样弹簧4能够对阀芯1施加使阀芯1由第二工作位向第一工作位复位的作用力。并且，结合图2-4可知，阀芯1的轴向第二端还具有弹簧座16，弹簧4通过套设于弹簧座16上而与阀芯1连接，且弹簧座16与阀芯1的相邻区段之间形成轴肩，弹簧4抵设于轴肩上，从而当阀芯1在第一工作位和第二工作位之间移动的过程中，弹簧4可以随之压缩或伸长，改变对阀芯1所施加的弹性力大小。同时，容易理解，弹簧座16与第一封堵件31及第二通孔51的内壁之间限定形成弹簧腔。
而且，如图2和图3所示，该实施例的第一封堵件31，其上还设有第一通孔31a，该第一通孔31a与弹簧容纳腔31c连通。基于此，不仅更便于拆卸，同时也更便于回油。具体地，第一通孔31a沿着阀芯1的轴向延伸，这样基于较小长度的第一通孔31a，即可实现弹簧容纳腔31c与外部的连通，结构更简单，回油更方便。
如图2和图3所示，在该实施例中，第二封堵件32螺纹连接于第二通孔51中并位于阀芯1的轴向第一端一侧，用于对阀芯1的轴向第一端一侧进行封堵。具体地，第二封堵件32的外周表面上设有螺纹，第二通孔51的对应部位的内壁上也均设有螺纹，从而在螺纹的配合作用下，第二封堵件32可以螺纹连接于第二通孔51中。
可见，在该实施例中，第一封堵件31和第二封堵件32螺纹连接于第二通孔51轴向的相对两侧。采用螺纹连接方式，第一封堵件31和第二封堵件32的封堵效果更好。
另外，如图2和图3所示，在该实施例中，第一腔室1a位于阀芯1的轴向第一端与第二封堵件32之间。具体地，第一腔室1a位于阀芯1的轴向第一端、第二封堵件32、第一柱塞21及第二通孔51的内壁之间。第一腔室1a与外控油口X连通，这样外控油口X引入的控制油能够进入第一腔室1a中，并作用于阀芯1的轴向第一端，使阀芯1产生由第一工作位向第二工作位移动的趋势，便于阀芯1在外控油口X的控制作用下由第一工作位切换至第二工作位。其中，为了进一步改善密封效果，如图2所示，第二封堵件32与壳体5之间还设有密封圈6，该密封圈6可以实现对第一腔室1a更严密地密封。
综合以上可知，在该实施例中，第一腔室1a位于阀芯1的轴向第一端与第二封堵件32之间，与外控油口X连通；第二腔室1b和第三腔室1c位于阀芯1上并分别位于阀芯1的轴向第一端和轴向第二端，其中，第三腔室1c与反馈油口C连通，而第二腔室1b与第三工作油口Z连通并在阀芯1在第一工作位向第二工作位移动的过程中先后与第二工作油口L和第一工作油口Y连通。
具体地，由图2-4可知，该实施例的阀芯1，其沿轴向依次具有四个密封区段，分别为沿着由轴向第一端至轴向第二端依次分布的第一密封区段11、第二密封区段12、第三密封区段13和第四密封区段14，且这四个密封区段与第二通孔51的内壁滑动密封。相邻的密封区段之间具有颈缩段。这样，阀芯1在第一工作位和第二工作位之间移动的过程中能够通过这四个密封区段来控制第一腔室1a、第二腔室1b和第三腔室1c与各油口的连通关系。
其中，如图2所示，当阀芯1处于第一工作位(图中最右方)时，第一密封区段11对第二通孔51的位于第一腔室1a与第二工作油口L之间的内壁表面进行密封，从而将第一腔室1a与第二工作油口L隔离，保证第一腔室1a只与外控油口X连通；同时，第二密封区段12对第二通孔51的位于第二腔室1b与第一工作油口Y之间的内壁表面进行密封，而第一密封区段11和第二密封区段12之间的颈缩段对第二通孔51的位于第二腔室1b与第二工作油口L之间的内壁表面形成避让，从而使得第二腔室1b与第二工作油口L连通并与第一工作油口Y隔离；第三密封区段13对第二通孔51的位于第一工作油口Y与第三腔室1c之间的内壁表面进行密封，同时，第三密封区段13和第四密封区段14之间的颈缩段对第二通孔51的位于第三腔室1c与反馈油口C之间的内壁表面形成避让，且第四密封区段14对第二通孔51的位于反馈油口C与弹簧腔之间的内壁表面进行密封，使得第三腔室1c与第一工作油口Y及弹簧腔均隔离，而只与反馈油口C连通。
