CN104235003A - 柱塞泵控制阀及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种柱塞泵控制阀及其控制方法，由阀体、功率阀部件、流量阀部件、单向阀部件以及调速阀部件组成。功率阀部件与伺服活塞之间设有一通路与流量阀部件并行，即A与B之间设置一通路与流量阀部件并行。本发明的优点是来自功率阀部件的压力油可以避开流量阀部件的干扰，功率变量不会出现等待状态。功率阀部件变量与流量阀部件变量相互独立，避免了功率偏移情况。流量阀部件与阀体间可以做成正遮盖形式，整泵泄露减少，效率提高。同时可实现对功率响应时间的调节。

Description

柱塞泵控制阀及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种机械制造技术领域，特别涉及一种柱塞泵控制阀及其控制方法。
背景技术
小型挖掘机常用到液压柱塞泵，市场上常见的控制方式有负载敏感控制、功率控制等方式，液压原理见图1。从图1中可以看出两种控制方式的优先顺序为负载敏感控制--功率控制。流量阀(LS)3通过泵外系统反馈压力PLS与泵出口压力P比较以实现对泵排量的调节，具有优先越权；功率阀(PC)2控制泵的最大输出功率恒定，当泵工作压力超过功率弹簧起调点压力后，功率阀2开启，高压油液通过功率阀2、流量阀3，最后进入伺服变量活塞，以实现斜盘角度的调整。
图2和图3为带功率阀2和负载敏感控制方式的泵控制阀结构图，从图2中可以看出，流量阀3具有优先越权权利。当压差(P-PLS)增大时，流量阀阀芯向右移动，P油与B口接通，实现变量，而此时因压力变化，功率阀2开启，压力油液无法从A口进入B口，因而无法实现功率调整。只有待流量阀3调整完成后，功率阀2才开始调整。当压差(P-PLS)减小时，流量阀阀芯向左移动，伺服活塞腔与T接通，此时若功率阀2开启，则液压油P与伺服活塞腔接通，斜盘向小摆角移动。另外，当压差(P-PLS)趋于目标值时，阀芯与B口处于开启-关闭的临界状态，此时功率阀2开启后，油液从A口进入B口，会出现停滞或等待现象。以上现象在挖机实际使用中是不允许的。
因此为了实现功率控制的可靠性，流量阀3通常被设计成负遮盖形式，如图4所示。此种结构的缺点是：
①由于在工作状态中，流量阀3一直处于中位波动状态，在开启和关闭的临界点，当来自功率阀2的压力油到达时，有时会被流量阀3的波动状态干扰而出现等待状态，致使功率响应时间较长。
②当功率阀2在工作时，若出现流量阀3工作，需要对泵排量调整，则会出现流量阀3作用引起功率偏移情况。
③当流量阀3负遮盖量较小时，功率阀2与流量阀3的相互影响较大；当流量阀3负遮盖量较大时，阀的泄露会响应增大，影响效率。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种功率阀变量与流量阀变量相互独立，避免了功率偏移情况，提高系统效率的柱塞泵控制阀。
实现本发明目的的技术方案是：一种柱塞泵控制阀，由阀体、功率阀部件、流量阀部件、单向阀部件以及调速阀部件组成。功率阀部件与伺服活塞之间设有一通路与流量阀部件并行（即A与B之间设置一通路与流量阀部件并行）。
上述技术方案所述并行通路设置在A口与B口之间，流向为由A口流向B口的通路畅通，由B口流向A口的通路被单向阀截止。
上述技术方案所述单向阀部件开启方向为：油液由功率阀部件流向伺服活塞时单向阀部件打开，由伺服活塞流向功率阀部件时单向阀部件关闭。
