CN114251484A - 一种插装式负载敏感二维多路阀 - Google Patents

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CN114251484A CN202111521079.9A CN202111521079A CN114251484A CN 114251484 A CN114251484 A CN 114251484A CN 202111521079 A CN202111521079 A CN 202111521079A CN 114251484 A CN114251484 A CN 114251484A
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张�浩
宋占凯
赵建涛
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Abstract

一种插装式负载敏感二维多路阀，包括同轴依次连接的电‑机械转换器和阀体，阀体包括阀套和阀芯，阀芯可轴向滑动的安装在阀套的中心孔内；阀芯右端安装活塞套，活塞套的内部设有可轴向滑动地高压活塞，高压活塞的左端伸出活塞套外与阀芯右端抵接；活塞套的右端安装有高压密封头，高压活塞、高压密封头之间设有高压弹簧，活塞套、高压活塞、和高压密封头配合构成高压弹簧腔；力矩马达的衔铁与阀芯通过二维活塞连接。本发明与上一代二维负载敏感阀相比，采用压力传感器对进油口、工作油口和出油口进行压力差实时反馈，省去将压力转换为位移再进行流量计算的步骤，提高系统效率。

Description

一种插装式负载敏感二维多路阀
技术领域
本发明涉及流体传动及控制领域中的液压控制元件，尤其涉及一种插装式负载敏感二维多路阀。
背景技术
随着绿色节能产业的蓬勃发展，与之相关的液压技术迅速提升，负载敏感阀作为一种低能耗的液压元件，以往的二维流量阀是在系统压力和负载压力之差恒定的情况下研制的，其流量和阀口开度是成线性关系的，但是当系统压力不变而外部负载发生改变时，即进出口压差发生变化时，输出的流量不再维持原来的稳定值。而在某些高精尖的领域中，流量需要精确调节，那么如果不去考虑外部负载可能发生变化的情况，会导致进入某些关键部件的流量过多或过少，由此导致控制精度超差。而且随着科学技术的发展，工程机械中的液压系统越来越追求节能以及在外部负载不断变化时仍能平稳的运动。
为了实现在外界负载压力和系统压力不断变化的情况下依旧能输出稳定流量的目标，同时提高电液伺服阀的抗污染能力并缩小多路阀的整体体积，现根据二维活塞结构原理设计了电反馈负载敏感二维多路阀，较先前的二维负载敏感阀，用压力传感器代替将原先的压力反馈杆，避免了由于压力反馈杆和弹簧制造的精度产生的误差，并且将直线位移传感的功能由检测反馈杆位移改为检测阀芯位移，与原先检测阀芯位移的直线位移传感形成双闭环。提高了系统的响应和反馈的速度和流量精度。
发明内容
为克服上述问题，本发明提供一种插装式负载敏感二维多路阀。
本发明采用的技术方案是：一种插装式负载敏感二维多路阀，包括同轴依次连接的电-机械转换器和阀体，将电-机械转换器中心轴线的延伸方向定义为左右方向，在水平面内垂直于中心轴线的方向定义为前后方向；
所述阀体包括阀套和阀芯，阀芯可轴向滑动的安装在阀套的中心孔内；阀芯右端安装活塞套，活塞套的内部设有可轴向滑动地高压活塞，高压活塞的左端伸出活塞套外与阀芯右端抵接；活塞套的右端安装有高压密封头，高压活塞、高压密封头之间设有高压弹簧，活塞套、高压活塞、和高压密封头配合构成高压弹簧腔；
