CN106593837A - 液压柱塞泵变量控制结构及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压柱塞泵变量控制结构及其控制方法，包括阀体、主阀芯和主阀套，所述主阀芯一端设有提供反向预载力的弹簧加载组件，所述主阀套上连接有反馈杆，所述反馈杆的另一端连接有变量活塞泵，其特征在于，所述主阀芯的另一端设有先导阀芯，所述主阀芯外侧设有阀套，所述阀套上具有与主阀芯配合的孔，所述先导阀芯受液压油推动克服弹簧加载组件的预加载力移动从而推动主阀芯移动，移动后的主阀芯和阀套形成相对位移，使孔和主阀芯之间形成阀节流口，液压油流入阀节流口后控制变量活塞泵移动，所述变量活塞泵运动时推动主阀套沿主阀芯运动方向的反向移动。通过上述方式，本发明液压柱塞泵变量控制结构及其控制方法，能够在阀口打开时，减小腔体压力瞬降对阀芯推力产生的影响，提高阀的稳定性，提高精度。

Description

液压柱塞泵变量控制结构及其控制方法

技术领域

本发明涉及机械制造技术领域，特别是涉及一种液压柱塞泵变量控制结构及其控制方法。

背景技术

工程机械中常用到液压柱塞泵，功率控制为普遍采用的控制方式。目前市场上常见的几种功率控制泵，虽结构原理设计各有特点，却都有各自的制约因素，主要有：利用改变压差进行功率控制方式的，压差控制与功率控制之间出现互相干扰，影响控制精度及响应性；利用"L"形杠杆结构反馈功率控制方式的虽然控制精度高，但零件多且复杂，成本较高；利用杠杆带动阀套(体)反馈控制方式的虽然零件少、结构简单，但参与控制的压力油既要作为先导油源推动控制阀开启，又要流过阀开口后推动变量活塞，先导油源的瞬时压降会影响阀受力，最终影响泵的响应性及控制精度。

市场上现有柱塞泵功率控制装置，该种控制方式将先导控制装置与变量控制装置集成于功率阀芯上，包含有3位2通阀结构功能的阀套、阀芯。阀芯被设置为具有台阶式的结构，形成面积差；阀套与阀芯配合形成节流口。该装置通过阀芯、阀套的移动来控制功率控制装置中P进口与出口Pp或与泄油口T接通。泵出口压力引入压力腔P，因两直径存在面积差而推动阀芯运动,从而打开阀节流口，使得油液通过节流口由P腔进入Pp腔，从而推动变量活塞运动。另一端设置有弹簧加载机构，反向预加载力；反馈杆固定铰链于阀体上旋转，一端与阀套链接，另外一端留有开口，可与变量活塞连接，其功能为杠杆原理，使得变量活塞的移动与阀套移动方向相反,以实现机械反馈过程。此结构，虽然零件少、结构简单，但参与控制的压力油既要作为先导油源推动控制阀开启，又要流过阀开口后推动变量活塞，先导油源的瞬时压降会影响阀芯受力，最终影响泵的响应性。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种液压柱塞泵变量控制结构及其控制方法，能够在阀口打开时，减小腔体压力瞬降对阀芯推力产生的影响，提高阀的稳定性，提高精度。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种液压柱塞泵变量控制结构，包括阀体、主阀芯和主阀套，所述主阀芯一端设有提供反向预载力的弹簧加载组件，所述主阀套上连接有反馈杆，所述反馈杆的另一端连接有变量活塞泵，所述主阀芯的另一端设有先导阀芯，所述主阀芯外侧设有阀套，所述阀套上具有与主阀芯配合的孔，所述先导阀芯受液压油推动克服弹簧加载组件的预加载力移动从而推动主阀芯移动，移动后的主阀芯和阀套形成相对位移，使孔和主阀芯之间形成阀节流口，液压油流入阀节流口后控制变量活塞泵移动，所述变量活塞泵运动时推动主阀套沿主阀芯运动方向的反向移动。

在本发明一个较佳实施例中，所述阀体上设有进油口P、Pc腔体、Pd腔体和Pp腔体，所述进油口P进入的液压油分别进入Pc腔体和Pd腔体，所述Pc腔体内的液压油作用于先导阀芯，推动先导阀芯运动使主阀芯移动以打开阀节流口，Pd腔体内的液压油通过阀节流口进入Pp腔体内控制变量活塞泵移动。