上述技术方案中，当压差(泵出口压力P-泵外系统反馈压力PLS)增大时，流量阀部件打开，压力油从P进油口经B口进入变量活塞实现变量；由于压力变化，功率阀部件打开，一路压力油通过A口到达流量阀部件，由于流量阀部件处于打开状态，此路压力油流通受阻；另一路压力油到达单向阀部件上方，因而单向阀部件开启，压力油通过调速阀部件由B口进入变量活塞实现变量。
上述技术方案所述调速阀部件设置在单向阀部件之后，B口之前，并且截断部分由单向阀部件流向B口的油液的过流面积。调速阀部件向阀体内部拧入时，过流面积变小，功率阀变量速度减慢；调速阀部件由阀体内向外拧出时，过流面积变大，功率阀变量速度加快，此为调节功率响应时间的原理。
上述技术方案所述所述阀芯与阀套、或阀芯与阀体之间为正遮盖形式。
上述技术方案所述油液流向为：压力油由P口经过流量阀部件调节到达B口，进而到达伺服活塞实现泵排量调节。
上述技术方案所述油液流向为：压力油由P口经过功率阀部件到达A口，再经过流量阀部件到达B口进而到达伺服活塞实现泵排量调节。
上述技术方案所述油液流向为：压力油由P口经过功率阀部件到达A口后，经过单向阀部件、调速阀部件到达B口进而到达伺服活塞实现泵排量调节。
上述技术方案所述油液流向为：泵向大排量摆动时，伺服活塞腔的油液只能由B口经过流量阀部件到达A口，再经过功率阀部件实现回油。
采用上述技术方案后，本发明具有以下积极的效果：
（1）本发明来自功率阀部件作用的压力油可以避开流量阀部件的干扰，功率变量不会出现等待状态。
（2）本发明功率阀部件变量与流量阀部件变量相互独立，避免了功率偏移情况。
（3）本发明流量阀部件与阀体间可以做成正遮盖形式，系统减少泄露，效率提高。
（4）本发明可实现对功率响应时间的调节。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为现有技术的柱塞泵控制阀的原理图；
图2为现有技术的柱塞泵控制阀的结构图；
图3为图2中A-A方向的剖视图；
图4为图2中I处的放大示意图；
图5为本发明的原理图；
图6为本发明的结构图；
图7为图6中B-B方向的剖视图；
图8为图6中II处的放大示意图；
图9为本发明的单向阀部件的结构示意图；
图10为本发明的调速阀部件的结构示意图；
附图中标号为：阀体1、功率阀部件2、流量阀部件3、单向阀部件4、调速阀部件5。
具体实施方式
（实施例1）
见图5至图10，一种柱塞泵控制阀，具有阀体1、以及设置在阀体1内的功率阀部件2、流量阀部件3；功率阀部件与伺服活塞之间设有一通路与流量阀部件并行，即A与B之间设置一通路与流量阀部件并行。
与流量阀部件并行的通路中串接有一个单向阀部件4、一个调速阀部件5。
与流量阀部件并行的通路设置在A口与B口之间，流向为由A口流向B口的通路畅通，由B口流向A口的通路被单向阀部件4截止。
单向阀部件4开启方向为：油液由功率阀部件2流向伺服活塞时单向阀部件4打开，由伺服活塞流向功率阀部件2时单向阀部件4关闭。
调速阀部件5设置在单向阀部件4之后，B口之前，并且截断部分由单向阀部件4流向B口的油液的过流面积。调速阀部件5向阀体1内部拧入时，过流面积变小，功率阀部件变量速度减慢；调速阀部件5由阀体1内向外拧出时，过流面积变大，功率阀部件变量速度加快，此为调节功率响应时间的原理。
流量阀部件3的阀体与阀芯、或阀套与阀芯之间为正遮盖形式，减小流量阀部件3在中间临界位置波动时的泄露，提高系统效率。
油液流向为：压力油由P口经过流量阀部件3调节到达B口，进而到达伺服活塞实现泵排量调节。
油液流向为：压力油由P口经过功率阀部件2到达A口，再经过流量阀部件3到达B口进而到达伺服活塞实现泵排量调节。
油液流向为：压力油由P口经过功率阀部件2到达A口后，经过单向阀部件4、调速阀部件5到达B口进而到达伺服活塞实现泵排量调节。