所述电-机械转换器包括外罩、航插、压板、永磁体、极靴、Lvdt直线位移传感器、Lvdt连接杆、衔铁、线圈骨架和连接板；外罩右端的矩形端面与连接板左端的矩形端面固定连接，连接板的左端面上连接有四个对称分布的类梯形柱，类梯形柱沿连接板的轴线向左伸入外罩内并与压板固定连接；每个类梯形柱的外侧表面设置有一个径向的圆通孔，圆通孔内设有调零弹簧和调零螺钉，调零螺钉将调零弹簧压在连接板梯形柱的圆通孔内；连接板右端面设有与阀套的螺纹孔相连接的四个螺纹孔、以及与阀套的四个压力传感器孔相通的四个斜长孔，四个螺纹孔均匀分在连接板的四个对角，斜长孔具有阻尼效果；
所述压板设置在外罩内的左端，压板的右端上下对称分布有上圆孔和下圆孔，上圆孔和下圆孔内分别设有上弹簧和下弹簧；上弹簧、下弹簧分别连接一个Lvdt直线位移传感器，两个Lvdt直线位移传感器分别通过对应的Lvdt连接杆与衔铁连接，Lvdt直线位移传感器用于检测阀芯的位移，与两个线圈形成双闭环控制；
所述衔铁大致呈十字交叉状，衔铁上安装有二维活塞，二维活塞从左到右依次设有第一活塞台肩、第二活塞台肩、第三活塞台肩、第四活塞台肩、第五活塞台肩，其中，第一活塞台肩、第二活塞台肩构成二维活塞的杆部，第三活塞台肩、第四活塞台肩、第五活塞台肩构成二维活塞的头部；所述二维活塞的头部可转动并可轴向滑动地设置在二维活塞壳内，二维活塞的杆部穿过衔铁的中心孔并与之固定连接，衔铁的前后两侧设有线圈骨架，线圈骨架的左右两端分别与连接板、压板相连；衔铁的上下两侧分别设有极靴，两个极靴之间设有永磁体；衔铁驱动二维活塞绕二维活塞轴线旋转的同时沿二维活塞轴线方向平动；
所述二维活塞的第三活塞台肩与第四活塞台肩之间形成活塞环割槽；第一活塞台肩与衔铁通过销钉定位；第二活塞台肩上轴向对称分布有两个低压孔，二维活塞头部的中心开有二维活塞头中心孔，低压孔与二维活塞头中心孔沟通，低压孔的左侧设有密封圈压块和同心环；第三活塞台肩上周向交替分布有四个高压槽和低压槽，两个对称分布的低压槽与二维活塞中心孔连通，两个对称分布的高压槽通过斜孔与活塞环割槽连通；第四活塞台肩将高压油与低压油隔开；推力轴承、压套抵接在第四活塞台肩的右端；推力轴承通过压套套装在第五活塞台肩外侧，压套的右端与阀芯左端抵接；同心环右侧、第三活塞台肩左侧和二维活塞壳形成敏感腔；阀套、阀芯和二维活塞壳配合构成第一低压腔；第五活塞台肩上设有低压油孔，低压油孔将低压油引入第一低压腔，
所述二维活塞壳上从左至右依次设有第一活塞壳台肩、第二活塞壳台肩、第三活塞壳台肩，第二活塞壳台肩上轴向对称分布有两个敏感槽，第二活塞壳台肩和第三活塞壳台肩之间形成环状的高压槽；第一活塞壳台肩的左端与连接板相接、右端与阀套定位；二维活塞的杆部穿过连接板上的阶梯孔；高压槽的槽底轴向对称分布有两个高压油孔，两个高压油孔与两个敏感槽的相位相同；第三活塞壳台肩将高压油与低压油隔开；敏感槽与敏感腔连通；
所述阀套上从左至右依次设有阀套台肩Ⅰ、阀套台肩Ⅱ、阀套台肩Ⅲ、阀套台肩Ⅳ、阀套台肩Ⅴ、阀套台肩Ⅵ、阀套台肩Ⅶ，阀套台肩Ⅰ与连接板的右侧中心孔配合，阀套台肩Ⅲ、阀套台肩Ⅳ、阀套台肩Ⅴ、阀套台肩Ⅵ上均设有用于安放密封圈的环割槽，阀套台肩Ⅲ与阀套台肩Ⅳ之间设有工作油槽，工作油槽上设有A口；阀套台肩Ⅳ与阀套台肩Ⅴ之间设有进油槽，进油槽上设有P口；阀套台肩Ⅴ与阀套台肩Ⅵ之间设有工作油槽，阀套台肩Ⅵ与阀套台肩Ⅶ之间设有出油槽；阀套台肩Ⅶ内壁开有环形槽，环形槽与活塞套之间形成高压腔；
所述阀套设有沿轴向延伸的第一引流道、第二引流道、第三引流道，第一引流道连通进油槽与高压腔，高压油经过第一引流道、活塞套表面孔进入高压弹簧腔；第二引流道右端连通进油槽，第二引流道左侧通过斜孔连通二维活塞壳高压槽；高压油经过第二引流道、二维活塞壳高压槽、二维活塞环割槽进入二维活塞高压槽，二维活塞高压槽为敏感腔提供高压感受压力；第三引流道右端与工作油槽相通；阀套台肩Ⅰ左端面上设有第一孔、第二孔，第一孔与第二引流道左端接通；第二孔与第三引流道左端接通，第一孔、第二孔用无头螺钉堵住；阀套台肩Ⅱ左侧面均匀分布四个螺纹孔与连接板通过螺钉连接，同时阀套台肩Ⅱ左侧面设有四个压力传感器孔分别用于放置检测进油槽力、出油槽压力、工作油槽压力和工作油槽压力的四个压力传感器；四个压力传感器孔分别通过一个斜长孔与第二引油道、第二低压腔、第三引油道、工作油槽相通；阀套台肩Ⅶ右端设有第四孔与第一引流道右端相通，第四孔用无头螺钉堵住；
