集成紧凑型恒功率变量装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种集成紧凑型恒功率变量装置，构成包括变量活塞(1)和功率控制阀(12)，变量活塞(1)和功率控制阀(12)经导杆(2)连接。本发明不需要对现有产品进行大的改动，不增大泵的体积，就可实现恒功率控制，结构紧凑、经济方便，轴向柱塞泵采用这种不同于传统恒功率变量装置的新型结构，使得轴向柱塞泵的结构更加紧凑，同时实现功率控制阀独立工作，工作方式直接有效，变量位移能直接传递给功率控制阀，提高功率控制精度。
【专利说明】集成紧凑型恒功率变量装置
[0001]
【技术领域】
[0002] 本发明涉及一种变量柱塞泵的控制装置，特别是一种用于高速中载集成控制轴向 柱塞泵的集成紧凑型恒功率变量装置。
【背景技术】
[0003] 轴向柱塞泵具有良好的无级变速性能和高功率比，在工程机械、农业机械、机床、 注塑、冶金、矿山、石油化工、铁路、船舶、轻工机械等行业有着广泛应用，对我国的基础建设 和经济发展具有重要影响。
[0004] 随着全球能源危机的日益临近，人类对节能技术愈来愈重视，要求各种产品都能 够实现节能高效的功能。液压泵作为整个液压传动系统的动力核心元件，其采用恒功率控 制是应用最广泛的节能控制方式之一，不仅减小了原动机的驱动功率，且能充分利用原动 机的功率，因此功率因数高，使用效率高，降低了功率消耗。
[0005] 轴向柱塞泵的恒功率变量装置绝大部分米用功率控制阀与变量机构分开为两部 分，通过反馈机构连接的结构。这种方式不仅增大了柱塞泵的体积和重量，同时由于变量反 馈方式不直接，造成整个控制装置结构复杂，在制造和装配方面增加较多的困难；且功率控 制阀不能独立工作，其控制精度受中间环节的其他控制机构的影响。恒功率控制轴向柱塞 泵随着工作压力和转速的提高，出现功率控制失效现象的概率越来越大。一旦功率控制失 效，超出主机的承受范围而造成停机故障，就不能满足主机节能高效的要求。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于，提供一种集成紧凑型恒功率变量装置。本发明有效解决了轴 向柱塞泵恒功率变量装置占用空间大、变量反馈不直接有效的问题，提高功率控制精度，同 时提高轴向柱塞泵功率控制的可靠性。
[0007] 本发明的技术方案：集成紧凑型恒功率变量装置，其特征在于：包括变量活塞和 功率控制阀，变量活塞和功率控制阀经导杆连接。
[0008] 前述的集成紧凑型恒功率变量装置中，所述功率控制阀包括阀套，阀套内设有阀 芯、大弹簧座、小功率弹簧、大功率弹簧、螺套、螺母、螺钉、顶杆和小弹簧座，所述小功率弹 簧安装在大弹簧座与小弹簧座之间，所述大功率弹簧安装在大弹簧座与螺母之间，所述小 弹簧座经顶杆与螺钉连接；所述螺母、螺钉分别经螺纹与螺套连接；所述导杆一端通过挡 圈固定在变量活塞内，另一端穿过阀芯、大弹簧座、小弹簧座、小功率弹簧、大功率弹簧连接 至螺套，并通过挡圈限位。
[0009] 前述的集成紧凑型恒功率变量装置中，所述阀芯为阶梯式阀芯，阶梯式阀芯的 一部分为小直径阀芯，剩余部分为大直径阀芯，大直径阀芯与小直径阀芯的直径差为 0· lmm-〇· 4mm〇
[0010] 与现有技术相比，本发明不需要对现有产品进行大的改动，不增大泵的体积，就可 实现恒功率控制，结构紧凑、经济方便，轴向柱塞泵采用这种不同于传统恒功率变量装置的 新型结构，使得轴向柱塞泵的结构更加紧凑，同时实现功率控制阀独立工作，工作方式直接 有效，变量位移能直接传递给功率控制阀，提高功率控制精度。
[0011] 本发明通过对常规的恒功率变量装置进行实质性改进后，具体是在高速中载轴向 柱塞泵在原有基础上实现集成恒功率控制的多种控制方式，其体积相比同排量（中航力源 液压生产的L10V0/31系列）减小15%，控制精度提高10%，因此泵的应用范围和市场前景更 加广阔。本发明有效解决了轴向柱塞泵恒功率变量装置占用空间大、变量反馈不直接有效 的问题，提高功率控制精度，同时提高轴向柱塞泵功率控制的可靠性。本发明结构紧凑，节 省空间，功率/重量比高，工作方式直接有效，控制精度高。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1是本发明的结构示意图； 图2是本发明与泵连接的剖视图； 图3是本发明应用高速中载轴向柱塞泵的剖视图； 图4是本发明的液压原理图。
[0013] 附图中的标记为：1-变量活塞，2-导杆，3-阀芯，4-大弹簧座，5-小功率弹簧， 6-大功率弹簧，7-螺套，8-螺母，9-螺钉，10-顶杆，11-小弹簧座，12-功率控制阀，13-阀 套。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依 据。