而如图3所示，当阀芯1处于第二工作位(图中最左方)时，第一密封区段11仍对第二通孔51的位于第一腔室1a与第二工作油口L之间的内壁表面进行密封，实现第一腔室1a与第二工作油口L的隔离，保证第一腔室1a只与外控油口X连通；但不同地，第二密封区段12对第二通孔51的位于第二腔室1b与第二工作油口L之间的内壁表面进行密封，而第一密封区段11和第二密封区段12之间的颈缩段对第二通孔51的位于第二腔室1b与第一工作油口Y之间的内壁表面形成避让，从而使得第二腔室1b改变为与第一工作油口Y连通并与第二工作油口L隔离；第三密封区段13和第四密封区段14虽然向左移动，但第三密封区段13和第四密封区段14之间的颈缩段仍然对第二通孔51的位于第三腔室1c与反馈油口C之间的内壁表面形成避让，同时，第三密封区段13仍对第二通孔51的位于第一工作油口Y与第三腔室1c之间的内壁表面进行密封，且第四密封区段14仍对第二通孔51的位于反馈油口C与弹簧腔之间的内壁表面进行密封，从而使得第三腔室1c仍与第一工作油口Y及弹簧腔均隔离，而仍只与反馈油口C连通。
可见，在该实施例中，当阀芯1处于第一工作位时，第一腔室1a与外控油口X连通，第二腔室1b与第二工作油口L及第三工作油口Z连通并与第一工作油口Y隔离，第三腔室1c与反馈油口C连通；而当阀芯1处于第二工作位时，第一腔室1a与外控油口X连通，第二腔室1b与第一工作油口Y及第三工作油口Z连通并与第二工作油口L隔离，第三腔室1c与反馈油口C连通。
下面结合图2和图3对该实施例行走马达换挡阀100控制换挡的原理及边界条件进行说明。
首先，为了方便描述，将第一工作油口Y、第二工作油口L、第三工作油口Z、外控油口X及反馈油口C的压力分别定义为PY、PL、PZ、PX及PC，并将第一腔室1a、第二腔室1b和第三腔室1c的有效压力作用面积分别定义为A1、A2和A3，将弹簧4在第一工作位和第二工作位对阀芯1施加的作用力分别定义为F1和F2，且将马达400在第一工作位和第二工作位时的排量分别定义为V1和V2。由于第二工作油口L与油箱连通，因此，可以认为PL＝0。另外，由于如前所述，第一工作油口Y和反馈油口C的压力实际上均为马达400的实际工作压力，因此，PY＝PC。
基于上述，由于如图2所示和如前所述，当阀芯1处于第一工作位，第一腔室1a与外控油口X连通，第二腔室1b与第二工作油口L及第三工作油口Z连通，第三腔室1c与反馈油口C连通，且弹簧4的弹性力为F1，因此，在忽略液动力和摩擦力对阀芯1在第二通孔51中滑动的影响，可以得到阀芯1此时的受力平衡状态方程为：
PX×A1+PL×A2＝PC×A3+F1 (1)。
由于PL＝0，因此，可以推导出在外控油口X控制压力PX的作用下，能够将阀芯1由第一工作位推动至第二工作位，即，能够将行走马达由低速模式切换至高速模式的反馈油口C的压力PC(即马达400的实际工作压力)应满足：
PC＜(PX×A1-F1)/A3 (2)。
进而可知，在外控油口X控制压力PX的作用下，将行走马达由低速模式切换至高速模式的边界条件(简称为边界条件1)为：
PC1＝(PX×A1-F1)/A3 (3)。
该PC1被称为第一预设值。由此可知，当反馈油口C的油压小于第一预设值PC1时，阀芯1能够由第一工作位移动至第二工作位。
而由于如图3所示和如前所述，当阀芯1处于第二工作位时，第一腔室1a与外控油口X连通，第二腔室1b与第一工作油口Y及第三工作油口Z连通，第三腔室1c与反馈油口C连通，弹簧4的弹性力为F2，因此，在忽略液动力和摩擦力对阀芯1在第二通孔51中滑动的影响，可以得到阀芯1此时的受力平衡状态方程为：
PX×A1+PY×A2＝PC×A3+F2 (4)。
由于PY＝PC，因此，可以推导出阀芯1能够由第二工作位移动至第一工作位，即，行走马达能够由高速模式切换至低速模式的反馈油口C的压力PC(即马达400的实际工作压力)应满足：
PC＞(PX×A1-F2)/(A3-A2) (5)。
进而可知，将行走马达由高速模式切换至低速模式的边界条件(简称为边界条件2)为：
PC2＝(PX×A1-F2)/(A3-A2) (6)。
该PC2被称为第二预设值。由此可知，当反馈油口C的油压大于第二预设值PC2时，阀芯1能够由第二工作位移动至第一工作位。
为了防止由于基于同一预设值进行换挡所造成的反复切换的问题，该实施例将第一预设值PC1与第二预设值PC2设置为不相等的，从而基于公式(3)和公式(6)，可以得到三个腔室的面积A1、A2和A3之间的相应关系。
