一种液压系统、闭式柱塞泵及双向电比例排量控制装置的制作方法

[0001]
本发明涉及柱塞泵技术领域，特别涉及一种双向电比例排量控制装置。还涉及一种闭式柱塞泵。还涉及一种液压系统。


背景技术：

[0002]
随着主机控制系统的电气化和智能化，电比例排量控制是闭式柱塞泵使用非常广泛的变量控制方式。
[0003]
在主机工作时，系统程序可根据负载压力自动调节闭式柱塞泵的控制电流，使得输出流量改变，从而控制主机行走、上车回转等动作的运动速度；当闭式柱塞泵无输出流量需求时，比例控制阀无控制电流输入，闭式柱塞泵必须完全处于0排量状态，称之为液压中位。目前，闭式柱塞泵的双向电比例排量控制，比例控制阀芯、反馈装置、变量机构整体联动，对于零件加工要求非常高，液压中位的可靠性完全取决于零件加工水平，且在后期的使用过程中，由于零件的磨损、卡滞等原因，可能导致液压中位偏移，存在较大的安全隐患。
[0004]
因此，如何能够提供一种够确保双向电比例排量控制阀液压中位绝对可靠的双向电比例排量控制装置是本领域技术人员亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

[0005]
本发明的目的是提供一种双向电比例排量控制装置，能够保证闭式柱塞泵因零件加工、磨损、轻微卡滞情况下液压中位绝对可靠，解决了闭式柱塞泵经常出现的液压中位偏移导致主机系统自行走或自动回转动作的问题。本发明的另一目的是提供一种闭式柱塞泵。本发明的再一目的是提供一种液压系统。
[0006]
为实现上述目的，本发明提供一种双向电比例排量控制装置，包括阀体，所述阀体中滑动设有a侧电比例控制阀芯和b侧电比例控制阀芯，所述阀体外设有a侧电磁铁和b侧电磁铁，所述a侧电比例控制阀芯和所述b侧电比例控制阀芯的外侧分别设有a侧电比例起点调节弹簧和b侧电比例起点调节弹簧，所述a侧电比例控制阀芯的出口与变量活塞的第一侧连通，所述a侧电比例控制阀芯的进口用以与进油或回油选择性连通，所述b侧电比例控制阀芯的出口与所述变量活塞的第二侧连通，所述b侧电比例控制阀芯的进口用以与进油或回油选择性连通；
[0007]
当所述a侧电磁铁通电时，所述a侧电比例控制阀芯运动并向所述变量活塞供油，所述变量活塞用以在闭式柱塞泵中运动以实现闭式柱塞泵的排量的正向增大；
[0008]
当所述b侧电磁铁通电时，所述b侧电比例控制阀芯运动并向所述变量活塞供油，所述变量活塞用以在闭式柱塞泵中运动以实现闭式柱塞泵的排量的反向增大。
[0009]
优选地，所述a侧电比例控制阀芯和所述b侧电比例控制阀芯的内侧分别设有a侧反馈弹簧和b侧反馈弹簧，所述a侧反馈弹簧和所述b侧反馈弹簧之间设有反馈杆，所述反馈杆连接所述变量活塞，所述反馈杆用以同所述变量活塞运动并向所述a侧反馈弹簧或所述b侧反馈弹簧施力。
[0010]
优选地，所述a侧电比例起点调节弹簧和所述b侧电比例起点调节弹簧分别装设于用以调节初始弹力的a侧电比例起点调节弹簧座和b侧电比例起点调节弹簧座。
[0011]
优选地，所述a侧电比例起点调节弹簧座和所述b侧电比例起点调节弹簧座设有锥形面，所述阀体设有用以通过所述锥形面实现调节初始弹力的a侧调节螺钉和b侧调节螺钉。
[0012]
本发明还提供一种闭式柱塞泵，包括上述所述的双向电比例排量控制装置。
[0013]
本发明还提供一种液压系统，包括上述所述的闭式柱塞泵。
[0014]
相对于上述背景技术，本发明所提供的双向电比例排量控制装置包括阀体，阀体中滑动设有a侧电比例控制阀芯和电比例控制阀芯，阀体中还设有a侧电比例起点调节弹簧和b侧电比例起点调节弹簧，a侧电比例起点调节弹簧和b侧电比例起点调节弹簧分别位于a侧电比例控制阀芯和电比例控制阀芯的外侧，阀体外设有a侧电磁铁和b侧电磁铁，a侧电比例控制阀芯的出口与变量活塞的第一侧连通，a侧电比例控制阀芯的进口与进油或回油选择性连通，b侧电比例控制阀芯的出口与变量活塞的第二侧连通，b侧电比例控制阀芯的进口与进油或回油选择性连通；在具体的过程中，若