CN1094794A - 用于变量泵的调节器 - Google Patents

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Abstract

一种用于变量泵的调节器，设有液压伺服控制 器，能够控制泵的排放量，并伴有取决于泵的工作压 力，有效的弹簧力和导向压力的反馈功能。

Description

本发明涉及一种用于变量泵的调节器，特别是一种这样的调节器，其设有液压伺服控制器，能够控制泵的排放量，并伴有反馈功能，该功能取决于泵的工作压力，有效的弹簧力和导向压力，从而稳定流量和降低能耗。
常用的变量泵包括采用一控制泵的旋转斜盘角度的装置的调节器。例如日本公开专利：89-116294，其披露了一种调节器，包括一个阀体;用来控制泵的旋转斜盘角度的装置;一个导向换向阀，其用来限定对第一阀腔提供工作压力流体的位置，一个限定封闭第一阀腔的位置和限定从第一阀腔排放负载压力的位置;一个把换向阀的一端与控制装置的伺服活塞相连的反馈杠杆;一个可由泵的工作压力移动的第一导向滑阀，用来控制泵的马力;一个可由导向压力，其中包括了贮罐压力移动的第二导向滑阀用来控制泵的流量;和一个联动机构用于选择第一或第二导向滑阀中一个作用反馈杠杆，以减少排放流量。
然而，其调节器的联动机构使整个构造和结构复杂了。再有，在流量的控制过程中，泵的流量很可能受液压系统的贮罐压力变化的影响，这就难于获得和维持予定的流量指标。此外，调节器不足之处还缺少断流控制和解除断流的控制，这就无法截止不需要的流量而造成能量的损失。
因此，本发明的一个目的是提供一种用于变量泵的调节器，其取消了联动机构，结构简单。
本发明的另一个目的是提供一种用于变量泵的调节器，其消除了液压系统的贮罐压力的影响而能实现稳定的流量控制。
本发明还有一个目的是提供一种用于变量泵的调节器，其能够在泵的工作压力大于予定值时，有断流控制，以减少能量损失。
本发明上述的和其他的目的是由一种与通过改变泵的旋转斜盘的角度来控制流体流量的调节器相结合的变量泵来实现的，其包括：一个产生流体流量泵;一个与泵连通的阀体;一个以枢轴方式安装在泵旋转斜盘上的伺服活塞，活塞有两部分，每一部分有不同的直径，并且两者可沿阀体内形成的第一和第二阀腔中移动;一个可由泵的工作压力作用下，沿在阀体内的第一和第二活塞室中移动的多级活塞;一个带有用于改变流体方向的伺服滑阀，并可沿伺服活塞轴线移动的控制杆;一个与伺服滑阀连通的伺服套筒，其用来限定一个中点位置，一个供给第二阀腔工作压力流体的位置和一个排出工作压力流体到油箱中的位置;一个与伺服套筒连通的断流滑阀，用于限定供给来自泵的工作压力的流体至第二阀腔的位置和从第二阀腔排出工作压力流体至伺服套筒中的位置;和用来给彼此隔离的伺服活塞和控制杆加偏压的装置。
本发明的上述和其他目的，优点及特征，将结合附图对最佳实施例的说明加以阐明，其中，
图1是根据本发明的用于变量泵的调节器的流程图;
图2是根据本发明的一个调节器实施例的横剖面视图;
图3是工作压力与流量的关系图;
图4是导向压力与流量的关系图。
参考图1和图2，所示的是根据本发明的一个调节器10，一对变量泵Pd1和Pd2由动力机12驱动产生了液压泵Pd1和Pd2的流量，流量是通过改变泵的旋转斜盘14的角度的方法控制的。一个也由动力机12驱动的齿轮泵Pg向调节器10供给一导向压力流体。阀体11安装成与泵Pd1，Pd2和pg相连通。泵的旋转斜盘14通过一根固定在伺服活塞16上的连杆18，以枢轴的方式安装在伺服活塞16周边的一点上。伺服活塞16有两部分，即a部分的直径较小，b部分的直径较大，每一活塞部分都可沿由阀体11内部构成的第一阀腔20和第二阀腔22滑动。第一阀腔20与泵Pd1的流体连通，而第二阀腔22通过一断流滑阀26和一个具有换向凹槽30的伺服滑阀28与油箱24相连通。一个伺服套筒34如图2所示有三个开孔31、32、33，用于限定一个中点位置，一个通过断流滑阀26向第二阀腔提供工作压力流体的位置，和一个向油箱24排放工作压力流体的位置。一控制杆36是通过能够把作用在伺服活塞16和控制杆36上的力差传给伺服滑阀28的第一和第二弹簧38、40连接在伺服活塞16上的，以此来改变或调整伺服套筒34上孔的位置。一个与控制杆36相接触的多级活塞42可滑动地设置在第一、第二活塞室44、46之中，第一和第二活塞室有多个级，每一级有不同直径。如图2所示，控制杆36，伺服活塞16，多级活塞42，弹簧38、40和66彼此都成共轴关系。
