CN211598919U - 一种变量马达自反馈控制器及液压系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及液压系统技术领域，具体公开了一种变量马达自反馈控制器及液压系统，该变量马达自反馈控制器包括伺服油缸、换向阀和反馈弹簧，伺服油缸能够通过导杆驱动变量马达的斜盘摆动；换向阀的阀芯上设有可连通供油组件和伺服油缸的油路，阀芯两端分别设有先导腔和调定弹簧，进入先导腔的先导介质和调定弹簧共同作用于阀芯，以驱动阀芯沿第一方向运动并打开油路，此时供油组件提供的液压油通过油路进入伺服油缸，以调节变量马达的排量，同时通过反馈弹簧作用于阀芯以驱动阀芯沿与第一方向相反的方向运动，并最终关闭油路，可形成闭环控制，伺服油缸内液压油被封闭在里面，能保证伺服油缸、导杆以及斜盘位置精确，进而变量马达的输出精确。

Description

一种变量马达自反馈控制器及液压系统

技术领域

本实用新型涉及液压系统技术领域，尤其涉及一种变量马达自反馈控制器及液压系统。

背景技术

相关技术中的变量马达控制器，通常包括用于控制变量马达的斜盘摆动的伺服油缸，以及与伺服油缸连接的换向阀，有的伺服油缸的两侧均为有杆腔，分别定为第一腔和第二腔，换向阀的进油口通过泵供给液压油，两个工作油口分别连接第一腔和第二腔，换向阀的阀芯两端分别设有调定弹簧和信号油腔，信号油腔用于充入信号油，通过信号油压力和调定弹簧比较，以驱动阀芯移动，进而控制换向阀工作油口开度的变化。

相关技术中的变量马达控制器，换向阀的开度受限于信号油压和调定弹簧，换向阀在信号油压一定的情况下将保持常开，而这无法精确地控制变量马达的输出。

另外，相关技术中的变量马达控制器的伺服油缸，活塞的两端均采用有杆腔，当变量马达在低排量工况下工作时，变量马达的输入端和输出端压差较小，容易导致变量马达抖动。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提供一种变量马达自反馈控制器及液压系统，以解决相关技术中换向阀在信号油压一定的情况时将保持常开，而这无法精确地控制变量马达的输出的问题。

一方面，本实用新型提供一种变量马达自反馈控制器，该变量马达自反馈控制器包括：

伺服油缸，能够通过导杆驱动变量马达的斜盘摆动；

换向阀，所述换向阀包括阀壳、活动位于所述阀壳内的阀芯、抵接于所述阀芯的一端的调定弹簧，以及设置于所述阀芯另一端的先导腔，所述阀芯上设有能够连通供油组件和所述伺服油缸的油路，所述先导腔用于通入先导介质，所述先导介质和所述调定弹簧共同作用于所述阀芯，以驱动所述阀芯沿第一方向运动并打开所述油路；

反馈弹簧，分别与所述导杆和所述阀芯抵接，且所述反馈弹簧与所述调定弹簧位于所述阀芯的同一侧，所述反馈弹簧能够驱动所述阀芯沿与所述第一方向相反的方向运动以关闭所述油路。

作为变量马达自反馈控制器的优选技术方案，所述变量马达自反馈控制器还包括压力选择阀，所述压力选择阀包括两个进油口和一个出油口，两个所述进油口分别与所述变量马达的两端连接，所述出油口连接所述先导腔，两个所述进油口中液压油压力较高的一个能够与所述出油口连通。

作为变量马达自反馈控制器的优选技术方案，所述压力选择阀为两位三通电磁阀，所述压力选择阀具有左位和右位，当所述压力选择阀位于所述左位时，所述出油口仅和其中一个所述进油口连通，当所述压力选择阀位于所述右位时，所述出油口仅和其中另一个所述进油口连通。

