CN208858545U - 一种采用比例阀、微型高速数字阀联合控制的电液比例阀控泵 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种采用比例阀、微型高速数字阀联合控制的电液比例阀控泵，该电液比例阀控泵包括主泵、油箱、比例阀、四个微型高速数字阀、变量活塞和位移传感器；本实用新型电液比例阀控泵采用大流量的比例阀与小流量的微型高速数字阀联合控制，在变量过程中利用比例阀的大流量提高变量机构的响应速度，在变量过程的末端利用微型高速数字阀的小流量分辨率来保证变量控制的精度；本实用新型采用比例阀与微型高速数字阀联合控制，避免采用高精度的伺服阀，降低了系统成本；本实用新型采用的微型高速数字阀结构简单，满足高温高压等特殊工况环境，故障率低，采用的普通比例阀对复杂工况具有良好的适应性，提高了系统的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型属于变量泵领域，尤其涉及一种采用比例阀、微型高速数字阀联合控制的电液比例阀控泵。
背景技术
液压泵作为液压系统的动力源，其性能直接影响着液压系统的性能和效率。液压变量泵能在变量控制装置的作用下根据工作需要在一定范围内调整输出特性，如恒流控制、恒压控制、恒功率控制等。采用变量泵系统，具有显著的节能效果，而且新的结构和控制方式发展迅速。
按照变排量机构结构的不同，变量泵又可分为基于机-液变量机构的变量泵、基于机-电-液变量机构的变量泵。采用机-液变量机构的变量泵依据其控制方式在泵体内集成一个或多个控制阀，泵出口液压油通过控制阀后推动变量活塞实现泵的变量，这种变量方式只能实现有限种类的变量特性，而且每种变量特性需要集成一个变量控制阀，造成泵的体积重量增大。采用机-电-液变量机构的变量泵通常采用比例阀或着伺服阀来控制变量机构，其优点在于可以实现泵排量的任意变化，但是采用比例阀的变量泵存在的死区、滞环、动态响应慢，精度低等特性，导致这种变量泵仅能用于性能要求较低的液压系统中；而采用伺服阀的变量泵在制造时要求的精度过高，使用中对于油液的要求较高，导致了泵的使用成本较高，使用环境受限。因此如何设计低成本的泵排量控制方式，使得泵具有控制精度高、响应特性好、适用范围广是需要考虑的关键问题。
发明内容
本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种采用比例阀、微型高速数字阀联合控制的电液比例阀控泵及控制方法，该泵具有控制精度高、响应速度快、成本低等特点。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种采用比例阀、微型高速数字阀联合控制的电液比例阀控泵，包括主泵、油箱、第一微型高速数字阀、第二微型高速数字阀、比例阀、第三微型高速数字阀、第四微型高速数字阀、变量活塞和位移传感器；所述主泵的吸油口与油箱连接，所述主泵的排油口后设置四个分支，分别与外负载、比例阀的进油口、第三微型高速数字阀的进油口、第四微型高速数字阀的进油口连接；所述比例阀的回油口、第一微型高速数字阀的出油口、第二微型高速数字阀的出油口相互连通，并与油箱相连；所述比例阀的A工作油口、第一微型高速数字阀的进油口、第三微型高速数字阀的出油口相互连通，并与变量活塞的左腔连通；所述比例阀的B工作油口、第二微型高速数字阀的进油口、第四微型高速数字阀的出油口相互连通，并与变量活塞的右腔连通；所述变量活塞与主泵的变量机构相连，推动变量机构完成变量；所述位移传感器与变量活塞的活塞杆相连，测量变量活塞的活塞杆的位移。
进一步地，所述比例阀的流量大于所述第一微型高速数字阀、第二微型高速数字阀、第三微型高速数字阀、第四微型高速数字阀的流量；变量活塞高速运行时，采用比例阀控制，精确定位时，采用第一微型高速数字阀、第二微型高速数字阀、第三微型高速数字阀、第四微型高速数字阀微流量调整。
进一步地，所述比例阀的流量选用100L/min，所述第一微型高速数字阀、第二微型高速数字阀、第三微型高速数字阀、第四微型高速数字阀的流量选用1L/min。
本实用新型的有益结果是：
(1)本实用新型电液比例阀控泵控制精度高、响应速度快：电液比例阀控泵采用大流量的比例阀与小流量的微型高速数字阀联合控制，在变量过程中利用比例阀的大流量提高变量机构的响应速度，在变量过程的末端利用微型高速数字阀的小流量分辨率来保证变量控制的精度。
(2)本实用新型电液比例阀控泵成本降低：电液比例阀控泵采用比例阀与微型高速数字阀联合控制，避免采用高精度的伺服阀，降低了系统成本。
(3)本实用新型电液比例阀控泵可靠性高：电液比例阀控泵采用的微型高速数字阀结构简单，满足高温高压等特殊工况环境，故障率低，采用的普通比例阀对复杂工况具有良好的适应性，提高了系统的可靠性。
附图说明
图1是本实用新型采用比例阀、微型高速数字阀联合控制的电液比例阀控泵原理示意图；
图中：1-主泵、2-油箱、3-第一微型高速数字阀、4-第二微型高速数字阀、5-比例阀、6-第三微型高速数字阀、7-第四微型高速数字阀、8-变量活塞、9-位移传感器。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
