本發(fā)明涉及一種動力設(shè)備，特別是一種高精度電比例控制的軸向柱塞泵裝置及控制方法。

背景技術(shù)：

在卷揚(yáng)及回轉(zhuǎn)機(jī)械中，為滿足主機(jī)對主泵輸出流量的準(zhǔn)確控制，尤其是主機(jī)執(zhí)行動作啟動階段時為避免系統(tǒng)壓力和流量沖擊，對主泵斜盤擺角的準(zhǔn)確控制極其重要；要求控制閥能準(zhǔn)確控制主泵的排量，目前，已有的斜軸式比例柱塞泵配流結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生較大流量脈動和壓力脈動，對控制干擾較大且變量機(jī)構(gòu)復(fù)雜龐大，常見斜盤式電液比例泵是使用單缸位移反饋，缸內(nèi)壓力很低，控制精度易受殼體回油壓力干擾，精度較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供一種高精度電比例控制的軸向柱塞泵裝置及控制方法。本發(fā)明不僅能實(shí)現(xiàn)主泵的排量的穩(wěn)定和準(zhǔn)確控制，而且結(jié)構(gòu)簡單，抗干擾性強(qiáng)。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種高精度電比例控制的軸向柱塞泵裝置，其特征在于：包括電比例控制閥和具有吸油口和工作油口的主泵體，主泵體的變量缸小端、變量缸大端與電比例控制閥連接，電比例控制閥上并聯(lián)有壓力切斷閥。

前述的高精度電比例控制的軸向柱塞泵裝置中，所述電比例控制閥還連接有外控壓力油路，外控壓力油路一端經(jīng)單向閥A連接工作油口，另一端設(shè)有帶有單向閥C的外控壓力油口。

前述的高精度電比例控制的軸向柱塞泵裝置中，所述電比例控制閥包括設(shè)置在電控閥體內(nèi)的電控閥芯，電控閥芯一端設(shè)有電磁鐵，中部設(shè)有電控閥芯臺階，另一端設(shè)有反饋彈簧，反饋彈簧依次連接有反饋桿、撥塊、連接片，連接片連接有斜盤。

前述的高精度電比例控制的軸向柱塞泵裝置中，所述反饋彈簧上連接有調(diào)節(jié)彈簧，調(diào)節(jié)彈簧上設(shè)有調(diào)節(jié)螺釘。

前述的高精度電比例控制的軸向柱塞泵裝置中，所述壓力切斷閥包括閥體，閥體內(nèi)設(shè)有壓力切斷閥芯，閥體側(cè)部設(shè)置單向閥B。

根據(jù)前述的高精度電比例控制的軸向柱塞泵裝置的控制方法，其特征在于：采用比例電磁鐵將輸入的信號轉(zhuǎn)化成磁桿的推力，在電控閥芯兩端建立電磁力和斜盤旋轉(zhuǎn)使反饋彈簧產(chǎn)生壓緊力之間形成平衡關(guān)系，按照電流的變化對排量進(jìn)行連續(xù)、成比例的調(diào)節(jié)。

前述的高精度電比例控制的軸向柱塞泵裝置的控制方法中，控制電磁鐵的輸入電流逐漸增加，電控閥芯臺階左側(cè)閥口關(guān)閉，進(jìn)入變量缸大端的壓力油被切斷，同時，電控閥芯臺階右側(cè)開啟，迫使大端壓力下降，斜盤向大擺角方向旋轉(zhuǎn)，斜盤旋轉(zhuǎn)之后，依次通過連接片、撥塊、反饋桿將斜盤的角位移轉(zhuǎn)化成直線位移，反饋彈簧力隨直線位移量的增大而增大，電控閥芯臺階右側(cè)關(guān)閉，直至斜盤兩端變量缸形成新的力平衡狀態(tài)；控制電磁鐵的輸入電流逐漸減小，電控閥芯臺階右側(cè)關(guān)閉，電控閥芯臺階左側(cè)打開，高壓油經(jīng)過電控閥芯臺階左側(cè)進(jìn)入變量缸大端。

前述的高精度電比例控制的軸向柱塞泵裝置的控制方法中，在外控壓力油路與工作油口之間安裝單向閥A及外控油口設(shè)置單向閥C，當(dāng)外控油口的壓力大于或等于工作油口的壓力時，單向閥C打開，單向閥A關(guān)閉，斜盤控制油源為外控油口的壓力油；當(dāng)工作油口的壓力大于外控油口的壓力時單向閥A打開，單向閥C關(guān)閉，此時的斜盤控制油源為工作油口的壓力油，使得控制更加精確。

前述的高精度電比例控制的軸向柱塞泵裝置的控制方法中，通過調(diào)節(jié)螺釘改變反饋彈簧和調(diào)節(jié)彈簧的共同預(yù)緊力，預(yù)緊力越大，起始點(diǎn)越高，預(yù)緊力越小，起始點(diǎn)越低。