油液流向为：泵向大排量摆动时，伺服活塞腔的油液只能由B口经过流量阀部件到达A口，再经过功率阀部件实现回油。
其工作原理如下：当压差(泵出口压力P-泵外系统反馈压力PLS)增大时，流量阀部件3打开，压力油从P口经B口进入变量活塞实现变量。此时，由于压力变化，功率阀部件2打开，一路压力油通过A到达流量阀部件3，由于流量阀部件3处于打开状态，此路压力油流通受阻；另一路压力油到达单向阀部件4上方，因而单向阀部件4开启，压力油通过调速阀部件5由B口进入变量活塞最终实现变量。若实际使用过程中发现变量速度过快或过慢，可将调速阀部件5向阀体1内拧入或拧出，如此，压力油通过B口的过流面积发生变化，从而实现调速功能。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种柱塞泵控制阀，具有阀体（1）、以及设置在阀体（1）内的功率阀部件（2）、流量阀部件（3）；其特征在于:功率阀部件（2）与伺服活塞之间设有一与流量阀部件（3）并行的并行通路。
2.根据权利要求1所述的柱塞泵控制阀，其特征在于：所述并行通路中设有串接的一个单向阀部件（4）和一个调速阀部件（5）；所述单向阀部件（4）开启方向为：油液由功率阀部件（2）流向伺服活塞时，单向阀部件（4）打开，由伺服活塞流向功率阀部件（2）时，单向阀部件（4）关闭。
3.根据权利要求1或2所述的柱塞泵控制阀，其特征在于：所述功率阀部件（2）和流量阀部件（3）之间串接有A口；所述流量阀部件（3）与伺服活塞之间串接有B口；所述并行通路串接设置在A口与B口之间，流向为由A口流向B口的通路畅通，由B口流向A口的通路被单向阀部件（4）截止。
4.根据权利要求3所述的柱塞泵控制阀，其特征在于：所述阀芯与阀套、或阀芯与阀体（1）之间为正遮盖形式。
5.一种柱塞泵控制阀的控制方法，其特征在于：当压差(泵出口压力P-泵外系统反馈压力PLS)增大时，流量阀部件（3）打开，压力油从P进油口经B口进入变量活塞实现变量；由于压力变化，功率阀部件（2）打开，一路压力油通过A口到达流量阀部件（3），由于流量阀部件（3）处于打开状态，此路压力油流通受阻；另一路压力油到达单向阀部件（4）上方，因而单向阀部件（4）开启，压力油通过调速阀部件（5）由B口进入变量活塞实现变量。
6.根据权利要求5所述的一种柱塞泵控制阀的控制方法，其特征在于：所述调速阀部件（5）设置在单向阀部件（4）与B口之间，并且对单向阀部件（4）流向B口的油液形成节流；调速阀部件（5）向阀体（1）内部拧入时，过流面积变小，功率阀部件（2）变量速度减慢；调速阀部件（5）由阀体（1）内向外拧出时，过流面积变大，功率阀部件（2）变量速度加快。
7.根据权利要求5所述的一种柱塞泵控制阀的控制方法，其油液流向为：压力油由P口经过流量阀部件（3）调节到达B口，进而到达伺服活塞实现泵排量调节。
8.根据权利要求5所述的一种柱塞泵控制阀的控制方法，其油液流向为：压力油由P口经过功率阀部件（2）到达A口，再经过流量阀部件（3）到达B口进而到达伺服活塞实现泵排量调节。
9.根据权利要求5所述的一种柱塞泵控制阀的控制方法，其油液流向为：压力油由P口经过功率阀部件（2）到达A口后，经过单向阀部件（4）、调速阀部件（5）到达B口进而到达伺服活塞实现泵排量调节。
10.根据权利要求5所述的一种柱塞泵控制阀的控制方法，其油液流向为：泵向大排量摆动时，伺服活塞腔的油液由B口经过流量阀到达A口，再经过功率阀部件（2）实现回油。
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