作为变量马达自反馈控制器的优选技术方案，所述变量马达的两端和两个所述进油口之间均设有过滤器。

作为变量马达自反馈控制器的优选技术方案，所述供油组件与所述变量马达的两端连接，且所述供油组件能够将所述变量马达的两端中液压油的压力较高的一端连通至所述换向阀。

作为变量马达自反馈控制器的优选技术方案，所述供油组件包括两个单向阀，两个所述单向阀的第一端分别与所述变量马达的两端连接，两个所述单向阀的第二端均与连接管路连接，所述连接管路连接所述换向阀，两个所述单向阀均仅允许液压油由所述变量马达输送至所述连接管路。

作为变量马达自反馈控制器的优选技术方案，所述供油组件还包括设置于所述连接管路上的减压阀。

作为变量马达自反馈控制器的优选技术方案，所述伺服油缸包括缸体和滑动设置于所述缸体内的活塞，所述活塞将所述缸体分隔为有杆腔和无杆腔，所述有杆腔和所述无杆腔均与所述换向阀连接，所述导杆穿滑动穿设于所述缸体，所述导杆的一端位于所述有杆腔并与所述活塞连接。

作为变量马达自反馈控制器的优选技术方案，所述换向阀为两位四通阀，所述阀壳上设有输入油口、泄油口、第一输出油口和第二输出油口，所述输入油口连接所述供油组件，所述泄油口连接油底壳，所述第一输出油口连接所述无杆腔，所述第二输出油口连接所述有杆腔；

所述换向阀具有第一位和第二位，当所述换向阀位于所述第一位时，所述阀芯连通所述输入油口和所述第二输出油口，且所述阀芯连通所述泄油口和所述第一输出油口，当所述换向阀位于所述第二位时，所述阀芯连通所述输入油口和所述第一输出油口，且所述阀芯连通所述泄油口和所述第二输出油口。

另一方面，本实用新型提供一种液压系统，包括上述任一方案中的变量马达自反馈控制器。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供一种变量马达自反馈控制器及液压系统，该变量马达自反馈控制器包括伺服油缸、换向阀和反馈弹簧，伺服油缸能够通过导杆驱动变量马达的斜盘摆动；换向阀的阀芯上设有能够连通供油组件和伺服油缸的油路，阀芯两端分别设有先导腔和调定弹簧，进入先导腔的先导介质和调定弹簧共同作用于阀芯，以驱动阀芯沿第一方向运动并打开油路，此时供油组件提供的液压油通过油路进入到伺服油缸，以对变量马达的排量进行调节，同时通过反馈弹簧作用于阀芯以驱动阀芯沿与第一方向相反的方向运动，并最终关闭油路，此时形成闭环控制，伺服油缸内液压油被封闭在里面，能够保证伺服油缸、导杆以及斜盘的位置的精确，进而够保证变量马达的输出精确。

附图说明

图1为本实用新型实施例中变量马达自反馈控制器的结构示意图。

图中：

1、伺服油缸；11、缸体；12、活塞；13、有杆腔；14、无杆腔；

2、换向阀；21、调定弹簧；22、先导腔；23、输入油口；24、泄油口；25、第一输出油口；26、第二输出油口；

3、反馈弹簧；

4、导杆；

5、变量马达；

6、压力选择阀；

7、过滤器；

8、单向阀；

9、减压阀。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置，而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，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实用新型中的具体含义。

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1所示，本实施例提供一种变量马达自反馈控制器，该变量马达自反馈控制器包括伺服油缸1、换向阀2和反馈弹簧3，其中，伺服油缸1能够通过导杆4驱动变量马达5的斜盘摆动，进而可调节变量马达5的排量。

换向阀2包括阀壳、活动位于阀壳内的阀芯、抵接于阀芯的一端的调定弹簧21，以及设置于阀芯另一端的先导腔22。具体地，阀壳内设有阀腔，阀芯滑动位于阀腔内，阀芯上设有能够连通供油组件和伺服油缸1的油路，阀芯包括位于其长度方向上的第一端和第二端，调定弹簧21的两端分别抵接于阀芯的第一端以及阀壳的内壁，调定弹簧21为压簧，其给阀芯施加一个驱动阀芯沿第一端至第二端运动的力。先导腔22位于阀芯的第二端，先导腔22用于通入先导介质，先导介质可以为液压油或压缩空气，先导介质作用阀芯的第二端给阀芯施加一个沿第二端至第一端方向的力，在先导介质和调定弹簧21的合力作用下，能够驱动阀芯沿第一方向运动并使阀芯并使油路打开，从而供油组件提供的液压油能够进入到伺服油缸1，进而驱动伺服油缸1的活塞12移动，使伺服油缸1驱动斜盘摆动。可以理解的是，第一方向可以为第一端至第二端的方向，也可以为第二端至第一端的方向。