所述阀芯上从左至右依次设有阀芯台肩Ⅰ、阀芯台肩Ⅱ、阀芯台肩Ⅲ、阀芯台肩Ⅳ；阀芯中心开有阀芯中心孔，所述阀芯中心孔与阀芯台肩Ⅰ左侧相通，且未与阀芯台肩Ⅳ右侧接通；阀芯台肩Ⅰ与阀芯台肩Ⅱ之间设有第一环割槽，阀套和第一环割槽配合构成低压腔，第一环割槽沿周向均匀分布有四个第一油孔，将第二低压腔与阀芯中心孔相通；阀芯台肩Ⅱ与阀芯台肩Ⅲ之间设有第二环割槽，阀芯台肩Ⅲ与阀芯台肩Ⅳ之间设有第三环割槽，第三环割槽沿周向均匀分布有四个第二油孔将低压腔与阀芯中心孔相通；阀芯台肩Ⅰ左端与压环配合，阀芯台肩Ⅱ将低压腔与高压腔隔开，阀芯台肩Ⅲ将低压腔与高压腔隔开；阀芯台肩Ⅱ和阀芯台肩Ⅲ将高压油与工作油交替沟通、闭合。
进一步，所述连接板与密封压块之间安装有用于阻止油液进入电-机械转换器的密封圈。
本发明的有益效果是：
(1)采用电-机械转换器直驱二维活塞先导阀作为主阀驱动机构，输入功率小，驱动功率大，易于实现高压工况下正常工作；
(2)相比上一代二维负载敏感阀，采用压力传感器对进油口、工作油口和出油口进行压力差实时反馈，避免了由于感压活塞制造精度产生的误差；
(3)当负载发生变化，压力传感器示数发生变化，通过数字控制器精准控制导阀，推动主阀口开度来实现出口流量不变，既流量与负载无关；
(4)采用具有伺服螺旋机构的二维活塞作为导阀，能实现主阀开口伺服控制，开启特性好，微调性能好。
(6)采用具有伺服螺旋机构的二维活塞作为导阀，驱动力大，输出功率大，易于实现高压大流量。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的剖视图。
图3为力矩马达的结构示意图。
图4为阀套的结构示意图。
图5为阀套的结构示意图。
图6为阀套第二引油道、第三引流道的结构示意图。
图7为二维活塞的结构示意图。
图8为二维活塞壳的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明专利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。
在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“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发明和简化描述，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发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“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发明中的具体含义。
参照附图，一种插装式负载敏感二维多路阀，包括同轴依次连接的电-机械转换器和阀体，将电-机械转换器中心轴线的延伸方向定义为左右方向，在水平面内垂直于中心轴线的方向定义为前后方向；
所述阀体包括阀套19和阀芯18，阀芯18可轴向滑动的安装在阀套19的中心孔内；阀芯18右端安装活塞套21，活塞套21的内部设有可轴向滑动地高压活塞20，高压活塞20的左端伸出活塞套21外与阀芯18右端抵接；活塞套21的右端安装有高压密封头23，高压活塞20、高压密封头23之间设有高压弹簧22，活塞套21、高压活塞20、和高压密封头23配合构成高压弹簧腔G2；