而且，进一步地，该实施例还在考虑行走马达高低速模式下的排量情况的基础上，通过对三个腔室的面积A1、A2和A3进行设计，来控制换挡后马达400的实际工作压力值，使得由低速切换至高速后马达400的实际工作压力值不满足边界条件2，从而能够按照预期稳定保持于高速模式，并使得由高速切换至低速后马达400的实际工作压力值不满足边界条件1，从而能够按照预期稳定地保持于低速模式，进而更有效地防止高低速反复切换现象地发生。
为了方便描述，将阀芯1由第一工作位移动至第二工作位(即行走马达由低速切换至高速)后反馈油口C的油压(即马达400的实际工作压力)计为第一工作值PC3，并将阀芯1由第二工作位移动至第一工作位(即行走马达由低速切换至高速)后反馈油口C的油压(即马达400的实际工作压力)计为第二工作值PC4。
基于此，为了使由低速切换至高速后马达400的实际工作压力值不满足边界条件2，便于控制行走马达稳定于高速模式下，在该实施例中，第一工作值PC3满足的边界条件(简称为边界条件3)为：
PC3＜K1PC2，K1＜1， (7)。
其中，由于马达400的最大输入功率为一恒定值，马达400的输出扭矩T与马达400的排量V和输入口压力(即实际工作压力)P满足：T＝K×V×P，其中K为比例系数，因此，马达400的输出扭矩T与马达400的排量V和输入口压力(即实际工作压力)P之间成正比，从而，若马达由低速切换至高速时的实际工作压力为PC1，则切换后的实际工作压力PC3与PC1之间满足：PC3×V2＝PC1×V1，从而可以推导出第一工作值PC3为：
进而，由公式(7)、公式(8)和公式(3)，可以确定三个腔室的面积A1、A2和A3之间的相应关系。
另外，类似地，为了使由高速切换至低速后马达400的实际工作压力值不满足边界条件1，便于控制行走马达稳定于低速模式下，在该实施例中，第二工作值PC4满足的边界条件(简称为边界条件3)为：
PC4＞K2PC1，K2＞1， (9)。
其中，若马达由高速切换至低速时的实际工作压力为PC2，则切换后的实际工作压力PC4与PC2之间满足：PC4×V1＝PC2×V2，从而可以推导出第一工作值PC4为：
进而，由公式(10)、公式(9)和公式(6)，可以确定三个腔室的面积A1、A2和A3之间的相应关系。
由上述可知，综合边界条件1、边界条件2、边界条件3和边界条件4，可以确定第一腔室1a、第二腔室1b和第三腔室1c的有效压力作用面积A1、A2和A3之间的关系。换句话说，可以通过对有效压力作用面积A1、A2和A3进行设计，来使行走马达换挡阀100能够在控制行走马达换挡后较稳定地保持于所期望的速度模式下，而不至于反复切换、引起整机颤动。
所以，依据边界条件1、边界条件2、边界条件3及边界条件4，对图2-4所示的行走马达换挡阀100的第一腔室1a的有效压力作用面积A1、第二腔室1b的有效压力作用面积A2以及第三腔室1c的有效压力作用面积A3进行设计与校核，可以有效防止行走马达高低速反复切换。设计完成后，行走马达换挡阀100的工作流程可以如下：
当行走马达的实际工作压力大于PC1时，外控油无法推动阀芯1左移，行走马达仅能在低速模式下运行；当行走马达的实际工作压力小于PC1时，外控油推动阀芯1左移，待左移至最左方、阀芯1切换至第二工作位(行走马达切换至高速模式)时，由边界件3的限制，行走马达压力将低于K1PC2，由于不满足边界条件2，因此，行走马达能够稳定在高速模式下工作；而当行走马达的实际工作压力大于PC2时，在弹簧力与各密闭腔的共同作用下，阀芯1右移，由边界条件4的限制，当切换至低速模式后，行走马达压力将高于K2PC1，由于不满足边界条件1，因此，行走马达将稳定在低速模式下运行。
可见，该实施例中通过使行走马达换挡阀100具有第一腔室1a、第二腔室1b和第三腔室1c，并分别对第一腔室1a、第二腔室1b和第三腔室1c的有效压力作用面积A1、A2和A3进行设计，可以控制行走马达在换挡后能够稳定地保持于所相应的工作模式下，而不会频繁地反复切换，从而能够有效地解决整机颤动问题，有利于延长行走马达换挡阀100、行走马达乃至工程机械产品的寿命，提高工程机械行驶的安全性。而且，由于无需附加额外的控制元件及检测元件等，因此，整体结构较为简单，控制较为方便，控制精度及工作可靠性相对较高，同时，成本也较低。