反馈弹簧3分别与导杆4和阀芯抵接，且反馈弹簧3与调定弹簧21位于阀芯的同一侧，反馈弹簧3能够驱动阀芯沿与第一方向相反的方向运动以关闭油路。

该变量马达自反馈控制器，当先导介质进入到先导腔22后，在先导介质和调定弹簧21的共同作用下，使阀芯移动并使油路打开，此时油路的开度保持不变，当供油组件提供的液压油通过油路进入到伺服油缸1后，伺服油缸1通过驱动导杆4移动进而驱动斜盘摆动，以对变量马达5的排量进行调节，同时导杆4通过反馈弹簧3给阀芯施加作用力，以驱动阀芯沿与第一方向相反的方向运动，此时油路的开度将逐渐变小，并最终处于开度为0的位置，此时油路被关闭，形成闭环控制，伺服油缸1内液压油被封闭在里面，能够保证伺服油缸1、导杆4以及斜盘的位置精确，进而够保证变量马达5的输出精确。

可选地，变量马达自反馈控制器还包括压力选择阀6，压力选择阀6包括两个进油口和一个出油口，两个进油口分别与变量马达5的两端连接，出油口连接先导腔22，两个进油口中液压油压力较高的一个能够与出油口连通。如此设置，可以将变量马达5输出端输出的液压油作为先导介质输送至先导腔22，可对变量马达5的排量进行反馈控制。可以理解的是，此时进入到先导腔22内的液压油的油压随着泵的排量变化将会逐渐变化，例如，当变量缸驱动斜盘摆角增大时，变量马达5的排量将逐渐增大，此时进入先导腔22内的液压油的油压将逐渐增大，从而阀芯第二端的受力也逐渐增大，但是于此同时，随着导杆4的移动，反馈弹簧3施加于阀芯第一端的作用力也逐渐增大，并且反馈弹簧3施加于阀芯的作用力升高的较快，从而可以最终将油路的开度调整为0，并且如此设置，还可增大变量马达5排量的可调节范围。在其他的实施例中，先导腔22也可通过补油泵或者空气压缩机提供先导介质，并且此时能够提供压力稳定的先导介质，此时，当反馈弹簧3和调定弹簧21作用于阀芯第一端的合力能够等于先导介质作用于阀芯第二端的作用力时，油路的开度将调整为0，此时，变量马达5的排量将保持准确。

本实施例中，压力选择阀6为两位三通电磁阀，压力选择阀6具有左位和右位，控制器通过控制两位三通电磁阀的电磁控制端得电或失电，可使两位三通电磁阀在左位和右位之间进行切换。当压力选择阀6位于左位时，出油口仅和其中一个进油口连通，当压力选择阀6位于右位时，出油口仅和其中另一个进油口连通。优选地，变量马达5的两端和两个进油口之间均设有过滤器7。可以理解的是，两位三通电磁阀的左位或右位的控制，可通过控制器实现，具体地，可在两个进油口处均设置压力传感器，控制器通过两个压力传感器获取两个进油口处的油压，并判断出液压油的压力较大的一个进油口，然后控制器控制电磁控制端得电或失电，以使该进油口连通出油口。

可选地，供油组件与变量马达5的两端连接，且供油组件能够将变量马达5的两端中液压油的压力较高的一端连通至换向阀2。具体地，供油组件包括两个单向阀8，两个单向阀8的第一端分别与变量马达5的两端连接，两个单向阀8的第二端均与连接管路连接，连接管路连接换向阀2，两个单向阀8均仅允许液压油由变量马达5输送至连接管路。在其他的实施例中，两个单向阀8还可以更换为梭阀，梭阀的两个比较油口分别连通变量马达5的两端，梭阀的出油口连通连接管路。可选地，供油组件还包括设置于连接管路上的减压阀9。通过设置减压阀9可以避免进入先导腔22中的液压油压力过高，导致系统损坏。