如图1所示，本实施例提供的一种采用比例阀、微型高速数字阀联合控制的电液比例阀控泵，包括主泵1、油箱2、第一微型高速数字阀3、第二微型高速数字阀4、比例阀5、第三微型高速数字阀6、第四微型高速数字阀7、变量活塞8和位移传感器9；所述主泵1的吸油口与油箱2连接，所述主泵3的排油口后设置四个分支，分别与外负载、比例阀5的进油口、第三微型高速数字阀6的进油口、第四微型高速数字阀7的进油口连接；所述比例阀5的回油口、第一微型高速数字阀3的出油口、第二微型高速数字阀4的出油口相互连通，并与油箱2相连；所述比例阀5的A工作油口、第一微型高速数字阀3的进油口、第三微型高速数字阀6的出油口相互连通，并与变量活塞8的左腔连通；所述比例阀5的B工作油口、第二微型高速数字阀4的进油口、第四微型高速数字阀7的出油口相互连通，并与变量活塞8的右腔连通；所述变量活塞8与主泵1的变量机构相连，推动变量机构完成变量；所述位移传感器9与变量活塞8的活塞杆相连，测量变量活塞8的活塞杆的位移。
进一步地，所述比例阀5为大流量比例阀，流量可选用100L/min，采用连续信号控制。
进一步地，所述第一微型高速数字阀3、第二微型高速数字阀4、第三微型高速数字阀6、第四微型高速数字阀7为小流量微型高速数字阀，流量可选用1L/min，采用脉冲信号控制。
所述所述第一微型高速数字阀3、第二微型高速数字阀4、第三微型高速数字阀6、第四微型高速数字阀7的脉冲流量由PWM信号的频率与占空比决定。变量活塞8高速运行时，采用比例阀5控制，精确定位时，采用第一微型高速数字阀3、第二微型高速数字阀4、第三微型高速数字阀6、第四微型高速数字阀7微流量调整。
本实用新型电液比例阀控泵的工作过程如下：
通过位移传感器9检测变量活塞8的活塞杆实际位置，计算活塞杆目标位置与活塞杆实际位置之间的距离，并与预设的比例阀5的工作状态切换设定值比较；比例阀5的工作状态切换设定值的一种具体的选取示例如下，但不限于此：
取变量活塞8的缸径为100mm，其活塞杆径为45mm，比例阀5单独控制变量活塞8时，变量活塞8的移动速度为266.1mm/s，第二微型高速数字阀4和第三微型高速数字阀6单独控制变量活塞8时，变量活塞8的移动速度为2.66mm/s，此时可取比例阀5的工作状态切换设定值为10mm。
若未达到比例阀5的工作状态切换设定值，通过比例阀5进行位置控制，利用比例阀5的大流量提高变量机构的响应速度；若达到比例阀5的工作状态切换设定值，通过微型高速数字阀进行位置控制，利用微型高速数字阀的小流量分辨率来保证变量控制的精度。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图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他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (3)
1.一种采用比例阀、微型高速数字阀联合控制的电液比例阀控泵，其特征在于，包括主泵(1)、油箱(2)、第一微型高速数字阀(3)、第二微型高速数字阀(4)、比例阀(5)、第三微型高速数字阀(6)、第四微型高速数字阀(7)、变量活塞(8)和位移传感器(9)；所述主泵(1)的吸油口与油箱(2)连接，所述主泵(1)的排油口后设置四个分支，分别与外负载、比例阀(5)的进油口、第三微型高速数字阀(6)的进油口、第四微型高速数字阀(7)的进油口连接；所述比例阀(5)的回油口、第一微型高速数字阀(3)的出油口、第二微型高速数字阀(4)的出油口相互连通，并与油箱(2)相连；所述比例阀(5)的A工作油口、第一微型高速数字阀(3)的进油口、第三微型高速数字阀(6)的出油口相互连通，并与变量活塞(8)的左腔连通；所述比例阀(5)的B工作油口、第二微型高速数字阀(4)的进油口、第四微型高速数字阀(7)的出油口相互连通，并与变量活塞(8)的右腔连通；所述变量活塞(8)与主泵(1)的变量机构相连，推动变量机构完成变量；所述位移传感器(9)与变量活塞(8)的活塞杆相连，测量变量活塞(8)的活塞杆的位移。
2.根据权利要求1所述的一种采用比例阀、微型高速数字阀联合控制的电液比例阀控泵，其特征在于，所述比例阀(5)的流量大于所述第一微型高速数字阀(3)、第二微型高速数字阀(4)、第三微型高速数字阀(6)、第四微型高速数字阀(7)的流量。
3.根据权利要求2所述的一种采用比例阀、微型高速数字阀联合控制的电液比例阀控泵，其特征在于，所述比例阀(5)的流量选用100L/min，所述第一微型高速数字阀(3)、第二微型高速数字阀(4)、第三微型高速数字阀(6)、第四微型高速数字阀(7)的流量选用1L/min。
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Cited By (2)
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