虽然，在未图示的其他实施例中，第二腔室1b和第三腔室1c也可以不设置于阀芯1上，例如可以设置于阀芯1与壳体5或专门的阀体之间，但该实施例将第二腔室1b和第三腔室1c设置于阀芯1上，其好处在于，可以使得行走马达换挡阀100的结构较为简单紧凑，油路设计较为方便，且使得只需主要对阀芯1的结构进行设计，即可降低高低速反复切换的风险，更加简单方便。
另外，虽然图4所示的阀芯1，其四个密封区段的直径相同，但应当理解，这并不构成对本发明的限制，例如，将阀芯1的不同密封区段设置为具有不同的直径，或者在壳体5等上开设一些辅助孔道，也能使可行的。
基于本发明的行走马达换挡阀100，本发明还提供了一种行走马达和一种工程机械。其中，行走马达包括马达400和与马达400的斜盘驱动连接的斜盘控制机构500，并且，其还包括本发明的行走马达换挡阀100，行走马达换挡阀100设置于马达400的壳体5内部。而工程机械则包括本发明的行走马达。本发明的工程机械例如可以为挖掘机等履带机械。
以上所述仅为本发明的示例性实施例，并不用以限制本发明，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。

Claims (14)

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；
其中，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。
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分别为所述马达(400)在所述第一工作位和所述第二工作位时的排量。
3.根据权利要求1所述的行走马达换挡阀(100)，其特征在于，所述第二腔室(1b)和所述第三腔室(1c)设置于所述阀芯(1)上并分别位于所述阀芯(1)的轴向第一端和轴向第二端。
4.根据权利要求3所述的行走马达换挡阀(100)，其特征在于，所述阀芯(1)的轴向第一端和轴向第二端分别设有第一柱塞腔(1f)和第二柱塞腔(1g)，所述第一柱塞腔(1f)中设有第一柱塞(21)，所述第二柱塞腔(1g)中设有第二柱塞(22)，所述第二腔室(1b)位于所述第一柱塞(21)与所述第一柱塞腔(1f)的内壁之间，所述第三腔室(1c)位于第二柱塞(22)与所述第二柱塞腔(1g)的内壁之间。
5.根据权利要求3所述的行走马达换挡阀(100)，其特征在于，所述阀芯(1)上还设有第一通道(1d)，所述第二腔室(1b)通过所述第一通道(1d)与所述第一工作油口(Y)和所述第二工作油口(L)中的一个连通；和/或，所述阀芯(1)上还设有第二通道(1e)，所述第三腔室(1c)通过所述第二通道(1e)与所述反馈油口(C)连通。
6.根据权利要求1-5任一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)还包括第一封堵件(31)，所述第一封堵件(31)设置于所述阀芯(1)的轴向第二端，所述行走马达换挡阀(100)的弹簧(4)抵设于所述第一封堵件(31)与所述阀芯(1)的轴向第二端之间并对所述阀芯(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。
7.根据权利要求6所述的行走马达换挡阀(100)，其特征在于，所述第一封堵件(31)的靠近所述阀芯(1)的表面上设有弹簧容纳腔(31c)，所述弹簧(4)设置于所述弹簧容纳腔(31c)中。
8.根据权利要求7所述的行走马达换挡阀(100)，其特征在于，所述第一封堵件(31)上还设有第一通孔(31a)，所述第一通孔(31a)与所述弹簧容纳腔(31c)连通。
9.根据权利要求6所述的行走马达换挡阀(100)，其特征在于，所述第一封堵件(31)的远离所述阀芯(1)的表面上设有紧固槽(31b)。
10.根据权利要求1-5任一所述的行走马达换挡阀(100)，其特征在于，所述阀芯(1)的轴向第一端具有颈缩部。
11.根据权利要求10所述的行走马达换挡阀(100)，其特征在于，所述颈缩部的周向表面上设有凹槽(15)。