在本发明一个较佳实施例中，所述先导阀芯为具有两段不同直径的管体结构并且两段管体结构之间形成面积差，液压油作用于面积差上以推动先导阀芯移动。

在本发明一个较佳实施例中，所述主阀芯上设有凸起部，所述凸起部与阀套的孔相配合卡接，所述主阀芯移动使凸起部与阀套的孔产生位移形成阀节流口。

在本发明一个较佳实施例中，所述阀体上具有外接油口Pi，所述外接油口Pi的液压油作用于先导阀芯上以推动先导阀芯运动。

在本发明一个较佳实施例中，所述先导阀芯为具有三段不同直径的管体结构并且三段管体结构之间形成面积差，液压油作用于面积差上以推动先导阀芯移动。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种液压柱塞泵变量控制结构的控制方法，包括以下步骤：a.进油口P进入的液压油分别进入Pc腔体和Pd腔体：进入Pc腔体的液压油作用在先导阀芯上，在压力Pc的作用下，产生推力F，当推力F大于弹簧预加载力时，先导阀芯沿X方向运动；b.主阀芯受先导阀芯的推动也沿X方向移动，使主阀芯和阀套之间的阀节流口打开，Pd腔的液压油通过阀节流口进入Pp腔内，控制变量活塞移动，从而控制泵变量；c. 反馈杆与变量活塞泵相连接，变量活塞泵运动时，带动主阀套沿X反方向移动，以实现机械反馈过程。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤a中先导阀芯上的两段结构具有大小不同的直径d和d1，d1大于d，形成面积差π*（d1^2-d^2)/4，液压油作用于面积差上产生推力F=π*（D^2-d^2)/4*Pc。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤a先导阀芯上的三段结构具有大小不同的直径d、d1和d2，阀体上具有外接油口Pi的液压油作用于阀芯直径d2形成的面积π*（d^2-d2^2)/4（d2＜d1）或者π*d2^2/4上，推动先导阀芯运动。

本发明的有益效果是：本发明液压柱塞泵变量控制结构及其控制方法，能够在阀口打开时，减小腔体压力瞬降对阀芯推力产生的影响，提高阀的稳定性，提高精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明液压柱塞泵变量控制结构一较佳实施例的结构示意图；

图2是本发明液压柱塞泵变量控制结构另一较佳实施例的结构示意图；

附图中各部件的标记如下：1、阀体，2、主阀芯，3、主阀套，4、弹簧加载组件，5、反馈杆，6、先导阀芯，7、阀套，8、孔，9、阀节流口，10、凸起部。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，一种液压柱塞泵变量控制结构，包括阀体1、主阀芯2和主阀套3，主阀芯2一端设有提供反向预载力的弹簧加载组件4，主阀套3上连接有反馈杆5，反馈杆5的另一端连接有变量活塞泵，主阀芯2的另一端设有先导阀芯6，主阀芯2外侧设有阀套7，阀套7上具有与主阀芯2配合的孔8，先导阀芯6受液压油推动克服弹簧加载组件4的预加载力移动从而推动主阀芯2移动，移动后的主阀芯2和阀套7形成相对位移，使孔8和主阀芯2之间形成阀节流口9，液压油流入阀节流口9后控制变量活塞泵移动，变量活塞泵运动时推动主阀套3沿主阀芯2运动方向的反向移动。

另外，阀体1上设有进油口P、Pc腔体、Pd腔体和Pp腔体，进油口P进入的液压油分别进入Pc腔体和Pd腔体，Pc腔体内的液压油作用于先导阀芯6，推动先导阀芯6运动使主阀芯2移动以打开阀节流口9，Pd腔体内的液压油通过阀节流口9进入Pp腔体内控制变量活塞泵移动。

另外，先导阀芯6为具有两段不同直径的管体结构并且两段管体结构之间形成面积差，液压油作用于面积差上以推动先导阀芯6移动。

另外，主阀芯2上设有凸起部10，凸起部10与阀套7的孔8相配合卡接，主阀芯2移动使凸起部10与阀套7的孔8产生位移形成阀节流口9。

另外，阀体1上具有外接油口Pi，外接油口Pi的液压油作用于先导阀芯6上以推动先导阀芯6运动。

另外，先导阀芯6为具有三段不同直径的管体结构并且三段管体结构之间形成面积差，液压油作用于面积差上以推动先导阀芯6移动。

一种液压柱塞泵变量控制结构的控制方法，包括以下步骤：a.进油口P进入的液压油分别进入Pc腔体和Pd腔体：进入Pc腔体的液压油作用在先导阀芯6上，在压力Pc的作用下，产生推力F，当推力F大于弹簧预加载力时，先导阀芯6沿X方向运动；b.主阀芯2受先导阀芯6的推动也沿X方向移动，使主阀芯2和阀套7之间的阀节流口9打开，Pd腔的液压油通过阀节流口9进入Pp腔内，控制变量活塞移动，从而控制泵变量；c. 反馈杆5与变量活塞泵相连接，变量活塞泵运动时，带动主阀套3沿X反方向移动，以实现机械反馈过程。