a侧电磁铁和b侧电磁铁均不通电，电比例控制阀芯不移动，且在弹簧的作用下提供维持稳定的效果，此时电比例控制阀芯连通回油，使得变量活塞的两侧均与回油连通，两侧的压力相等，闭式柱塞泵处于零排量的液压中位；若若a侧电磁铁或b侧电磁铁通电，电比例控制阀芯受到磁力并克服弹簧的弹力，电比例控制阀芯移动，电比例控制阀芯连通进油，此时电比例控制阀芯向变量活塞供油，变量活塞因压力油的作用力而移动，联动闭式柱塞泵的变量机构，进而实现闭式柱塞泵的排量由零逐渐增大；该双向电比例排量控制装置，能够保证闭式柱塞泵因零件加工、磨损、轻微卡滞情况下液压中位绝对可靠，解决了闭式柱塞泵经常出现的液压中位偏移导致主机系统自行走或自动回转动作的问题。
附图说明
[0015]
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的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0016]
图1为本发明实施例提供的双向电比例排量控制装置的结构示意图；
[0017]
图2为图1中双向电比例排量控制装置的液压原理图；
[0018]
图3为本发明实施例提供的电流-排量曲线图。
[0019]
其中：
[0020]
1-闭式柱塞泵、2-变量活塞、3-a侧电磁铁、4-a侧电比例控制阀芯、5-a侧电比例起点调节弹簧、6-a侧反馈弹簧、7-b侧反馈弹簧、8-b侧电比例起点调节弹簧、9-b侧电比例控制阀芯、10-b侧电磁铁、11-反馈杆、12-a侧电比例起点调节弹簧座、13-a侧密封锁紧螺母、14-a侧调节螺钉、15-a侧反馈弹簧座、16-阀体、17-b侧反馈弹簧座、18-b侧电比例起点调节弹簧座、19-b侧密封锁紧螺母、20-b侧调节螺钉。
具体实施方式
[0021]
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。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
[0022]
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
[0023]
请参考图1至图3，其中，图1为本发明实施例提供的双向电比例排量控制装置的结构示意图，图2为图1中双向电比例排量控制装置的液压原理图，图3为本发明实施例提供的电流-排量曲线图；图示中的a侧和b侧为两个对立侧面，x1和x2分别为变量活塞2的两侧，p
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为进油，其余未说明的标记部分不属于本发明的改进内容或不影响本发明核心内容的阐述。
[0024]
在第一种具体的实施方式中，本发明所提供的双向电比例排量控制装置为一控制阀结构，包括阀体16，阀体16中装设有一对电比例控制阀芯和一对电比例起点调节弹簧，电比例起点调节弹簧连接电比例控制阀芯，电比例控制阀芯可在阀体16中滑动，阀体16外设有一对电磁铁，在通电前，电比例控制阀芯保持固定不动从而控制液压中位绝对可靠，在通电后，电比例控制阀芯移动从而控制出油排量增加。
[0025]
具体而言，阀体16的两个对立侧面分别为a侧和b侧，以a侧和b侧作为阀体16的左右两方向进行具体说明，一对电磁铁包括分别设于a侧和b侧的a侧电磁铁3和b侧电磁铁10，一对电比例控制阀芯包括分别设于a侧和b侧的a侧电比例控制阀芯4和b侧电比例控制阀芯9，一对电比例起点调节弹簧包括分别设于a侧和b侧的a侧电比例起点调节弹簧5和b侧电比例起点调节弹簧8。
[0026]
除此以外，a侧电比例控制阀芯4具有左位和右位两个调节位置，在处于右位时，a侧电比例控制阀芯4的出口与变量活塞2的第一侧如x1连通，a侧电比例控制阀芯4的进口与回油连通，在处于左位时，a侧电比例控制阀芯4的出口与变量活塞2的第一侧连通，a侧电比例控制阀芯4的进口与进油如p
s