前述的高精度電比例控制的軸向柱塞泵裝置的控制方法中，采用壓力切斷閥實(shí)現(xiàn)在電流上升使排量增大時導(dǎo)致系統(tǒng)壓力上升時的自我保護(hù)；采用單向閥B確保壓力切斷閥與電比例控制閥在工作時互不干擾。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明只需要對主泵的輸入電流進(jìn)行編碼控制，就可由程序按主機(jī)的各種工況對主泵進(jìn)行控制，這可實(shí)現(xiàn)主機(jī)準(zhǔn)確的智能化控制，同時設(shè)置壓力切斷閥對系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。

本發(fā)明能在起吊重物或工程機(jī)械上車回轉(zhuǎn)啟動瞬間，在負(fù)載作用下，使主泵提供一較小流量來迫使負(fù)載慢速啟動，避免系統(tǒng)壓力的快速提升，導(dǎo)致主機(jī)結(jié)構(gòu)的震動，使操作者感覺不適和難以控制，本發(fā)明不僅能實(shí)現(xiàn)主泵的排量的穩(wěn)定和準(zhǔn)確控制，而且結(jié)構(gòu)簡單，抗干擾性強(qiáng)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是電比例控制閥的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是壓力切斷閥的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中的標(biāo)記為：1-轉(zhuǎn)子組件，2-柱塞組件，3-電比例控制閥，4-球鉸壓板組件，5-斜盤，6-連接片，7-反饋桿，8-撥塊，9-電磁鐵，10-電控閥芯，101-電控閥芯臺階，11-反饋彈簧，12-調(diào)節(jié)彈簧，13-調(diào)節(jié)螺釘，14-閥體，15-單向閥B，16-壓力切斷閥芯，17-單向閥A，18-單向閥C，19-壓力切斷閥，M-變量缸小端，N-變量缸大端，B-工作油口，S-吸油口，X-外控壓力油口,L、L1-回油口。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但并不作為對本發(fā)明限制的依據(jù)。

實(shí)施例。一種高精度電比例控制的軸向柱塞泵裝置，構(gòu)成如圖1所示，包括電比例控制閥3和具有吸油口S和工作油口B的主泵體，主泵體的變量缸小端M、變量缸大端N與電比例控制閥3連接，電比例控制閥3上并聯(lián)有壓力切斷閥19。

本發(fā)明具體結(jié)構(gòu)可如圖2所示，主泵體可包括轉(zhuǎn)子組件1、柱塞組2和球鉸壓板組件4，電比例控制閥3與主泵體形成一體。

所述電比例控制閥3還連接有外控壓力油路，外控壓力油路一端經(jīng)單向閥A17連接工作油口B，另一端設(shè)有帶有單向閥C18的外控壓力油口X。

構(gòu)成如圖3所示，所述電比例控制閥3包括設(shè)置在電控閥體內(nèi)的電控閥芯10，電控閥芯10一端設(shè)有電磁鐵9，中部設(shè)有電控閥芯臺階101，另一端設(shè)有反饋彈簧11，反饋彈簧11依次連接有反饋桿7、撥塊8、連接片6，連接片6連接有斜盤5。所述反饋彈簧11上連接有調(diào)節(jié)彈簧12，調(diào)節(jié)彈簧12上設(shè)有調(diào)節(jié)螺釘13。

構(gòu)成如圖4所示，所述壓力切斷閥19包括閥體14，閥體14內(nèi)設(shè)有壓力切斷閥芯16，閥體14側(cè)部設(shè)置單向閥B16。

高精度電比例控制的軸向柱塞泵裝置的控制方法，采用比例電磁鐵將輸入的信號轉(zhuǎn)化成磁桿的推力，在電控閥芯兩端建立電磁力和斜盤旋轉(zhuǎn)使反饋彈簧產(chǎn)生壓緊力之間形成平衡關(guān)系，按照電流的變化對排量進(jìn)行連續(xù)、成比例的調(diào)節(jié)。

