一种变量泵恒功率控制机构的制作方法

本实用新型涉及变量泵技术领域，尤其涉及一种变量泵恒功率控制机构。

背景技术：

在工程机械液压控制系统中，恒功率控制机构是轴向柱塞式变量泵使用最广泛的变量方式之一，能够使变量泵的流量随压力的提高而减少，使输出功率(与工作压力p和供油q之积成正比)基本保持稳定，即p-q曲线为双曲线，从而充分利用原动机的功率。

现有的恒功率控制机构，通常通过l形可转动的平衡杆实现恒功率控制，平衡杆包括垂直连接的第一杆和第二杆，第一杆通过调压弹簧驱动的驱动顶杆抵接，第二杆通过设置在活塞上的反馈杆抵接，活塞通过活塞杆驱动斜盘转动，但是现有技术中平衡杆转动的中心是固定的，在出厂时将调压弹簧的弹性力调定后，其对应的恒功率控制曲线也是固定的，不具有调节性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：提供一种变量泵恒功率控制机构，以解决相关技术中变量泵的恒功率控制机构，功率控制曲线不具有调节性的问题。

本实用新型提供一种变量泵恒功率控制机构，该变量泵恒功率控制机构包括：

壳体，具有进油口和泄油口；

活动座，所述活动座能相对所述壳体活动且能相对所述壳体固定；

平衡杆，与所述活动座转动连接；

第一油缸，包括位于第一活塞腔中的第一活塞组件，所述第一活塞组件与变量泵的斜盘连接，所述进油口能与所述第一活塞腔连通；

第二油缸，包括位于第二活塞腔中的第二活塞组件，所述第二活塞组件与所述斜盘连接；

反馈件，抵接于所述平衡杆的一侧且由进油口提供的液压油驱动而能相对所述第一活塞组件沿第一方向滑动，所述第一活塞组件能带动所述反馈件相对所述平衡杆滑动；

调节组件，包括沿第一方向弹性抵接于所述平衡杆的另一侧的阀芯，所述阀芯相对所述壳体滑动而能够使所述第二活塞腔与所述进油口和所述泄油口择一连通或均不连通。

作为变量泵恒功率控制机构的优选技术方案，所述第一活塞组件包括滑动位于所述第一活塞腔中的第一活塞，以及与所述第一活塞连接的第一活塞杆，所述第一活塞杆与所述斜盘连接，所述第一活塞上设有与所述第一活塞腔连通的容纳腔，所述反馈件滑动设置于所述第一活塞。

作为变量泵恒功率控制机构的优选技术方案，所述第一活塞组件还包括套设于所述第一活塞杆上的复位弹簧，以及固设于所述第一活塞杆上的弹簧座a，所述复位弹簧分别与所述弹簧座a和所述壳体抵接。

作为变量泵恒功率控制机构的优选技术方案，所述反馈件包括滑动设置于所述容纳腔中的反馈杆，以及与所述反馈杆一端球铰的第一象足，所述第一象足与所述平衡杆贴合。

作为变量泵恒功率控制机构的优选技术方案，所述壳体上还设有阀腔、与所述第一活塞腔连通的第一油路和与所述第二活塞腔连通的第二油路，所述第一油路、所述第二油路、所述进油口、所述泄油口均与所述阀腔连通；

所述调节组件还包括调压弹簧，所述阀芯滑动位于所述阀腔中，所述调压弹簧能驱动所述阀芯抵接于所述平衡杆，所述阀芯能够使所述第二油路与所述进油口和所述泄油口择一连通或均不连通。

作为变量泵恒功率控制机构的优选技术方案，所述第二油路位于所述进油口和所述泄油口之间，所述阀芯上设有挡环，所述挡环与所述阀腔密封且滑动连接，所述挡环能将所述第二油路的入口封堵，且所述挡环能够位于所述第二油路与所述进油口和所述泄油口中的任意一个之间。

作为变量泵恒功率控制机构的优选技术方案，所述调节组件还包括与所述壳体螺接的调节销，与所述调节销抵接的第一弹簧座，以及与所述阀芯抵接的第二弹簧座，所述调压弹簧的两端分别与所述第一弹簧座和所述第二弹簧座抵接。