连通。与此类似的，b侧电比例控制阀芯9也具有左位和右位两个调节位置，在处于左位时，b侧电比例控制阀芯9的出口与变量活塞2的第二侧如x2连通，b侧电比例控制阀芯9的进口与回油连通，在处于右位时，b侧电比例控制阀芯9的出口与变量活塞2的第二侧连通，b侧电比例控制阀芯9的进口与进油如p
s
连通。
[0027]
当a侧电磁铁3通电，缓慢增加输入电流，a侧电比例控制阀芯4受到a侧电磁铁3向右的推力和a侧电比例起点调节弹簧5向左的弹力，当推力大于向左的弹力时，a侧电比例控制阀芯4向右移动，直至电流足够大时，a侧电比例控制阀芯4由右位切换至左位，沟通p
s
口压力油至变量活塞2的x1侧，变量活塞2受到压力油的作用力，压缩变量活塞2中的弹簧，向左移动，联动闭式柱塞泵1的变量机构，排量由零逐渐增大；在整个变量控制过程中，b侧电比例控制阀芯9由于b侧电比例起点调节弹簧8的作用始终处于左位，变量活塞2的x2侧始终与回油沟通。
[0028]
当b侧电磁铁10通电，b侧电比例控制阀芯9运动并沟通变量活塞2的x2侧与p
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口压力油，而变量活塞2的x1侧始终与回油沟通，与上述过程类似，区别在于闭式柱塞泵1的排量的增大效果为反向增大，这里不再赘述。
[0029]
在本实施例中，在a侧电磁铁3和b侧电磁铁10均不通电的情况下，a侧电比例起点调节弹簧5可确保a侧电比例控制阀芯4处于右位，b侧电比例起点调节弹簧8可确保b侧电比例控制阀芯9处于左位，变量活塞2两侧压力相等，闭式柱塞泵1处于零排量位置，无流量输出，能够保证闭式柱塞泵1因零件加工、磨损、轻微卡滞情况下液压中位绝对可靠，解决了闭式柱塞泵1经常出现的液压中位偏移导致主机系统自行走或自动回转动作的问题。
[0030]
更进一步的，a侧电比例起点调节弹簧5和b侧电比例起点调节弹簧8的弹性系数较大，可有效防止a侧电比例控制阀芯4和b侧电比例控制阀芯9卡滞，在变量过程中也能够大幅减小超调量，缩短响应时间。
[0031]
在此基础上，电比例控制阀芯的内侧还设有反馈弹簧，反馈弹簧一侧连接电比例控制阀芯，另一侧连接反馈杆11，反馈杆11连接变量活塞2并与变量活塞2一同运动，
[0032]
具体而言，反馈弹簧包括分别设于a侧电比例控制阀芯4和b侧电比例控制阀芯9的内侧的a侧反馈弹簧6和b侧反馈弹簧7，反馈杆11设于a侧反馈弹簧6和b侧反馈弹簧7之间，反馈杆11同变量活塞2运动并向a侧反馈弹簧6或b侧反馈弹簧7施力。
[0033]
在本实施例中，a侧反馈弹簧6和a侧电比例起点调节弹簧5分别位于a侧电比例控制阀芯4的两侧，a侧反馈弹簧6与a侧电比例起点调节弹簧5一同提供维持未通电情况下的维持力，使得液压中位绝对可靠；还一同提供通电情况下的弹力。与此类似的，b侧的情况与a侧的情况相似，这里不再赘述。
[0034]
在a侧或b侧通电时，对应侧的电比例控制阀芯需要同时克服电比例起点调节弹簧和反馈弹簧的共同作用力；如在a侧电磁铁3通电时，a侧电比例控制阀芯4受到a侧电磁铁3向右的推力、a侧电比例起点调节弹簧5向左的弹力以及a侧反馈弹簧6向左的弹力，当a侧电磁铁3向右的推力f3大于a侧电比例起点调节弹簧5向左的弹力f5和a侧反馈弹簧6向左的弹力f6的合力时，a侧电比例控制阀芯4向右移动，直至电流足够大时，a侧电比例控制阀芯4由右位切换至左位。
[0035]
在本实施例中，沟通p
s
口压力油至变量活塞2的x1侧，变量活塞2受到压力油的作用力，压缩变量活塞2中的弹簧，向左移动，联动闭式柱塞泵1的变量机构，排量由零逐渐增大，变量活塞2向左移动时，带动反馈杆11向左移动，a侧反馈弹簧6在反馈杆11的作用下受到压缩，a侧反馈弹簧6向左的弹力增大，直至a侧电比例控制阀芯4上受力平衡，a侧电比例控制阀芯4在左位和右位之间来回切换，以保证a侧电磁铁3在一定的输入电流时，有固定向右的推力，对应反馈杆11的位移量提供a侧反馈弹簧6向左的弹力，保证电流i与排量vg的线性变化；在整个变量控制过程中，b侧电比例控制阀芯9由于b侧电比例起点调节弹簧8和b侧反馈弹簧7的作用始终处于左位，变量活塞2的x2侧始终与回油沟通。
