[发明专利]平衡阀及工程机械

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种平衡阀及工程机械。

背景技术

工程机械广泛采用液压驱动系统，变幅、伸缩等机构在负载下降时超速下行，经常会发生超越负载的现象，超越负载是指执行元件驱动垂直运动部件下行时，负载力的方向与运动方向相同，负载力将加速执行元件的运动。为了避免超越负载现象，系统中必须设置由平衡阀构成的平衡回路。

平衡阀作为一种具有特殊锁定功能的调节型阀组，在工程机械，尤其是移动式起重机设备中应用广泛。一般而言，起重机上车系统中卷扬、变幅、伸缩等系统，为了保证动作的安全性和平稳性，常采用平衡阀进行液压锁紧控制。

通常，如图1所示，平衡阀a1正向开启时，高压油液经过平衡阀通油口B口直接流经平衡阀a1内的单向阀a2，此时平衡阀控制口K口无压力，平衡阀a1的阀芯在复位弹簧a3的压力下闭死，确保平衡阀a1的A、B油口的导通。

平衡阀a1反向开启时，平衡阀A口为高压油口，平衡阀控制口K口的控制油液压力大于复位弹簧a3的压力，推动阀芯换向，此时单向阀a2闭死，高压油液流经平衡阀a1，其A、B油口导通。

目前，在起重机液压回路中，如卷扬系统或变幅系统进行动作时，平衡阀进行反向开启时，由于控制油口K口压力较大，在手柄进行微开口动作时，导致平衡阀阀芯容易瞬间移动量较大，阀口开度瞬间变大，系统微动性难以有效控制，微动性指起重设备在操作过程中操作者能够通过操作杆、操作手柄等方式对负载移动速度进行控制的细致程度。

另外由于平衡阀阀芯结构的原因，导致平衡阀在起重机液压系统中对整机操控性有较大影响。以卷扬系统为例，平衡阀的控制口K口油液取自马达的进油口。在平衡阀释放时，K口压力往往很高，B口压力骤降，瞬间导通平衡阀A、B口。同时，A口及控制口K口压力也会迅速降低，控制阀芯在复位弹簧的作用下立即关闭刚刚导通的A口，导致A口再次憋压，控制口K口压力增大，再次导通A、B油口。这样使得在卷扬系统动作过程中，容易出现平衡阀循环开启、关闭的问题。严重的，甚至引发卷扬系统动作冲击、抖动等故障现象，直接影响产品在用户心中的美誉度，间接造成企业品牌价值的贬损。调速性：指起重设备在操作过程中，根据操作者的操纵动作变化情况，系统的动作响应情况及系统输出与操纵动作跟随的控制特性。

综上，现有平衡阀利用阀口节流原理进行控制，在系统响应阶段，如果A、B口流量不平衡，导致压力变化较大，有时更会出现跳跃式变化，导致平衡阀阀口开度变化较快，开口量超调，系统出现冲击、抖动现象，难以保证系统的平稳动作，这种现象在起重机吊重作业时更为明显，也更容易造成危险。现有平衡阀控制系统的微动效果较差，操控性能较差，难以满足一些要求较高的吊装工况。

发明内容

本发明的目的是提出一种平衡阀及工程机械，尽可能地提升平衡阀的平稳性。

为实现上述目的，本发明提供了一种平衡阀，包括负载腔、进油腔和平衡阀主芯，所述平衡阀内设有连通所述负载腔和所述进油腔的第一油路，所述平衡阀主芯上设有连通所述负载腔和所述进油腔的第二油路，在所述平衡阀反向开启时，所述平衡阀主芯的运动行程的起始段为遮盖行程，在所述遮盖行程中，所述第一油路关闭，以使油液通过所述第二油路回流，其中所述第二油路的通流量比所述第一油路的通流量小。

进一步地，还包括设有阀孔的阀体，所述阀孔孔壁向内设有第一凸台，所述平衡阀主芯位于所述阀孔内，并与所述第一凸台配合形成所述负载腔和所述进油腔，通过所述平衡阀主芯相对于所述第一凸台的运动能够实现所述第一油路的打开或关闭。

进一步地，所述阀孔孔壁向内还设有第二凸台，所述平衡阀主芯与所述第二凸台配合以在所述负载腔与所述进油腔之间分隔出过渡腔，通过所述平衡阀主芯相对于所述第二凸台的运动能够实现所述过渡腔与所述进油腔之间的连通或关闭。

进一步地，所述第二油路包括与所述负载腔连通的第一内流道和与所述过渡腔连通的节流孔，所述节流孔与所述第一内流道连通。

进一步地，所述遮盖行程的长度为3～5mm。

进一步地，所述平衡阀主芯设有与所述第一凸台相互配合的第一配合结构，沿所述油液从所述负载腔回流至所述进油腔的方向，所述第一配合结构的外轮廓线包括斜率由大变小的至少两个斜线段和封闭段。

进一步地，两个所述斜线段中，斜率较大的斜线段沿自身斜率方向的长度与斜率较小的斜线段沿自身斜率方向的长度之间的比例为3～8。