可选地，伺服油缸1包括缸体11和滑动设置于缸体11内的活塞12，活塞12将缸体11分隔为有杆腔13和无杆腔14，有杆腔13和无杆腔14均与换向阀2连接，导杆4滑动穿设于缸体11，导杆4的一端位于有杆腔13并与活塞12连接。当活塞12移动时，活塞12通过导杆4作用于斜盘，同时还作用于反馈弹簧3。通过使缸体11分隔为有杆腔13和无杆腔14，可以活塞12两端的作用面积不等，进而当变量马达5在排量较小的工况下工作时，仍能够保证活塞12的位置控制精确，进而保证变量马达5的排量精确。

可选地，换向阀2为两位四通阀，阀壳上设有输入油口23、泄油口24、第一工作油口25和第二工作油口26，输入油口23连接供油组件，泄油口24连接油底壳，第一输出油口25连接无杆腔14，第二输出油口26连接有杆腔13。换向阀2具有第一位和第二位，当换向阀2位于第一位时，阀芯的油路连通输入油口23和第二输出油口26，且阀芯的油路连通泄油口24和第一输出油口25，当换向阀2位于第二位时，阀芯的油路连通输入油口23和第一输出油口25，且阀芯的油路连通泄油口24和第二输出油口26。本实施例中，阀芯对应第一位具有A位置，对应第二位具有B位置，调定弹簧21用于驱动阀芯向A位置移动，先导介质用于驱动阀芯移动向B位置移动。当反馈弹簧3驱动阀芯将油路封闭时，阀芯位于A位置和B位置之间，并且此时阀芯处于临界状态，若阀芯往A位置处移动，阀芯上的油路将连通输入油口23和第二输出油口26，阀芯往B位置移动，阀芯上的油路将连通输入油口23和第一输出油口25。

可选地，反馈弹簧3为压簧，并且当变量马达5排量为零时，反馈弹簧3给阀芯施加的压力为零。此时反馈弹簧3处于自然伸展状态，当换向阀2位于第一位时，反馈弹簧3被压缩，当换向阀2位于第二位时，反馈弹簧3被拉伸。

该变量马达自反馈控制器的控制原理如下：

变量马达5的两端中液压油压力较高的一端，通过压力选择阀6给先导腔22提供液压油，该部分液压油与调定弹簧21的压力进行比较，以驱动阀芯沿第一方向移动至相应的位置并保持油路的开度不变。以阀芯处于A位置且换向阀2位于第一位为例，以变量马达5两端中液压油压力较高的一端通过减压阀9将液压油输送至换向阀2的输入油口23，输入油口23通过阀芯上的油路连通第二输出油口26，进而输出至有杆腔13中，同时，阀芯的油路连通泄油口24和第一输出油口25，从而液压油进入到有杆腔13，并驱动活塞12向无杆腔14侧移动，此时导杆4驱动斜盘的角度增大，同时导杆4压缩反馈弹簧3，以使阀芯最终移动至A位置和B位置之间，将油路封闭，此时有杆腔13、无杆腔14内的液压稳定，活塞12的位置精确，进而导杆4的位置以及斜盘的摆角均能保持精确，保证变量马达的排量精确。

当先导介质进入到先导腔22后，在先导介质和调定弹簧21的共同作用下，使阀芯移动并使油路打开，此时油路的开度保持不变，当供油组件提供的液压油通过油路进入到伺服油缸1后，伺服油缸1通过驱动导杆4移动进而驱动斜盘摆动，以对变量马达5的排量进行调节，同时导杆4通过反馈弹簧3给阀芯施加作用力，以驱动阀芯沿与第一方向相反的方向运动，此时油路的开度将逐渐变小，并最终处于开度为0的位置，此时油路被关闭，形成闭环控制，伺服油缸1内液压油被封闭在里面，能够保证伺服油缸1、导杆4以及斜盘的位置精确，进而够保证变量马达5的输出精确。

本实施例还提供一种液压系统，包括上述方案中的变量马达自反馈控制器。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变量马达自反馈控制器，其特征在于，包括：