具體是，控制電磁鐵的輸入電流逐漸增加，電控閥芯臺階左側(cè)閥口關(guān)閉，進(jìn)入變量缸大端的壓力油被切斷，同時，電控閥芯臺階右側(cè)開啟，迫使大端壓力下降，斜盤向大擺角方向旋轉(zhuǎn)，斜盤旋轉(zhuǎn)之后，依次通過連接片、撥塊、反饋桿將斜盤的角位移轉(zhuǎn)化成直線位移，反饋彈簧力隨直線位移量的增大而增大，電控閥芯臺階右側(cè)關(guān)閉，直至斜盤兩端變量缸形成新的力平衡狀態(tài)；控制電磁鐵的輸入電流逐漸減小，電控閥芯臺階右側(cè)關(guān)閉，電控閥芯臺階左側(cè)打開，高壓油經(jīng)過電控閥芯臺階左側(cè)進(jìn)入變量缸大端。在外控壓力油路與工作油口之間安裝單向閥A及外控油口設(shè)置單向閥C，當(dāng)外控油口的壓力大于或等于工作油口的壓力時，單向閥C打開，單向閥A關(guān)閉，斜盤控制油源為外控油口的壓力油；當(dāng)工作油口的壓力大于外控油口的壓力時單向閥A打開，單向閥C關(guān)閉，此時的斜盤控制油源為工作油口的壓力油，使得控制更加精確。通過調(diào)節(jié)螺釘改變反饋彈簧和調(diào)節(jié)彈簧的共同預(yù)緊力，預(yù)緊力越大，起始點(diǎn)越高，預(yù)緊力越小，起始點(diǎn)越低。采用壓力切斷閥實(shí)現(xiàn)在電流上升使排量增大時導(dǎo)致系統(tǒng)壓力上升時的自我保護(hù)。采用單向閥B確保壓力切斷閥與電比例控制閥在工作時互不干擾。

本發(fā)明為了使油泵排量在出口壓力較低時的控制更加精確，需引入外控壓力油，該油源既要控制斜盤擺角，又不能與出口油溝通，因此，在外控壓力油與泵出口油之間安置了單向閥A及外控油口設(shè)置單向閥C，當(dāng)外控壓力油大于或等于出口壓力油時，單向閥C打開，單向閥A關(guān)閉，斜盤控制油源為外控壓力油；當(dāng)出口壓力油大于外控壓力油時單向閥A打開，單向閥C關(guān)閉，此時的斜盤控制油源為泵出口壓力油。

電磁鐵斷電或低于變量起點(diǎn)值時，外控油經(jīng)過電控閥芯臺階左側(cè)進(jìn)入變量缸大端，由于變量缸大端與變量缸小端存在面積差，在壓力油的作用力下，斜盤被推至零擺角，此時泵輸出流量為0。

當(dāng)電磁鐵輸入電流逐漸增加時，電控閥芯臺階左側(cè)閥口關(guān)閉，進(jìn)入變量缸大端的壓力油被切斷，同時，電控閥芯臺階右側(cè)開啟，迫使大端壓力下降，由于變量缸小端受出口壓力油的作用力，會導(dǎo)致斜盤兩端受力不平衡，斜盤向大擺角方向旋轉(zhuǎn)，斜盤旋轉(zhuǎn)之后，通過連接片、撥塊、反饋桿將斜盤的角位移轉(zhuǎn)化成直線位移，反饋彈簧力隨直線位移量的增大而增大，閥芯臺階右側(cè)關(guān)閉，直至斜盤兩端變量缸建立新的力平衡狀態(tài)，當(dāng)電磁鐵的輸入電流逐漸減小時，電控閥芯臺階左右側(cè)閥口開閉進(jìn)行了切換，電控閥芯臺階右側(cè)關(guān)閉，電控閥芯臺階左側(cè)打開，高壓油經(jīng)過電控閥芯臺階左側(cè)進(jìn)入變量缸大端。一個電流值，對應(yīng)一個斜盤擺角，同時也對應(yīng)一個排量，電流的大小，決定了斜盤的擺角的大小，電流的連續(xù)變化，實(shí)現(xiàn)了泵的無級變量。

從零排量到最大排量對應(yīng)的電流區(qū)間，是由反饋彈簧剛度決定的，而彈簧剛度的設(shè)計(jì)則根據(jù)電磁鐵的輸出力與電流特性選擇，彈簧剛度越大，輸出流量從0到滿排量的區(qū)間越長，反之，則越短，要改變電流區(qū)間的起調(diào)點(diǎn)，可以通過調(diào)節(jié)螺釘改變反饋彈簧和調(diào)節(jié)彈簧的共同預(yù)緊力，預(yù)緊力越大，起始點(diǎn)越高，預(yù)緊力越小，起始點(diǎn)越低。

當(dāng)電流上升使排量增大時導(dǎo)致系統(tǒng)壓力上升，需要壓力切斷實(shí)現(xiàn)自我保護(hù)，于是，本發(fā)明并聯(lián)了壓力切斷閥，為了確保壓力切斷閥與電比例控制閥在工作時互不干擾，能各自實(shí)現(xiàn)特定的功能，產(chǎn)品設(shè)計(jì)中安置了單向閥B，壓力切斷閥未開啟時，單向閥B處于關(guān)閉狀態(tài)，此時的壓力切斷閥做回油通道使用；當(dāng)壓力切斷閥開啟后，單向閥B打開，此時，無論電控閥芯受電流作用處于任何位置，斜盤都將在液壓力的作用下推至0擺角，實(shí)現(xiàn)壓力切斷。