[0015] 实施例。集成紧凑型恒功率变量装置，构成如图1所示，包括变量活塞1和功率控 制阀12,变量活塞1和功率控制阀12经导杆2连接。所述功率控制阀12包括阀套13,阀 套13内设有阀芯3、大弹簧座4、小功率弹簧5、大功率弹簧6、螺套7、螺母8、螺钉9、顶杆 10和小弹簧座11，所述小功率弹簧5安装在大弹簧座4与小弹簧座11之间，所述大功率弹 簧6安装在大弹簧座4与螺母8之间，所述小弹簧座11经顶杆10与螺钉9连接；所述螺母 8、螺钉9分别经螺纹与螺套7连接；所述导杆2 -端通过挡圈固定在变量活塞1内，另一端 穿过阀芯3、大弹簧座4、小弹簧座11、小功率弹簧5、大功率弹簧6连接至螺套7,并通过挡 圈限位。
[0016] 更好的是，所述阀芯3为阶梯式阀芯，阶梯式阀芯的一部分为小直径阀芯dl，剩余 部分为大直径阀芯d2,大直径阀芯与小直径阀芯的直径差（d2- dl)为0. lmm-0. 4mm。
[0017] 所述阀套13是安装阀芯的部件，一般由套体和盖子等部件组成保证阀芯3的装 配。
[0018] 在不改变泵主体结构的前提下，如图2所示，集成紧凑型恒功率变量装置装 入泵壳体的D孔内，壳体上设有三处油路孔（图2中用虚线示意表示）与功率控制阀相 通，分别为P 口、T 口、A 口。功率控制阀12的阀套13固定不动，其阀芯3的两侧分 别受大小功率弹簧6、5的弹簧力和液压力，液压力是由于阀芯为直径不同的阶梯式结 构，设定直径差（d2-dl)，出口高压油由P 口进入阀芯3作用其上而产生的，液压力为 P = P-Strf32-_<)/4。恒功率变量装置的液压原理如图4所示，初始位置，液压力小于弹簧 力，在功率弹簧力作用下，功率控制阀12处于右位(关闭状态)，A 口与T 口接通，变量活塞 腔油泄掉，变量活塞1处于最靠右的位置，泵摆角最大(泵在初始位置时由其回位机构使泵 处于最大摆角）。当P 口油液压力升高，液压力大于弹簧力时，高压油推动功率控制阀12的 阀芯3向右侧移动，功率控制阀12开启处于左位，使P 口与A 口接通，高压油进入变量活塞 腔，推动变量活塞1向左侧移动，使泵摆角减小，出口流量减少。在变量活塞1移动的同时， 带动导杆2、螺套7向左侧移动，直接使功率弹簧5、6进一步压缩，使弹簧力大于液压力将功 率控制阀12的阀芯3推回位，功率控制阀再次关闭(准确地说是维持一个小开度)，此时弹 簧弹力与作用在功率阀芯上的液压力相平衡，变量活塞1处于一个新的位置，将不再移动， 从而实现泵出口压力升高时，泵的出口流量减少。反之当P 口油液压力降低时，变量活塞1 向右侧移动，泵出口流量增大。
[0019] 随着压力P的变化，变量活塞产生位移并直接反馈给功率控制阀，保持功率阀芯 和变量活塞的位置动态稳定，泵的出口流量相应变化，从而准确有效的实现泵的输出流量Q 与压力P的乘积恒定。从液压原理得出，功率控制阀油路和机能设定巧妙合理，实现功率控 制阀独立工作。
[0020] 本发明可应用于高速中载轴向柱塞泵，图3所示，其体积相比同排量的减小15%， 控制精度提高10%，因此泵的应用范围和市场前景更加广阔。本发明结构紧凑，节省空间，功 率/重量比高，工作方式直接有效，控制精度高。
[0021] 为使集成紧凑型恒功率变量装置的工作稳定，满足主机系统变量频繁、冲击大的 使用要求，须很好设定和保证功率控制阀的阀芯的直径差（d2-dl)，控制在0. Imm到0. 4mm 之间。
【权利要求】
1. 集成紧凑型恒功率变量装置，其特征在于：包括变量活塞（1)和功率控制阀（12)，变 量活塞（1)和功率控制阀（12)经导杆（2)连接。
2. 根据权利要求1所述的集成紧凑型恒功率变量装置，其特征在于：所述功率控制阀 (12)包括阀套（13)，阀套（13)内设有阀芯（3)、大弹簧座（4)、小功率弹簧（5)、大功率弹 簧（6)、螺套（7)、螺母（8)、螺钉（9)、顶杆（10)和小弹簧座（11)，所述小功率弹簧（5)安 装在大弹簧座（4)与小弹簧座（11)之间，所述大功率弹簧（6)安装在大弹簧座（4)与螺母 (8)之间，所述小弹簧座（11)经顶杆（10)与螺钉（9)连接；所述螺母（8)、螺钉（9)分别经 螺纹与螺套（7)连接；所述导杆（2) -端通过挡圈固定在变量活塞（1)内，另一端穿过阀芯 (3)、大弹簧座（4)、小弹簧座（11)、小功率弹簧（5)、大功率弹簧（6)连接至螺套（7)，并通 过挡圈限位。
3. 根据权利要求2所述的集成紧凑型恒功率变量装置，其特征在于：所述阀芯（3)为 阶梯式阀芯，阶梯式阀芯的一部分为小直径阀芯，剩余部分为大直径阀芯，大直径阀芯与小 直径阀芯的直径差为0. lmm-0. 4mm。
【文档编号】F04B53/14GK104454489SQ201410727458
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月4日 优先权日:2014年12月4日
【发明者】王祥, 陆仕, 刘雪波, 张兴越, 史进武, 杨斌 申请人:中航力源液压股份有限公司