所述电-机械转换器包括外罩1、航插2、压板3、永磁体4、极靴5、Lvdt直线位移传感器6A、6B、Lvdt连接杆7A、7B、衔铁8、线圈骨架9和连接板10；外罩1右端的矩形端面与连接板10左端的矩形端面固定连接，连接板10的左端面上连接有四个对称分布的类梯形柱，类梯形柱沿连接板10的轴线向左伸入外罩1内并与压板3固定连接；每个类梯形柱的外侧表面设置有一个径向的圆通孔，圆通孔内设有调零弹簧和调零螺钉，调零螺钉将调零弹簧压在连接板10梯形柱的圆通孔内；连接板10右端面设有与阀套19的螺纹孔相连接的四个螺纹孔、以及与阀套19的四个压力传感器孔相通的四个斜长孔，四个螺纹孔均匀分在连接板10的四个对角，斜长孔具有阻尼效果；
所述压板3设置在外罩1内的左端，压板3的右端上下对称分布有上圆孔和下圆孔，上圆孔和下圆孔内分别设有上弹簧和下弹簧；上弹簧、下弹簧分别连接一个Lvdt直线位移传感器6A、6B，两个Lvdt直线位移传感器6A、6B分别通过对应的Lvdt连接杆7A、7B与衔铁8连接，Lvdt直线位移传感器6A、6B用于检测阀芯的位移，与两个线圈形成双闭环控制；
所述衔铁8大致呈十字交叉状，衔铁8上安装有二维活塞14，二维活塞14从左到右依次设有第一活塞台肩37、第二活塞台肩38、第三活塞台肩39、第四活塞台肩41、第五活塞台肩42，其中，第一活塞台肩37、第二活塞台肩38构成二维活塞14的杆部，第三活塞台肩39、第四活塞台肩41、第五活塞台肩42构成二维活塞14的头部；所述二维活塞14的头部可转动并可轴向滑动地设置在二维活塞壳13内，二维活塞14的杆部穿过衔铁8的中心孔并与之固定连接，衔铁8的前后两侧设有线圈骨架9，线圈骨架9的左右两端分别与连接板10、压板3相连；衔铁8的上下两侧分别设有极靴5，两个极靴5之间设有永磁体4；衔铁8驱动二维活塞14绕二维活塞14轴线旋转的同时沿二维活塞14轴线方向平动；
所述二维活塞14的第三活塞台肩39与第四活塞台肩41之间形成活塞环割槽40；第一活塞台肩37与衔铁8通过销钉定位；第二活塞台肩38上轴向对称分布有两个低压孔k05，二维活塞14头部的中心开有二维活塞头中心孔，低压孔k05与二维活塞头中心孔沟通，低压孔k05的左侧设有密封圈压块11和同心环12；第三活塞台肩39上周向交替分布有四个高压槽和低压槽，两个对称分布的低压槽43与二维活塞中心孔连通，两个对称分布的高压槽44通过斜孔与活塞环割槽40连通；第四活塞台肩41将高压油与低压油隔开；推力轴承15、压套16抵接在第四活塞台肩41的右端；推力轴承15通过压套16套装在第五活塞台肩42外侧，压套16的右端与阀芯18左端抵接；同心环12右侧、第三活塞台肩39左侧和二维活塞壳13形成敏感腔S；阀套19、阀芯18和二维活塞壳13配合构成第一低压腔D1；第五活塞台肩42上设有低压油孔k06，低压油孔k06将低压油引入第一低压腔D1，
所述二维活塞壳13上从左至右依次设有第一活塞壳台肩45、第二活塞壳台肩46、第三活塞壳台肩49，第二活塞壳台肩46上轴向对称分布有两个敏感槽47，第二活塞壳台肩46和第三活塞壳台肩49之间形成环状的高压槽48；第一活塞壳台肩45的左端与连接板10相接、右端与阀套19定位；二维活塞14的杆部穿过连接板10上的阶梯孔；高压槽48的槽底轴向对称分布有两个高压油孔，两个高压油孔与两个敏感槽47的相位相同；第三活塞壳台肩49将高压油与低压油隔开；敏感槽47与敏感腔S连通；
所述阀套19上从左至右依次设有阀套台肩Ⅰ25、阀套台肩Ⅱ26、阀套台肩Ⅲ27、阀套台肩Ⅳ29、阀套台肩Ⅴ31、阀套台肩Ⅵ33、阀套台肩Ⅶ35，阀套台肩Ⅰ25与连接板10的右侧中心孔配合，阀套台肩Ⅲ27、阀套台肩Ⅳ29、阀套台肩Ⅴ31、阀套台肩Ⅵ33上均设有用于安放密封圈的环割槽，阀套台肩Ⅲ27与阀套台肩Ⅳ29之间设有工作油槽28，工作油槽28上设有A口；阀套台肩Ⅳ29与阀套台肩Ⅴ31之间设有进油槽30，进油槽30上设有P口；阀套台肩Ⅴ31与阀套台肩Ⅵ33之间设有工作油槽32，阀套台肩Ⅵ33与阀套台肩Ⅶ35之间设有出油槽34；阀套台肩Ⅶ35内壁开有环形槽，环形槽与活塞套21之间形成高压腔G1；