作为变量泵恒功率控制机构的优选技术方案，所述调节组件还包括与所述调节销螺接的螺母，所述螺母与所述壳体抵接。

作为变量泵恒功率控制机构的优选技术方案，所述调节组件还包括球铰于所述阀芯的第二象足，所述第二象足与所述平衡杆贴合。

作为变量泵恒功率控制机构的优选技术方案，所述活动座包括第一转轴、转动件、第二转轴和锁止件，所述转动件设置于所述第一转轴，所述第一转轴与所述壳体转动连接，所述第二转轴设置于所述转动件，且所述第一转轴的中心线和所述第二转轴的中心线间隔设置，所述平衡杆的一端与所述第二转轴转动连接，所述锁止件用于将所述第一转轴和所述壳体的相对位置锁定或解锁。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供一种变量泵恒功率控制机构，该变量泵恒功率控制机构包括壳体、活动座、平衡杆、第一油缸、第二油缸、反馈件和调节组件。壳体具有进油口和泄油口；活动座能相对壳体活动且能相对壳体固定；平衡杆与活动座转动连接；第一油缸包括位于第一活塞腔中的第一活塞组件，第一活塞组件与变量泵的斜盘连接，进油口能与第一活塞腔连通；第二油缸包括位于第二活塞腔中的第二活塞组件，第二活塞组件与斜盘连接；反馈件抵接于平衡杆的一侧且由进油口提供的液压油驱动而能相对第一活塞组件沿第一方向滑动，第一活塞组件能带动反馈件相对平衡杆滑动；调节组件包括沿第一方向弹性抵接于平衡杆的另一侧的阀芯，阀芯相对壳体滑动而能够使第二活塞腔与进油口和泄油口择一连通或均不连通。由于活动座可相对壳体移动，从而平衡杆的转动中心可调，进而反馈件给予平衡杆的力矩可调，而平衡杆的力矩是决定变量泵的输出功率的一个重要参数，因而可以通过调整活动座相对壳体的位置，使变量泵具有不同的输出功率曲线。同时，由于反馈件和调节组件均沿第一方向作用于平衡杆的相对两侧，可缩小反馈件和调节组件之间的间距有利于精简变量泵恒功率控制机构的结构。

附图说明

图1为本实用新型实施例中变量泵恒功率控制机构的结构示意图一(变量泵处于最小排量状态)；

图2为本实用新型实施例中变量泵恒功率控制机构的结构示意图二；

图3为本实用新型实施例中变量泵恒功率控制机构的结构示意图三；

图4为本实用新型实施例中变量泵恒功率控制机构的结构示意图四；

图5为本实用新型实施例中变量泵恒功率控制机构的部分结构示意图。

图中：

1、壳体；11、第一活塞腔；12、第二活塞腔；13、进油口；14、泄油口；15、第一油路；16、第二油路；17、阀腔；

2、活动座；

3、平衡杆；

41、第一活塞组件；411、第一活塞；4111、容纳腔；412、第一活塞杆；413、弹簧座a；414、弹簧座b；415、复位弹簧；42、第二活塞组件；421、第二活塞；422、第二活塞杆；

5、反馈件；51、反馈杆；52、第一象足；

6、调节组件；61、调压弹簧；62、阀芯；621、挡环；63、调节销；64、第一弹簧座；65、第二弹簧座；66、螺母；67、第二象足；

7、斜盘。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置，而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1～5所示，本实施例提供一种变量泵恒功率控制机构，该变量泵恒功率控制机构包括壳体1、活动座2、平衡杆3、第一油缸、第二油缸、反馈件5和调节组件6。其中，壳体1具有进油口13和泄油口14，进油口13用于和负载油源连接，泄油口14用于和油箱连接，活动座2能相对壳体1活动且能相对壳体1固定；平衡杆3与活动座2转动连接；第一油缸包括位于第一活塞腔11中的第一活塞组件41，第一活塞组件41与变量泵的斜盘7连接，进油口13能与第一活塞腔11连通；第二油缸包括位于第二活塞腔12中的第二活塞组件42，第二活塞组件42与变量泵的斜盘7连接；反馈件5抵接于平衡杆3的一侧且由进油口提供的液压油驱动而能相对第一活塞组件41沿第一方向滑动，第一活塞组件41能带动反馈件5相对平衡杆3滑动；调节组件6包括沿第一方向弹性抵接于平衡杆3的另一侧的阀芯62，阀芯62能够相对壳体1滑动而使第二活塞腔12与进油口13和泄油口14择一连通或均不连通。其中，第一方向如图1中的mn方向所示。