另外，步骤a中先导阀芯6上的两段结构具有大小不同的直径d和d1，d1大于d，形成面积差π*（d1^2-d^2)/4，液压油作用于面积差上产生推力F=π*（D^2-d^2)/4*Pc。

另外，步骤a先导阀芯6上的三段结构具有大小不同的直径d、d1和d2，阀体上具有外接油口Pi的液压油作用于阀芯直径d2形成的面积π*（d^2-d2^2)/4（d2＜d1）或者π*d2^2/4上，推动先导阀芯6运动。

区别于现有技术，本发明液压柱塞泵变量控制结构及其控制方法，能够在阀口打开时，减小腔体压力瞬降对阀芯推力产生的影响，提高阀的稳定性，提高精度。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种液压柱塞泵变量控制结构，包括阀体、主阀芯和主阀套，所述主阀芯一端设有提供反向预载力的弹簧加载组件，所述主阀套上连接有反馈杆，所述反馈杆的另一端连接有变量活塞泵，其特征在于，所述主阀芯的另一端设有先导阀芯，所述主阀芯外侧设有阀套，所述阀套上具有与主阀芯配合的孔，所述先导阀芯受液压油推动克服弹簧加载组件的预加载力移动从而推动主阀芯移动，移动后的主阀芯和阀套形成相对位移，使孔和主阀芯之间形成阀节流口，液压油流入阀节流口后控制变量活塞泵移动，所述变量活塞泵运动时推动主阀套沿主阀芯运动方向的反向移动。

2.根据权利要求1所述的液压柱塞泵变量控制结构，其特征在于，所述阀体上设有进油口P、Pc腔体、Pd腔体和Pp腔体，所述进油口P进入的液压油分别进入Pc腔体和Pd腔体，所述Pc腔体内的液压油作用于先导阀芯，推动先导阀芯运动使主阀芯移动以打开阀节流口，Pd腔体内的液压油通过阀节流口进入Pp腔体内控制变量活塞泵移动。

3.根据权利要求2所述的液压柱塞泵变量控制结构，其特征在于，所述先导阀芯为具有两段不同直径的管体结构并且两段管体结构之间形成面积差，液压油作用于面积差上以推动先导阀芯移动。

4.根据权利要求3所述的液压柱塞泵变量控制结构，其特征在于，所述主阀芯上设有凸起部，所述凸起部与阀套的孔相配合卡接，所述主阀芯移动使凸起部与阀套的孔产生位移形成阀节流口。

5.根据权利要求3、4所述的液压柱塞泵变量控制结构，其特征在于，所述阀体上具有外接油口Pi，所述外接油口Pi的液压油作用于先导阀芯上以推动先导阀芯运动。

6.根据权利要求5所述的液压柱塞泵变量控制结构，其特征在于，所述先导阀芯为具有三段不同直径的管体结构并且三段管体结构之间形成面积差，液压油作用于面积差上以推动先导阀芯移动。

7.一种根据权利要求1所述的液压柱塞泵变量控制结构的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.进油口P进入的液压油分别进入Pc腔体和Pd腔体：进入Pc腔体的液压油作用在先导阀芯上，在压力Pc的作用下，产生推力F，当推力F大于弹簧预加载力时，先导阀芯沿X方向运动；

b.主阀芯受先导阀芯的推动也沿X方向移动，使主阀芯和阀套之间的阀节流口打开，Pd腔的液压油通过阀节流口进入Pp腔内，控制变量活塞移动，从而控制泵变量；

c. 反馈杆与变量活塞泵相连接，变量活塞泵运动时，带动主阀套沿X反方向移动，以实现机械反馈过程。

8.根据权利要求7所述的液压柱塞泵变量控制结构的控制方法，其特征在于，所述步骤a中先导阀芯上的两段结构具有大小不同的直径d和d1，d1大于d，形成面积差π*（d1^2-d^2)/4，液压油作用于面积差上产生推力F=π*（D^2-d^2)/4*Pc。

9.根据权利要求7所述的液压柱塞泵变量控制结构的控制方法，其特征在于，所述步骤a先导阀芯上的三段结构具有大小不同的直径d、d1和d2，阀体上具有外接油口Pi的液压油作用于阀芯直径d2形成的面积π*（d^2-d2^2)/4（d2＜d1）或者π*d2^2/4上，推动先导阀芯运动。