所述阀套19设有沿轴向延伸的第一引流道Y1、第二引流道Y2、第三引流道Y3，第一引流道Y1连通进油槽30与高压腔G1，高压油经过第一引流道Y1、活塞套21表面孔进入高压弹簧腔G2；第二引流道Y2右端连通进油槽30，第二引流道Y2左侧通过斜孔k04连通二维活塞壳高压槽48；高压油经过第二引流道Y2、二维活塞壳高压槽48、二维活塞环割槽40进入二维活塞高压槽44，二维活塞高压槽44为敏感腔S提供高压感受压力；第三引流道Y3右端与工作油槽32相通；阀套台肩Ⅰ25左端面上设有第一孔k02、第二孔k03，第一孔k02与第二引流道Y2左端接通；第二孔k03与第三引流道Y3左端接通，第一孔k02、第二孔k03用无头螺钉堵住；阀套台肩Ⅱ26左侧面均匀分布四个螺纹孔与连接板10通过螺钉连接，同时阀套台肩Ⅱ26左侧面设有四个压力传感器孔kp、kt、ka、kb分别用于放置检测进油槽30压力、出油槽34压力、工作油槽32压力和工作油槽28压力的四个压力传感器；四个压力传感器孔kp、kt、ka、kb分别通过一个斜长孔与第二引油道Y2、第二低压腔D2、第三引油道Y3、工作油槽28相通；阀套台肩Ⅶ35右端设有第四孔k01与第一引流道Y1右端相通，第四孔k01用无头螺钉堵住；
所述阀芯18上从左至右依次设有阀芯台肩Ⅰ36、阀芯台肩Ⅱ38、阀芯台肩Ⅲ40、阀芯台肩Ⅳ42；阀芯18中心开有阀芯中心孔，所述阀芯中心孔与阀芯台肩Ⅰ36左侧相通，且未与阀芯台肩Ⅳ42右侧接通；阀芯台肩Ⅰ36与阀芯台肩Ⅱ38之间设有第一环割槽37，阀套19和第一环割槽37配合构成低压腔D2，第一环割槽37沿周向均匀分布有四个第一油孔，将第二低压腔D2与阀芯中心孔相通；阀芯台肩Ⅱ38与阀芯台肩Ⅲ40之间设有第二环割槽39，阀芯台肩Ⅲ40与阀芯台肩Ⅳ42之间设有第三环割槽41，第三环割槽41沿周向均匀分布有四个第二油孔将低压腔D3与阀芯中心孔相通；阀芯台肩Ⅰ36左端与压环17配合，阀芯台肩Ⅱ38将低压腔D2与高压腔G3隔开，阀芯台肩Ⅲ40将低压腔D3与高压腔G3隔开；阀芯台肩Ⅱ38和阀芯台肩Ⅲ40将高压油与工作油交替沟通、闭合。
具体的工作原理如下：
当电信号未接入时，设为初始位置，线圈未通电。衔铁8在调零弹簧预紧力的作用下处于零位，无力矩输出，高压油经过第一引流道Y1、高压腔G1到达高压弹簧腔G2；高压油经过第二引流道Y2、二维活塞壳高压槽48、二维活塞环割槽40、二维活塞高压槽44、二维活塞壳敏感槽47到达敏感腔S。油液由敏感腔S经过二维活塞低压槽43、二维活塞中心孔、低压腔D1到达阀套出油槽34。高压活塞20与高压油接触面积为二维活塞14与敏感腔S接触面积一半，敏感腔S的压力是高压油压力的一半，此时二维活塞壳敏感槽47与高低压槽相交的面积相等，阀芯48处于零位，阀芯台肩Ⅱ38将进油槽30与工作油槽28隔开，阀芯台肩Ⅲ40将进油槽30与工作油槽32隔开。
当正向电信号接入时，线圈正向通电，产生控制磁场，衔铁8受切向力对衔铁产生力矩，衔铁8在该力矩作用下顺时针旋转一定角度后，Lvdt(6A、6B)将衔铁转动产生的位移信号传到数字控制器。衔铁带动二维活塞14转动，二维活塞壳敏感槽47与二维活塞高压槽44接触面积变大，二维活塞壳敏感槽47与二维活塞低压槽43接触面积变小，敏感腔S压力变大，油压作用在二维活塞第三台肩39左端，二维活塞14的转动引起其直动，输出轴向位移，使阀芯18右移，阀芯台肩Ⅱ38右移导致阀套工作油槽28与低压腔D2相通，阀芯台肩Ⅲ40右移导致阀套工作油槽32与高压腔G3相通。油液分别经过第二引流道(Y2)、第三引油道(Y3)、阀套工作油槽28和低压油腔D2，然后通过四个斜孔进入压力传感器孔(kp、ka、kb、kt)，四个压力传感器将检测出的压力信号传给数字控制器。数字控制器将压力传感器信号与Lvdt信号比较，调整输入的电流，导致衔铁的旋转角度发生改变、阀芯18位移发生变化、阀口开度发生相应变化，从而实现输出流量与输入的信号正相关，与负载变化无关。