来自泵Pd1和Pd2的工作压力流体通过管路48、50供入第一和第二活塞室44、46之中，来自控制阀64经过导向管路58、60的导向压力流体作用于导向压力室52和排放室54;来自齿轮泵Pg经过一个减压阀76和管路62的导向压力则作用于第三活塞室56。齿轮泵Pg的安装是为了保持液压管路有恒定的初始压力，以防止在工作压力下降时，调节器10响应时间滞后。这样，供给第一阀腔20的初始工作压力是Pd1泵和齿轮泵Pg的工作压力中较高的那个压力。
此后，调节器如何运行是取决于作用在管路上每一元件的工作压力，这将参照附图加以说明。首先，当来自泵的工作压力低于第三弹簧66的回弹力时，伺服滑阀28将向左移动，使第二阀腔22与油箱24连通。因此，由于作用在第一阀腔20的工作压力大于作用在第二阀腔22的压力，伺服活塞16向右移动，增大了旋转斜盘的角度，使泵的排放量可达到它的最高水平。
另一方面，当来自泵Pd1和Pd2的工作压力总和高于图3所示的A点时，作用在第一和第二活塞室44、46的工作压力超过了弹簧38、66的回弹力，因而控制杆36向右移动。与此同时，断流滑阀26也因来自管路68的工作压力流体的作用而向右移动，使孔31和33彼此相通。这样，在第一阀腔20和第二阀腔22的工作压力就均等了。然而，由于伺服活塞16位于第二阀腔22中的液压受压面积大于位于第一阀腔20中的面积，伺服活塞16就向左移动，减少了旋转斜盘14的角度，因而也就减少了泵的排放量，并趋向于推动外弹簧38压在控制杆36上。结果向左移动控制杆36，减少了由伺服滑阀28的凹槽30和伺服套筒34的孔31、32和33的相对位置的形成的流体流经的面积，因而降低了供给第二阀腔22的工作压力。当第二阀腔22的工作压力再次变得低于第一阀腔20中的工作压力时，伺服活塞16就向右移动，控制杆36也因弹簧38已松弛也移向右方。因此，控制杆36的往复运动，直至腔室20、22、44、46中的工作压力达到平衡的合成压力之前，以及弹簧38、68的回弹力未相等之前，是不会停止的，因此就把泵的马力控制在一恒定的水平上。
此外，当来自Pd1和Pd2泵的工作压力总和高于图3所示的B点时，控制杆36就推压弹簧38和40，使得弹簧38和40同时被压缩，形成了如图3所示的斜线上的转折点B。因此，工作压力增大使泵的流量下降。B-C线段的运行过程与上述A-B线段的运行过程相类似。只是它的斜率与A-B线段的斜率有所不同。
更进一步说，当工作压力变得比图3所示的C点更大时，供给第一断流活塞室70的工作压力克服了第四弹簧72的回弹力，致使断流滑阀26移动，直接将工作压力流体供给第二阀腔22。因此，伺服活塞16的移动就减少了旋转斜盘14的角度，从而使泵的排放量降到它的最小值，即图3所示的D点。切断流量的控制，通过把泵的排量降至最小值，从而使泵的能量损失减至最小值。
相反，当变量泵要求有比C-D线段更高的流量时，一个来自外部（以虚线表示）的导向压力Pcf，供给第二断流活塞室74。这样，第四弹簧72的回弹力加上导入第二断流活塞室74中的导向压力Pcf，就克服了在第一断流活塞室70中的工作压力，确保了第二阀腔22通过断流滑阀26经过伺服滑阀28的孔31与油箱24连通，尽管供入第一断流活塞室70的工作压力是高于C点的压力。于是，伺服活塞16的移动就增加了泵Pd1和Pd2超过其最小排量的流量，并因此解除了流量的切断控制。
图4是一个导向压力与流量之间的关系图。首先，参照图1，从控制阀64来的导向压力Pc通过管路58直接供入导向压力室52，而导向压力Pcd经一节流孔65通过管路60供入排放室54。因此，导向压力Pc比导向压力Pcd有较高值。于是，流量的控制是由导向压力室52中的导向压力Pc与排放室54中的压力Pcd的压力差△P来完成的。如图4所示，其运行过程与图3的运行过程相类似。
现在回到图3，其表示另一马力控制图，即A″-B″-C″线，其由来自齿轮泵Pg的导向压力PPS来实现。导向压力PPS是导入第三活塞室56中，以提高作用在多级活塞42上的工作压力。当工作压力低于A″点时，作用在多级活塞42上的合力推动控制杆36，使排放量减少，稳定地控制泵的马力沿图3所示的A″-B″-C″线进行，其运行过程类似于图3所示的A-B-C线图。
虽然本发明已根据举例的实施方案加以披露和说明，但对本技术领域中熟练人员来说，应当理解，所做出的各种变化、变型和添加，都不能脱离本发明的精神和范围。

