专利名称：一种通用数字电液压力控制模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液压控制装置，特别是涉及一种通用数字电液压力控制模块。
背景技术：
与机械传动，电气传动等相比，液压传动具有结构紧凑、传动力大、定位精 确、运动平稳、易于实现目动控制，机件润滑良好，寿命长等优点，因此，液 压传动广泛应用于机械工业、冶金工业、石油工业、工程建筑、船舶、航空、 军事、宇航等工业部门。近年来，液压传动与电子技术的结合步步深入，时至 今日，在尽可能小的空间内传出尽可能大的功率并满足精确控制要求的场合， 液压传动已稳居各种传动方式之首，无可替代，这种情况改变了人们对它进行 认识、分析和综合的方式方法，使得液压传动的元件类型、油路结构、系统设 计和制作工艺都发生了深刻的变化。
压力控制回路是指调定液压系统的工作压力，使其不超过预先设定好的数 值或使系统的工作压力在某一定值保持恒定。传统电液压力控制的基本方法是 通过计算机控制电液比例阀实现的，电液比例阀的工作压力与输入的电流成比 例，根据液压系统的工作要求，调节输入电液比例的电流，即可达到调压目的。 由于电液压比例阀具有形式种类多样、安装使用灵活以及抗污染能力强等多方 面优点，因此应用领域日益拓宽。但由电液比例阀组成的液压控制系统仍然存
在以下问题200610032296.0
说明书第2/5页
(1) 、保留着电磁阀的本质问题这种阀必须和配套的电子控制比例放大 器--起使用，而这种比例放大器结构和功能都比较复杂，故相应增加了投资费 用，同时降低了工作的可靠性；
(2) 、调压范围小，控制精度不高，成本高，能耗大；
(3) 、与微处理器的信号连接需要专用的D/A接口，这就增加了制造成本 并使结构复杂，而且量化误差和传递噪声都会影响控制精度
发明内容
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本发明所要解决的技术问题是解决上述现有技术存在的问题，而提供一 种通用数字电液压力控制模块，其连续调压范围大，价格低廉，能耗小，通用 性好，响应速度快，重复精度高，结构简单，工艺性好，抗污染能力强，高效， 可靠，经济实用。 本发明采用的技术方案是
这种通用数字电液压力控制模块由减压阀、高速开关型数字电磁阀、主调 压阀闭环连接组成，系统液压连接减压阀输入端，减压阀输出端连接高速开关 型数字电磁阀的进油口 ，高速开关型数字电磁阀的控制口连接至主调压阀的控 制口 ，主调压阀的进油口连接减压阀的输入端和系统液压。
本发明的通用数字电液压力控制模块是一种更高效、更可靠、更经济实用 的压力控制系统，由于采用了脉宽调制原理控制(P丽)的高速开关型数字电 磁阀作为调压模块的控制元件，与以往的电液压比例阀调系统相比，具有连续 调压范围大、价格低廉、能耗小、通用性好、响应速度快、重复精度高、结构 简单、工艺性好、抗污染能力强、工作稳定可靠、驱动高速开关阀的数字电子 控制放大器线简单、分辨率高，可使系统具有很小的滞环和极高的重复精度等
许多优点，并能将ON/OFF数字信号直接转换成流体脉冲信号，使计算机控制 技术无需要通过D/A转换接口便可实现与液压技术的有机结合，这为它在工程 领域中的广泛应用提供了可能，为计算机在液压系统中的应用开拓了一种途 径，同时也大大的提高了液压系统的工作效能。
本发明的积极效果在于它提供了 一个通用的调压模块，该通用模块利用一 个价格低廉的0 5Mpa调压范围的高速开关阀实现对系统很大范围的压力调 节，解决了高速开关阀不能应用于高压、大流量调压场合的矛盾不仅控制精 度高、可重复性好，而且只需通过一个电子调压接口就可以将系统压力调节在 一个很大的范围之内(1.6 10Mpa)。
图1为本发明结构原理图
图2为直动式减压阀结构原理图
图3为高速开关型数字电磁阀结构原理图
图4为主调压阀结构原理图
具体实施例方式
参见图1 图4，这种通用数字电液压力控制模块由减压阀，1、高速开关 型数字电磁阀2、主调压阀3闭环连接组成，系统液压4即液压泵5输出连接 减压阀输入端即进油口 9，减压阀的泄油口为11，减压阀输出端即出油口 10 连接高速开关型数字电磁阀2的进油口 6，高速开关型数字电磁阀2的回油口 为7，高速开关型数字电磁阀2的控制口 8连接至主调压阀3的控制口 12，主 调压阀3的泄油口为13，主调压阀3的进油口 14连接减压阀1的输入端9和 系统液压4