当负载变大时，工作油槽32油压变大，压力传感器信号发生变化，数字控制器比较两个信号。增大输入的电流，产生的控制磁场变大，衔铁8受到的切向力变大，二维活塞14转动角度变大，二维活塞壳敏感槽47与二维活塞高压槽44接触面积变大，二维活塞壳敏感槽47与二维活塞低压槽43接触面积变小，敏感腔S压力变大，阀芯18向右的位移变大，阀口开度变大。从而实现输出流量与输入的信号正相关，与负载变化无关。
当负载变小时，工作油槽32油压变小，压力传感器信号发生变化，数字控制器比较两个信号。减少输入的电流，产生的控制磁场变小，衔铁8受到的切向力变小，二维活塞14转动角度变小，二维活塞壳敏感槽47与二维活塞高压槽44接触面积变小，二维活塞壳敏感槽47与二维活塞低压槽43接触面积变大，敏感腔S压力变小，阀芯18向右的位移变小，阀口开度变小。从而实现输出流量与输入的信号正相关，与负载变化无关。
当电信号断开时，线圈断电，控制磁场消失，衔铁8在调零弹簧的作用下回到零位，二维活塞14、阀芯18的动作恢复到初始位置。
当反向电信号接入时，线圈通电，产生控制磁场，衔铁8受切向力对衔铁产生力矩，衔铁8在该力矩作用下逆时针旋转一定角度后，Lvdt(6A、6B)将衔铁转动产生的位移信号传到数字控制器。衔铁带动二维活塞14转动，二维活塞壳敏感槽47与二维活塞高压槽44接触面积变小，二维活塞壳敏感槽47与二维活塞低压槽43接触面积变大，敏感腔S压力变小，油压作用在二维活塞第三台肩39左端，二维活塞14的转动引起其直动，输出轴向位移，使阀芯18左移，阀芯台肩Ⅱ38左移导致阀套工作油槽28与高压腔G3相通，阀芯台肩Ⅲ40左移导致阀套工作油槽32与低压腔D3相通。油液分别经过第二引流道(Y2)、第三引油道(Y3)、阀套工作油槽28和低压油腔D2，然后通过四个斜孔进入压力传感器孔(kp、ka、kb、kt)，四个压力传感器将检测出的压力信号传给数字控制器。数字控制器将压力传感器信号与Lvdt信号比较，调整输入的电流，导致衔铁的旋转角度发生改变、阀芯18位移发生变化、阀口开度发生相应变化，从而实现输出流量与输入的信号正相关，与负载变化无关。
当负载变大时，工作油槽28油压变大，压力传感器信号发生变化，数字控制器比较两个信号。减小输入的电流，产生的控制磁场变小，衔铁8受到的切向力变小，二维活塞14转动角度变小，二维活塞壳敏感槽47与二维活塞高压槽44接触面积变小，二维活塞壳敏感槽47与二维活塞低压槽43接触面积变大，敏感腔S压力变小，阀芯18向左的位移变大，阀口开度变大。从而实现输出流量与输入的信号正相关，与负载变化无关。
当负载变小时，工作油槽28油压变小，压力传感器信号发生变化，数字控制器比较两个信号。增大输入的电流，产生的控制磁场变大，衔铁8受到的切向力变大，二维活塞14转动角度变大，二维活塞壳敏感槽47与二维活塞高压槽44接触面积变大，二维活塞壳敏感槽47与二维活塞低压槽43接触面积变小，敏感腔S压力变大，阀芯18向左的位移变小，阀口开度变小。从而实现输出流量与输入的信号正相关，与负载变化无关。
当电信号断开时，线圈断电，控制磁场消失，衔铁8在调零弹簧的作用下回到零位，二维活塞14、阀芯18的动作恢复到初始位置。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (2)

1.一种插装式负载敏感二维多路阀，其特征在于：包括同轴依次连接的电-机械转换器和阀体，将电-机械转换器中心轴线的延伸方向定义为左右方向，在水平面内垂直于中心轴线的方向定义为前后方向；
所述阀体包括阀套(19)和阀芯(18)，阀芯(18)可轴向滑动的安装在阀套(19)的中心孔内；阀芯(18)右端安装活塞套(21)，活塞套(21)的内部设有可轴向滑动地高压活塞(20)，高压活塞(20)的左端伸出活塞套(21)外与阀芯(18)右端抵接；活塞套(21)的右端安装有高压密封头(23)，高压活塞(20)、高压密封头(23)之间设有高压弹簧(22)，活塞套(21)、高压活塞(20)、和高压密封头(23)配合构成高压弹簧腔(G2)；