由于液压泵功率＝负载压力*排量/(600*总效率)，对于变量泵恒功率控制机构而言，变量泵的输出功率恒定，因而负载压力和排量成反比，当负载压力增大时，变量泵的排量相应的需要减小，当负载压力减小时，变量泵的排量需要相应的增大。本实施例中，进油口13用于和负载油源连接，从而进油口13中液压油的压力即为负载油压，从而负载油压给反馈件5提供作用力，以使反馈件5抵接于平衡杆3，当负载油压发生变化时，反馈件5给予平衡杆3的力矩将发生变化，进而调节组件6的阀芯62将沿第一方向浮动，阀芯62相对壳体1滑动能够控制第二活塞腔12与进油口13和泄油口14择一连通或均不连通，以调节第二活塞组件42的伸缩，实现对斜盘7角度的调节，进而对变量泵的排量进行调节，实现对变量泵的恒功率控制，并且第二活塞组件42的伸缩的过程中，第一活塞组件41将同步移动，进而反馈件5与平衡杆3的抵接位置将发生改变，直至平衡杆3处于新的平衡位置为止。具体地，阀芯62具有中位、上位和下位，当阀芯62位于中位时，阀芯62使第二活塞腔12与进油口13和泄油口14均不连通，当阀芯62位于上位时，阀芯62使第二活塞腔12与进油口13连通，当阀芯62位于下位时，阀芯62使第二活塞腔12与泄油口14连通。其中，负载压力为0时，斜盘7的倾斜角度最大，第一活塞组件41的伸出量达到最大，第二活塞组件42的伸出量最小；当负载压力升高的工况下，阀芯62由中位突变至上位并继续切换至中位，在此过程中，第二活塞组件42伸出，第一活塞组件41回缩，反馈件5与平衡杆3的作用点与平衡杆3转动中心之间的间距逐渐变小，并且斜盘7的角度变小；当负载压力降低的工况下，阀芯62由中位突变至下位并继续切换至中位，在此过程中，第一活塞组件41伸出，第二活塞组件42回缩，反馈件5与平衡杆3的作用点与平衡杆3转动中心之间的间距逐渐变大，并且斜盘7的角度变大。

进一步的，如图5所示，调节组件6给予平衡杆3的作用力为f，调节组件6与平衡杆3的转动中心之间的力臂为l0，负载油压为p，液压油与反馈件5的作用面积为s，反馈件5与平衡杆3的转动中心之间的力臂为l1，当平衡杆3平衡后，f*l0＝p*s*l1。对于变量泵恒功率控制机构而言，柱塞数量*柱塞直径*柱塞行程＝变量泵排量，l1与柱塞行程成正比，从而l1与液压泵排量成正比，l1为影响变量泵的输出功率曲线的重要因素。本实施例中，由于活动座2能相对壳体1活动且平衡杆3与活动座2转动连接，因而平衡杆3的转动中心与壳体1的相对位置可以调节，即l1的大小可调节，从而可实现对变量泵的输出功率曲线的调整。

本实施例中，由于反馈件5和调节组件6均沿第一方向运动，并且反馈件5和调节组件6分别作用于平衡杆3的相对两侧，可以使反馈件5和调节组件6之间的间距减小，进而可使变量泵恒功率控制机构结构紧凑。

可选地，活动座2包括第一转轴、转动件、第二转轴和锁止件，转动件设置于第一转轴，第一转轴与壳体1转动连接，第二转轴设置于转动件，且第一转轴的中心线和第二转轴的中心线间隔设置，平衡杆3的一端与第二转轴转动连接，锁止件用于将第一转轴和壳体1的相对位置锁定或解锁。在其他的实施例中，活动座2还可以设置为与壳体1滑动配合等，只要活动座2可相对壳体1活动以改变平衡杆3相对壳体1的转动中心即可。

本实施例中，平衡杆3呈一字形，平衡杆3的一端与第二转轴转动连接，调节组件6作用于靠近平衡杆3另一端的位置，反馈件5作用于平衡杆3的两端之间。在其他的实施例中，平衡杆3也可采用l形等其他形状。

可选地，第一活塞腔11和第二活塞腔12均设置于壳体1上，如此设置可精简结构，在其他的实施例中，也可将第一活塞腔11和第二活塞腔12也可设置于液压缸壳，液压缸壳与壳体1分体设置。

可选地，壳体1上还设有阀腔17、与第一活塞腔11连通的第一油路15和与第二活塞腔12连通的第二油路16，第一油路15、第二油路16、进油口13、泄油口14均与阀腔17连通；调节组件6还包括调压弹簧61，阀芯62滑动位于阀腔17中，调压弹簧61能驱动阀芯62抵接于平衡杆3，阀芯62能够使第二油路16与进油口13和泄油口14择一连通或均不连通。在其他的实施例中，第一油路15和第二油路16还可替代为外接软管。