上述减压阀、高速开关型数字电磁阀、主调压阀采用已有技术减压阀为 直动式减压阀，型号VM系列减压阀，生产商美国PARKER公司；高速开关 型数字电磁阀，型号HSV系列高速开关阀，生产商贵州红林机械有限公司； 主调压阀，型号H型压力控制阀，生产商榆次油研所。
下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步详细说明-图1所示为本发明通用数字电液压力控制模块原理图，该"通用数字电液 压力控制模块"共由三部分组合而成，即直动式减压阀、主调压阀和两位三通 高速开关型数字电磁阀。该模块可以根据系统工作压力的要求通过调节高速开
关型数字电磁阀PWM信号的占空比，而使系统压力在4M0Mpa内任意调节。
图2所示为直动式减压阀结构原理图，该阀阀心由出口处的压力控制，当 出口压力未达到调定压力时，阀心不动，阀口打开，阀的进出口沟通，此时减 压阀相当于一道通，当出口压力达到其调定压力时，阀心左移，阀口关小。忽 略其他阻力，考虑阀心上的液压力和弹簧力相平衡的条件，则可知出口压力基 本上维持在其调定值上，因为这时如果出口压增大，则阀心左移，阀口关小， 阀口处阻力增大，压降增大，使出口压力下降，达到调定值。反之，如果出口 压力减力，则阀心右移，阀口开大，阀口处阻力减小，压降减小，使出口压力 回升，从而达到调定值。
本发明中，减压阀出油口接通高速开关型数字电磁阀进油口，为开关阀提 供稳定的油压，其调定压力设计为5Mpa，即当系统压力小于5Mpa时该减压阀 不起作用，相当于一通道；当系统压力大于5Mpa时减压阀将出口压力稳定于 5Mpa。
图3所示为两位三通高速开关型数字电磁阀结构原理图，该阀的控制方式
是PWM (Pulse width modulated)方式，即脉宽调制式。当脉冲信号为低电平 时，电磁阀断电，回油球阀在回油口和供油口压差的作用下向左运动，最终紧 靠在回油阀座密封面上，使回油断开，供油口与工作油口连通，实现控制动作。 当脉冲信号为高电平时，电磁阀通电，衔铁产生电磁推力通过顶杆和分离销使 回油球阀一起向右移动，直到供油球阀靠到其密封座面上，此时供油中断，回 油找开，实现回油。这样，通过控制PWM信号的占空比就可得连续可调控制口 压力。
本发明中，高速开关型数字电磁阀的压力调节范围为0.2 5MPAa，以它的 压力作为先导作用于主调压阀控制口端的阀芯上.
图4所示为主调压阀结构原理图，主调压阀的结构具有溢流阀功能，当进 口压力较低时，阀心在控制口油压和弹簧的作用下处在最右端，这时，进油口 和回油口隔断，阀处于关闭状态；当进口油压升高至作用在阀心右端的压力大 于弹簧力和控制口油压时，阀心开始向左运动，并最终使油液从进油口经回油 口溢流。此时，由于该阀的溢流功能，在流量变化时，进口压力保持恒定。
本发明中，主调压阀阀芯弹簧力比较小，主要用来克服阀心摩擦力，控制 油口端阀心承压面积是进油口端阀心承压面积的8倍，这样由阀心这两端的压 力平衡关系可知，进油口处油压大约可以达到控制油口压力的8倍，而控制油 口油压在0. 2 5MPa内可调，所以，经该调压阀后，系统压力可在1. 6 40MPAa 范围连续可调。
综上所述，本发明的通用数字电液压力控制模块，根据液压系统的工作要 求，通过调节高速开关数字电磁PWM信号的占空比就可得到到变化范围1.6 40MPAa内的任意一个系统压力值。
权利要求
1、一种通用数字电液压力控制模块，其特征在于由减压阀、高速开关型数字电磁阀、主调压阀闭环连接组成，系统液压连接减压阀输入端，减压阀输出端连接高速开关型数字电磁阀的进油口，高速开关型数字电磁阀的控制口连接至主调压阀的控制口，主调压阀的进油口连接减压阀的输入端和系统液压。
全文摘要
一种通用数字电液压力控制模块，由减压阀、高速开关型数字电磁阀、主调压阀闭环连接组成，系统液压连接减压阀进油口，减压阀出油口连接高速开关型数字电磁阀的进油口，高速开关型数字电磁阀的控制口连接至主调压阀的控制口，主调压阀的进油口连接系统液压和减压阀进油口。本发明结构简单，高效、可靠、经济实用，连续调压范围大，能耗小、精度高、技术性能好。
文档编号F15B13/00GK101149067SQ20061003229
公开日2008年3月26日 申请日期2006年9月22日 优先权日2006年9月22日
发明者刘金刚, 周云山 申请人:湖南江麓容大车辆传动有限责任公司