伺服油缸(1)，能够通过导杆(4)驱动变量马达(5)的斜盘摆动；

换向阀(2)，所述换向阀(2)包括阀壳、活动位于所述阀壳内的阀芯、抵接于所述阀芯的一端的调定弹簧(21)，以及设置于所述阀芯另一端的先导腔(22)，所述阀芯上设有能够连通供油组件和所述伺服油缸(1)的油路，所述先导腔(22)用于通入先导介质，所述先导介质和所述调定弹簧(21)共同作用于所述阀芯，以驱动所述阀芯沿第一方向运动并打开所述油路；

反馈弹簧(3)，分别与所述导杆(4)和所述阀芯抵接，且所述反馈弹簧(3)与所述调定弹簧(21)位于所述阀芯的同一侧，所述反馈弹簧(3)能够驱动所述阀芯沿与所述第一方向相反的方向运动以关闭所述油路。

2.根据权利要求1所述的变量马达自反馈控制器，其特征在于，所述变量马达自反馈控制器还包括压力选择阀(6)，所述压力选择阀(6)包括两个进油口和一个出油口，两个所述进油口分别与所述变量马达(5)的两端连接，所述出油口连接所述先导腔(22)，两个所述进油口中液压油压力较高的一个能够与所述出油口连通。

3.根据权利要求2所述的变量马达自反馈控制器，其特征在于，所述压力选择阀(6)为两位三通电磁阀，所述压力选择阀(6)具有左位和右位，当所述压力选择阀(6)位于所述左位时，所述出油口仅和其中一个所述进油口连通，当所述压力选择阀(6)位于所述右位时，所述出油口仅和其中另一个所述进油口连通。

4.根据权利要求2所述的变量马达自反馈控制器，其特征在于，所述变量马达(5)的两端和两个所述进油口之间均设有过滤器(7)。

5.根据权利要求1所述的变量马达自反馈控制器，其特征在于，所述供油组件与所述变量马达(5)的两端连接，且所述供油组件能够将所述变量马达(5)的两端中液压油的压力较高的一端连通至所述换向阀(2)。

6.根据权利要求5所述的变量马达自反馈控制器，其特征在于，所述供油组件包括两个单向阀(8)，两个所述单向阀(8)的第一端分别与所述变量马达(5)的两端连接，两个所述单向阀(8)的第二端均与连接管路连接，所述连接管路连接所述换向阀(2)，两个所述单向阀(8)均仅允许液压油由所述变量马达(5)输送至所述连接管路。

7.根据权利要求6所述的变量马达自反馈控制器，其特征在于，所述供油组件还包括设置于所述连接管路上的减压阀(9)。

8.根据权利要求1所述的变量马达自反馈控制器，其特征在于，所述伺服油缸(1)包括缸体(11)和滑动设置于所述缸体(11)内的活塞(12)，所述活塞(12)将所述缸体(11)分隔为有杆腔(13)和无杆腔(14)，所述有杆腔(13)和所述无杆腔(14)均与所述换向阀(2)连接，所述导杆(4)滑动穿设于所述缸体(11)，所述导杆(4)的一端位于所述有杆腔(13)并与所述活塞(12)连接。

9.根据权利要求8所述的变量马达自反馈控制器，其特征在于，所述换向阀(2)为两位四通阀，所述阀壳上设有输入油口(23)、泄油口(24)、第一输出油口(25)和第二输出油口(26)，所述输入油口(23)连接所述供油组件，所述泄油口(24)连接油底壳，所述第一输出油口(25)连接所述无杆腔(14)，所述第二输出油口(26)连接所述有杆腔(13)；

所述换向阀(2)具有第一位和第二位，当所述换向阀(2)位于所述第一位时，所述阀芯连通所述输入油口(23)和所述第二输出油口(26)，且所述阀芯连通所述泄油口(24)和所述第一输出油口(25)，当所述换向阀(2)位于所述第二位时，所述阀芯连通所述输入油口(23)和所述第一输出油口(25)，且所述阀芯连通所述泄油口(24)和所述第二输出油口(26)。

10.一种液压系统，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的变量马达自反馈控制器。

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