[0036]
与此类似的，当b侧电磁铁10通电时，对应的b侧电比例控制阀芯9、b侧电比例起点调节弹簧8、b侧反馈弹簧7和反馈杆11，会发生与a侧电磁铁3通电时相反的动作，以保证b侧电磁铁10通电时，闭式柱塞泵1反向变量，且电流i与排量vg呈线性关系。
[0037]
除此以外，a侧电比例起点调节弹簧5和b侧电比例起点调节弹簧8分别装设于用以调节初始弹力的a侧电比例起点调节弹簧座12和b侧电比例起点调节弹簧座18。
[0038]
在本实施例中，变量活塞2装配在闭式柱塞泵1内部，由于变量活塞2两端通油时需要密封，密封零件对变量活塞2的往复运动有一定的阻尼作用，且变量活塞2往复运动进行双向排量控制时，阻尼不相同。不同阻尼对应不同的变量压力，变量压力与电比例控制阀芯
的位移有直接关系，电比例控制阀芯的位移直接取决于电磁铁的输入电流，因此相同排量输出对应的左右两侧电比例排量控制所需的电流不相同，就会造成主机系统调试时对电气参数标定造成干扰，无法满足主机系统对于闭式柱塞泵1双向电比例排量控制的电流要求。
[0039]
为了更好的技术效果，a侧电比例起点调节弹簧座12和b侧电比例起点调节弹簧座18设有锥形面，阀体16设有用以通过锥形面实现调节初始弹力的a侧调节螺钉14和b侧调节螺钉20，a侧调节螺钉14通过a侧密封锁紧螺母13锁紧固定，b侧调节螺钉20通过b侧密封锁紧螺母19锁紧固定。
[0040]
在本实施例中，可以通过调节a侧或b侧的电比例起点调节弹簧的初始弹力，使a侧或b侧的电比例排量控制起点接近甚至完全一致。
[0041]
当a侧电比例排量控制起点实测电流低于主机系统要求的电流值时，可将a侧调节螺钉14向下调节，通过调节螺钉14的锥面，推动a侧电比例起点调节弹簧座12向左运动，压缩a侧电比例起点调节弹簧5，增大a侧电比例起点调节弹簧5的初始弹力，从而提高a侧电比例控制起点电流至与主机系统要求的电流值相同。
[0042]
当a侧电比例排量控制起点实测电流高于主机系统要求的电流值时，可将a侧调节螺钉14向上调节，a侧电比例起点调节弹簧5推动a侧电比例起点调节弹簧座12向右运动，直至与a侧调节螺钉14接触，a侧电比例起点调节弹簧5伸长，减小了a侧电比例起点调节弹簧5的初始弹力，从而降低a侧电比例控制起点电流至与主机系统要求的电流值相同。
[0043]
与此类似的，b侧的电比例控制起点电流调节方法与a侧完全一致，这里不再赘述。
[0044]
除此以外，a侧反馈弹簧6装设于a侧反馈弹簧座15，b侧反馈弹簧7装设于b侧反馈弹簧座17。
[0045]
现有技术中，如果双向电比例排量控制起点电流不可调，a侧和b侧起点电流不一致，主机系统只能通过硬件调节以及程序编制差异来解决，对主机方而言非常困难；在本实施例中，如图3所示，a侧或b侧的电比例排量控制实测起点电流位于起点调节范围内，但起点电流不相同，不能满足主机要求，主机实际要求的是a/b两侧起点电流一致，如图中主机要求起点电流，通过上述调节过程，可使a侧或b侧的电比例排量控制起点电流完全一致，更好满足主机要求。
[0046]
本发明还提供了一种闭式柱塞泵1，包括上述双向电比例排量控制装置，不仅保证闭式柱塞泵1的液压中位安全可靠，而且双向电比例排量控制起点电流可调，应具有上述双向电比例排量控制装置的全部有益效果，这里不再一一赘述。
[0047]
本发明还提供了一种液压系统，包括上述闭式柱塞泵1，应具有上述闭式柱塞泵1和双向电比例排量控制装置的全部有益效果，这里不再一一赘述。
[0048]
需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
[0049]
以上对本发明所提供的液压系统、闭式柱塞泵及双向电比例排量控制装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。