可选地，第一活塞组件41包括滑动位于第一活塞腔11中的第一活塞411，以及与第一活塞411连接的第一活塞杆412，第一活塞杆412与斜盘7连接，第一活塞411上设有与第一活塞腔11连通的容纳腔4111，反馈件5滑动设置于第一活塞411。第二活塞组件42包括滑动位于第二活腔12中的第二活塞421，以及与第二活塞421连接的第二活塞杆422，第二活塞杆422与斜盘7连接。本实施例中，第一活塞杆412分别与斜盘7和第一活塞411球铰，第二活塞杆422分别与斜盘7和第二活塞421球铰。本实施例中，第二活塞421的截面面积大于第一活塞411的截面面积，当阀芯62控制进油口13连通第二油路16时，液压油可同时进入至第一活塞腔11和第二活塞腔12，但液压油作用于第二活塞421的力大于液压油作用于第一活塞411的力，此时第二活塞杆422向第二活塞腔12外伸出，且斜盘7驱动第一活塞杆412向第一活塞腔11内缩回。

可选地，第一活塞组件41还包括套设于第一活塞杆412上的复位弹簧415，以及固设于第一活塞杆412上的弹簧座a413，复位弹簧415分别与弹簧座a413和壳体1抵接。具体地，第一活塞杆412上还套设有弹簧座b414，弹簧座b414抵接于壳体1，复位弹簧415的两端分别与弹簧座a413以及弹簧座b414抵接。本实施例中复位弹簧415始终处于压缩状态，从而当变量泵恒功率控制机构在初始状态时，斜盘7处于最大的倾斜角度，变量泵的排量最大。相应地，当调节组件6控制进油口13与第二油路16连通时，第二活塞杆422伸出，并通过斜盘7驱动第一活塞杆412回缩，同时压缩复位弹簧415，当液压油压力达到上限值时，斜盘7的角度为0，此时变量泵的排量最小。

可选地，反馈件5包括滑动设置于容纳腔4111中的反馈杆51，以及与反馈杆51一端球铰的第一象足52，第一象足52与平衡杆3贴合。通过设置第一象足52，能够保证反馈件5在随第一活塞411移动的过程中，第一象足52可始终与平衡杆3贴合，保证平衡杆3受力稳定。在其他的实施例中，第一象足52也可替代为与反馈杆51转动连接的滚轮，滚轮的外周面与平衡杆3贴合。本实施例中，第一活塞411上设有连通第一活塞腔11的容纳腔4111，反馈杆51滑动位于容纳腔4111中，具体地，反馈杆51滑动位于容纳腔4111沿第一方向延伸的部分中。本实施例中，反馈杆51具有受力面，进入至容纳腔4111中的液压油作用与受力面可给予反馈杆51一个作用力，以使反馈杆51抵紧于平衡杆3。

可选地，调节组件6还包括调压弹簧61，阀芯62滑动位于阀腔17中，调压弹簧61能驱动阀芯62抵接于平衡杆3，阀芯62能够使第二油路16与进油口13和泄油口14择一连通或均不连通。本实施例中，第二油路16位于进油口13和泄油口14之间，阀芯62上设有挡环621，挡环621与阀腔17密封且滑动连接，挡环621能将第二油路16的入口封堵，且挡环621能够位于第二油路16与进油口13和泄油口14中的任意一个之间。第一油路15和进油口13位于挡环621的同一侧，从而进油口13-阀腔17-第一油路15始终连通，当平衡杆3处于平衡状态时，平衡杆3的延伸方向垂直于第一方向，阀芯62位于中位，挡环621可将第二油路16的进口封闭，此时第二油路16与阀腔17断开，第二油路16和进油口13以及泄油口14均不连通；当进油口13的负载压力增大时，反馈件5给予平衡杆3的作用力加大，平衡杆3将阀芯62向阀腔17内压缩，使阀芯62位于上位，挡环621移动至第二油路16和泄油口14之间，此时阀腔17位于第二油路16和泄油口14之间的通路被挡环621封堵，位于第二油路16和进油口13之间的通路被打开，从而进油口13处的液压油可进入第二油路16进而进入至第二活塞腔12，以驱动第二活塞杆422伸出第二活塞腔12，同时第一活塞杆412向第一活塞腔11内回缩，以减小变量泵的排量；当进油口13油压减小时，反馈件5给予平衡杆3的作用力减小，调压弹簧61将阀芯62向阀腔17外推出，此时使阀芯62位于下位，挡环621移动至第二油路16和进油口13之间，此时阀腔17位于第二油路16和进油口13之间的通路被挡环621封堵，位于第二油路16和泄油口14之间的通路被打开，从而第二活塞腔12的液压油可通过第二油路16内进入泄油口14，以驱动第二活塞杆422向第二活塞腔12缩回，同时第一活塞杆412向第一活塞腔11外伸出，以增大变量泵的排量。