Claims (6)

1、一种与通过改变泵的旋转斜盘的角度来控制流体流量的调节器相结合的变量泵，其包括：
一个产生流体液量的泵；
一个与泵相连通的阀体；
一个以枢轴方式安装在泵的旋转斜盘上的伺服活塞，活塞有两部分，每一部分有不同的直径，并且两者可沿在阀体内形成的第一和第二阀腔移动；
一个可由泵的工作压力作用下，沿在阀体内的第一和第二活塞室中移动的多级活塞；
一个带有用于改变流体方向的伺服滑阀，并可沿伺服活塞的轴线移动的控制杆；
一个与伺服滑阀连通的伺服套筒，用于限定一个中点位置，一个供给第二阀腔工作压力流体的位置和一个排出工作压力流体到油箱中的位置；
一个与伺服套筒连通的断流滑阀，用于限定供给来自泵的工作压力流体至第二阀腔的位置和从第二阀腔排出工作压力流体至伺服套筒中的位置；和
用于给彼此隔离的伺服活塞和控制杆加偏压的装置。
2、根据权利要求1所述的变量泵，其特征在于，所述的变量泵还包括一个控制阀，用于向控制杆所在的导向压力室中引入导向压力和向一个排放室中引入导向压力。
3、根据权利要求1所述的变量泵，其特征在于，所述的变量泵的断流滑阀有一个用于切断流量的活塞，其沿与泵和一导向管路连通的第一和第二断流活塞室中移动。
4、根据权利要求1所述的变量泵，其特征在于，所述变量泵的加偏压装置有一个位于伺服活塞和控制杆之间的外部弹簧，和一个设置在外部弹簧内的与外部弹簧相比，直径较小，长度较短的内弹簧。
5、根据权利要求1所述的变量泵，其特征在于，所述的来自齿轮泵的导向压力是通过一个减压阀供入阀体中形成的第三活塞室，用以增加作用于多级活塞的工作压力。
6、根据权利要求1所述的变量泵，其特征在于，所述的控制杆，伺服活塞，多级活塞和弹簧都是成共轴关系的。
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