所述电-机械转换器包括外罩(1)、航插(2)、压板(3)、永磁体(4)、极靴(5)、Lvdt直线位移传感器(6A、6B)、Lvdt连接杆(7A、7B)、衔铁(8)、线圈骨架(9)和连接板(10)；外罩(1)右端的矩形端面与连接板(10)左端的矩形端面固定连接，连接板(10)的左端面上连接有四个对称分布的类梯形柱，类梯形柱沿连接板(10)的轴线向左伸入外罩(1)内并与压板(3)固定连接；每个类梯形柱的外侧表面设置有一个径向的圆通孔，圆通孔内设有调零弹簧和调零螺钉，调零螺钉将调零弹簧压在连接板(10)梯形柱的圆通孔内；连接板(10)右端面设有与阀套(19)的螺纹孔相连接的四个螺纹孔、以及与阀套(19)的四个压力传感器孔相通的四个斜长孔，四个螺纹孔均匀分在连接板(10)的四个对角，斜长孔具有阻尼效果；
所述压板(3)设置在外罩(1)内的左端，压板(3)的右端上下对称分布有上圆孔和下圆孔，上圆孔和下圆孔内分别设有上弹簧和下弹簧；上弹簧、下弹簧分别连接一个Lvdt直线位移传感器(6A、6B)，两个Lvdt直线位移传感器(6A、6B)分别通过对应的Lvdt连接杆(7A、7B)与衔铁(8)连接，Lvdt直线位移传感器(6A、6B)用于检测阀芯的位移，与两个线圈形成双闭环控制；
所述衔铁(8)大致呈十字交叉状，衔铁(8)上安装有二维活塞(14)，二维活塞(14)从左到右依次设有第一活塞台肩(37)、第二活塞台肩(38)、第三活塞台肩(39)、第四活塞台肩(41)、第五活塞台肩(42)，其中，第一活塞台肩(37)、第二活塞台肩(38)构成二维活塞(14)的杆部，第三活塞台肩(39)、第四活塞台肩(41)、第五活塞台肩(42)构成二维活塞(14)的头部；所述二维活塞(14)的头部可转动并可轴向滑动地设置在二维活塞壳(13)内，二维活塞(14)的杆部穿过衔铁(8)的中心孔并与之固定连接，衔铁(8)的前后两侧设有线圈骨架(9)，线圈骨架(9)的左右两端分别与连接板(10)、压板(3)相连；衔铁(8)的上下两侧分别设有极靴(5)，两个极靴(5)之间设有永磁体(4)；衔铁(8)驱动二维活塞(14)绕二维活塞(14)轴线旋转的同时沿二维活塞(14)轴线方向平动；
所述二维活塞(14)的第三活塞台肩(39)与第四活塞台肩(41)之间形成活塞环割槽(40)；第一活塞台肩(37)与衔铁(8)通过销钉定位；第二活塞台肩(38)上轴向对称分布有两个低压孔(k05)，二维活塞(14)头部的中心开有二维活塞头中心孔，低压孔(k05)与二维活塞头中心孔沟通，低压孔(k05)的左侧设有密封圈压块(11)和同心环(12)；第三活塞台肩(39)上周向交替分布有四个高压槽和低压槽，两个对称分布的低压槽(43)与二维活塞中心孔连通，两个对称分布的高压槽(44)通过斜孔与活塞环割槽(40)连通；第四活塞台肩(41)将高压油与低压油隔开；推力轴承(15)、压套(16)抵接在第四活塞台肩(41)的右端；推力轴承(15)通过压套(16)套装在第五活塞台肩(42)外侧，压套(16)的右端与阀芯(18)左端抵接；同心环(12)右侧、第三活塞台肩(39)左侧和二维活塞壳(13)形成敏感腔(S)；阀套(19)、阀芯(18)和二维活塞壳(13)配合构成第一低压腔(D1)；第五活塞台肩(42)上设有低压油孔(k06)，低压油孔(k06)将低压油引入第一低压腔(D1)，
所述二维活塞壳(13)上从左至右依次设有第一活塞壳台肩(45)、第二活塞壳台肩(46)、第三活塞壳台肩(49)，第二活塞壳台肩(46)上轴向对称分布有两个敏感槽(47)，第二活塞壳台肩(46)和第三活塞壳台肩(49)之间形成环状的高压槽(48)；第一活塞壳台肩(45)的左端与连接板(10)相接、右端与阀套(19)定位；二维活塞(14)的杆部穿过连接板(10)上的阶梯孔；高压槽(48)的槽底轴向对称分布有两个高压油孔，两个高压油孔与两个敏感槽(47)的相位相同；第三活塞壳台肩(49)将高压油与低压油隔开；敏感槽(47)与敏感腔(S)连通；