可选地，调节组件6还包括与壳体1螺接的调节销63，与调节销63抵接的第一弹簧座64，以及第二弹簧座65，调压弹簧61的两端分别与第一弹簧座64和第二弹簧座65抵接，阀芯62与第二弹簧座65抵接。通过旋拧调节销63可调节调压弹簧61的初始弹性力，进而调整调节组件6给予平衡杆3的压力，可实现对变量泵功率曲线的调节。优选地，调节组件6还包括与调节销63螺接的螺母66，螺母66与壳体1抵接。当旋松螺母66时，可对调节销63进行旋拧，以调节调节销63和壳体1的相对位置。当经螺母66和壳体1相互拧紧时，可实现对调节销63位置的锁定，以防松动。进一步优选地，调节组件6还包括球铰于阀芯62的第二象足67，第二象足67与平衡杆3贴合。通过设置第二象足67，能够保证平衡杆3转动的过程中，第二象足67可始终与平衡杆3贴合，保证平衡杆3受力稳定。

本实施例中的变量泵恒功率控制机构的工作原理如下：

如图2所示，变量泵在一定排量下工作，反馈件5和阀芯62在平衡杆3上的作用力矩保持平衡。变量泵斜盘7处于平衡位置，且倾斜一定的角度。即第一活塞腔11中液压油给予第一活塞411的力和复位弹簧415给予第一活塞杆412的力之和与第二活塞腔12中液压油给予第二活塞421的作用力在斜盘7上处于平衡。并且，此时阀芯62的挡环621可将第二油路16封闭。

进油口13中的负载压力升高时，第一活塞腔11中液压油压力升高，从而反馈杆51受到的推力p*s增大，反馈件5给予平衡杆3的力矩也随之增大，平衡杆3平衡被打破，图2视角下，平衡杆3将绕顺时针方向转动至如图3所示状态，阀芯62将向上运动并压缩后调压弹簧61，挡环621相应地移动封闭第二油路16和泄油口14的位置，此时进油口13和第二油路16连通，液压油进入至第二活塞腔12中，从而第一活塞411和第二活塞421受到的压力同时增加，但是第二活塞421的受力面积大于第一活塞411的受力面积，从而第二活塞421推动第二活塞杆422向第二活塞腔12外伸出，斜盘7顺时针转动，变量泵排量降低，同时斜盘7驱动第一活塞杆412向第一活塞腔11内回缩，第一活塞411带动反馈件5向靠近第二转轴的方向移动，以减小l1的大小，由于反馈件5给予平衡杆3的力矩减小，平衡杆3将沿逆时针方向缓慢转动，同时在调压弹簧61的作用下，阀芯62逐渐向下移动，最终如图4所示，阀芯62重新回到中位，此时平衡杆3处于平衡状态，斜盘7处于平衡状态。

进油口13液压油降低时，第一活塞腔11中液压油压力降低，从而反馈杆51受到的推力p*s降低，反馈件5给予平衡杆3的力矩也随之减小，平衡杆3平衡被打破，图2视角下，平衡杆3将绕逆时针方向转动，调压弹簧61驱动阀芯62将向下运动并与平衡杆3抵接，挡环621相应地移动封闭第二油路16和进油口13的位置，此时泄油口14和第二油路16连通，液压油流出至第二活塞腔12，从而第一活塞411和第二活塞421受到的压力同时降低，但是第二活塞421的受力面积大于第一活塞411的受力面积，从而第一活塞411推动第一活塞杆412向第一活塞腔11外伸出，斜盘7逆时针转动，变量泵排量增加，同时斜盘7驱动第二活塞杆422向第二活塞腔12内回缩，第一活塞411带动反馈件5向远离第二转轴的方向移动，以增大l1的大小，增大反馈件5给予平衡杆3的力矩，平衡杆3将沿顺时针方向缓慢回转，阀芯62逐渐向上移动，调压弹簧61被逐渐压缩，阀芯62最终将重新回到中位，此时平衡杆3处于平衡状态，斜盘7处于平衡状态。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。