12.一种行走马达，包括马达(400)和与所述马达(400)的斜盘驱动连接的斜盘控制机构(500)，其特征在于，还包括如权利要求1-11任一所述的行走马达换挡阀(100)，所述行走马达换挡阀(100)设置于所述马达(400)的壳体(5)内部。
13.根据权利要求12所述的行走马达，其特征在于，所述壳体(5)上设有第二通孔(51)，所述行走马达换挡阀(100)的阀芯(1)容置于所述第二通孔(51)中，且所述行走马达换挡阀(100)的第一工作油口(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)均设置于所述壳体(5)的内壁上。
14.一种工程机械，其特征在于，包括如权利要求12或13所述的行走马达。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107795538B (zh) * 2017-12-01 2023-09-08 江苏徐工工程机械研究院有限公司 行走马达换挡阀、行走马达和工程机械
CN110017309B (zh) * 2019-04-12 2020-04-17 江苏汇智高端工程机械创新中心有限公司 一种兼具手动和自动换挡功能的行走马达速度控制系统
CN110374951A (zh) * 2019-06-27 2019-10-25 杭州力龙液压有限公司 变速阀、行走马达及工程机械
CN110410531B (zh) * 2019-07-18 2025-01-28 圣邦集团有限公司 一种液压多路阀
EP4187022A4 (en) * 2021-03-22 2024-11-06 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. WORKING MACHINE
CN115143158A (zh) * 2021-03-31 2022-10-04 青岛力克川液压机械有限公司 一种适用于行走马达的排量自动切换阀

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3806267A1 (de) * 1987-03-07 1988-09-15 Volkswagen Ag Elektrisch ansteuerbares, hydraulisches druckregelventil
EP1172325A2 (en) * 2000-07-13 2002-01-16 Kobelco Construction Machinery Co., Ltd. Control device for hydraulic drive winch
CN102308100A (zh) * 2009-02-10 2012-01-04 纳博特斯克株式会社 液压马达
DE102010061362A1 (de) * 2010-12-20 2012-06-21 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Umschaltventil und Verbrennungsmotor mit einem derartigen Umschaltventil
CN103438044A (zh) * 2013-09-12 2013-12-11 上海三一重机有限公司 一种减少高低速切换频率的结构及机械车辆
CN103741576A (zh) * 2013-12-30 2014-04-23 徐州徐工筑路机械有限公司 一种小型路面铣刨机行走控制系统
JP2015004369A (ja) * 2013-06-19 2015-01-08 コベルコ建機株式会社 油圧モータの制御装置
CN204755442U (zh) * 2014-12-17 2015-11-11 博世力士乐（北京）液压有限公司 用于控制斜盘柱塞式液压行走马达的斜盘摆角的自动换挡阀
CN205243996U (zh) * 2015-12-17 2016-05-18 中船重工重庆液压机电有限公司 一种车辆行走液压马达的自动排量切换装置
CN207795715U (zh) * 2017-12-01 2018-08-31 徐工集团工程机械有限公司 行走马达换挡阀、行走马达和工程机械