所述阀套(19)上从左至右依次设有阀套台肩Ⅰ(25)、阀套台肩Ⅱ(26)、阀套台肩Ⅲ(27)、阀套台肩Ⅳ(29)、阀套台肩Ⅴ(31)、阀套台肩Ⅵ(33)、阀套台肩Ⅶ(35)，阀套台肩Ⅰ(25)与连接板(10)的右侧中心孔配合，阀套台肩Ⅲ(27)、阀套台肩Ⅳ(29)、阀套台肩Ⅴ(31)、阀套台肩Ⅵ(33)上均设有用于安放密封圈的环割槽，阀套台肩Ⅲ(27)与阀套台肩Ⅳ(29)之间设有工作油槽(28)，工作油槽(28)上设有A口；阀套台肩Ⅳ(29)与阀套台肩Ⅴ(31)之间设有进油槽(30)，进油槽(30)上设有P口；阀套台肩Ⅴ(31)与阀套台肩Ⅵ(33)之间设有工作油槽(32)，阀套台肩Ⅵ(33)与阀套台肩Ⅶ(35)之间设有出油槽(34)；阀套台肩Ⅶ(35)内壁开有环形槽，环形槽与活塞套(21)之间形成第一高压腔(G1)；
所述阀套(19)设有沿轴向延伸的第一引流道(Y1)、第二引流道(Y2)、第三引流道(Y3)，第一引流道(Y1)连通进油槽(30)与第一高压腔(G1)，高压油经过第一引流道(Y1)、活塞套(21)表面孔进入高压弹簧腔(G2)；第二引流道(Y2)右端连通进油槽(30)，第二引流道(Y2)左侧通过斜孔(k04)连通二维活塞壳高压槽(48)；高压油经过第二引流道(Y2)、二维活塞壳高压槽(48)、二维活塞环割槽(40)进入二维活塞高压槽(44)，二维活塞高压槽(44)为敏感腔(S)提供高压感受压力；第三引流道(Y3)右端与工作油槽(32)相通；阀套台肩Ⅰ(25)左端面上设有第一孔(k02)、第二孔(k03)，第一孔(k02)与第二引流道(Y2)左端接通；第二孔(k03)与第三引流道(Y3)左端接通，第一孔(k02)、第二孔(k03)用无头螺钉堵住；阀套台肩Ⅱ(26)左侧面均匀分布四个螺纹孔与连接板(10)通过螺钉连接，同时阀套台肩Ⅱ(26)左侧面设有四个压力传感器孔(kp、kt、ka、kb)分别用于放置检测进油槽(30)压力、出油槽(34)压力、工作油槽(32)压力和工作油槽(28)压力的四个压力传感器；四个压力传感器孔(kp、kt、ka、kb)分别通过一个斜长孔与第二引油道(Y2)、第二低压腔(D2)、第三引油道(Y3)、工作油槽(28)相通；阀套台肩Ⅶ(35)右端设有第四孔(k01)与第一引流道(Y1)右端相通，第四孔(k01)用无头螺钉堵住；
所述阀芯(18)上从左至右依次设有阀芯台肩Ⅰ(36)、阀芯台肩Ⅱ(38)、阀芯台肩Ⅲ(40)、阀芯台肩Ⅳ(42)；阀芯(18)中心开有阀芯中心孔，所述阀芯中心孔与阀芯台肩Ⅰ(36)左侧相通，且未与阀芯台肩Ⅳ(42)右侧接通；阀芯台肩Ⅰ(36)与阀芯台肩Ⅱ(38)之间设有第一环割槽(37)，阀套(19)和第一环割槽(37)配合构成第二低压腔(D2)，第一环割槽(37)沿周向均匀分布有四个第一油孔，将第二低压腔(D2)与阀芯中心孔相通；阀芯台肩Ⅱ(38)与阀芯台肩Ⅲ(40)之间设有第二环割槽(39)，阀芯台肩Ⅲ(40)与阀芯台肩Ⅳ(42)之间设有第三环割槽(41)，第三环割槽(41)沿周向均匀分布有四个第二油孔将第三低压腔(D3)与阀芯中心孔相通；阀芯台肩Ⅰ(36)左端与压环(17)配合，阀芯台肩Ⅱ(38)将第二低压腔(D2)与第三高压腔(G3)隔开，阀芯台肩Ⅲ(40)将第三低压腔(D3)与第三高压腔(G3)隔开；阀芯台肩Ⅱ(38)和阀芯台肩Ⅲ(40)将高压油与工作油交替沟通、闭合。
2.如权利要求1所述的一种插装式负载敏感二维多路阀，其特征在于：所述连接板(10)与密封压块(11)之间安装有用于阻止油液进入力矩马达的密封圈。
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