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3794960B2 (ja) 2001-03-15 2006-07-12 ナブテスコ株式会社 流体モータの駆動回路
JP2009047312A (ja) * 2008-10-06 2009-03-05 Yanmar Co Ltd 掘削旋回作業車の油圧装置
KR101761028B1 (ko) * 2015-12-18 2017-07-24 주식회사 두산 속도전환밸브 및 이를 포함하는 건설기계
US9856931B2 (en) * 2016-02-29 2018-01-02 GM Global Technology Operations LLC Hydraulic control system
CN206015753U (zh) * 2016-03-29 2017-03-15 山推工程机械股份有限公司 一种推土机行走操纵系统
CN105889574B (zh) * 2016-06-13 2018-04-03 杭州前进齿轮箱集团股份有限公司 一种双拉杆式带切断功能的变速箱用操纵阀
CN107795538B (zh) * 2017-12-01 2023-09-08 江苏徐工工程机械研究院有限公司 行走马达换挡阀、行走马达和工程机械

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3806267A1 (de) * 1987-03-07 1988-09-15 Volkswagen Ag Elektrisch ansteuerbares, hydraulisches druckregelventil
EP1172325A2 (en) * 2000-07-13 2002-01-16 Kobelco Construction Machinery Co., Ltd. Control device for hydraulic drive winch
CN102308100A (zh) * 2009-02-10 2012-01-04 纳博特斯克株式会社 液压马达
DE102010061362A1 (de) * 2010-12-20 2012-06-21 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Umschaltventil und Verbrennungsmotor mit einem derartigen Umschaltventil
JP2015004369A (ja) * 2013-06-19 2015-01-08 コベルコ建機株式会社 油圧モータの制御装置
CN103438044A (zh) * 2013-09-12 2013-12-11 上海三一重机有限公司 一种减少高低速切换频率的结构及机械车辆
CN103741576A (zh) * 2013-12-30 2014-04-23 徐州徐工筑路机械有限公司 一种小型路面铣刨机行走控制系统
CN204755442U (zh) * 2014-12-17 2015-11-11 博世力士乐（北京）液压有限公司 用于控制斜盘柱塞式液压行走马达的斜盘摆角的自动换挡阀
CN205243996U (zh) * 2015-12-17 2016-05-18 中船重工重庆液压机电有限公司 一种车辆行走液压马达的自动排量切换装置
CN207795715U (zh) * 2017-12-01 2018-08-31 徐工集团工程机械有限公司 行走马达换挡阀、行走马达和工程机械

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
一种挖掘机行走高低速控制先导阀;戴晴华;陈克雷;肖飞;;工程机械(第09期);全文 *

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Publication number Publication date
JP7162659B2 (ja) 2022-10-28
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