一种高频响大流量伺服阀的制作方法

本发明涉及电液伺服阀技术领域，尤其是一种高频响大流量伺服阀。

背景技术：

流量伺服阀主要是指电液伺服阀,它在接收电气模拟信号后，输出相应的流量和压力。它既是电液转换元件，也是功率放大元件，它能够以小功率的微弱电气输入信号控制大功率的液压能(流量和压力)输出。在电液伺服系统中，它将电气部分与液压部分连接起来，实现电液信号的转换与液压放大。电液伺服阀是电液伺服系统控制的核心。

传统的伺服阀有一些缺点，首先喷嘴挡板阀或射流管阀作为伺服阀的先导级，其功率有限，无法直接驱动大功率大流量的高频响阀；其次多级放大的伺服阀，随着级数的增加，导致主阀芯响应速度变慢。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出所述的一种高频响大流量伺服阀。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：所述主阀体包括先导控制部分、主阀体部分和反馈检测部分，所述先导控制部分内部开设有孔道，所述先导控制部分的内部放置有先导阀芯，所述先导阀芯将所述通道分割为三个空腔，三个所述空腔分别为驱动先导阀芯运动的先导控制空腔、连接主阀芯一侧端部的控制腔和用于先导阀芯运动缓冲弹簧腔，所述先导控制阀芯在控制腔内往复轴向移动，所述主阀体部分包括主阀芯和与先导控制部分相连接的阀体组成，所述反馈检测部分包括与主阀体相连接的位移传感器。

优选的，所述主阀体上安装有先导阀，所述先导阀为三通阀。

优选的，所述先导阀与主阀体固定连接，所述先导控制部分的内部设置有控制腔，所述主阀体的内部设置有进油口，所述控制腔联通主阀体的进油口和主阀芯一侧端面的控制腔，所述先导阀包括阀芯、阀体、弹簧座和弹簧，所述阀芯在通道内轴向移动，所述弹簧座安装在先导控制部分一侧，所述弹簧座与先导阀芯端面形成弹簧腔，所述弹簧位于所述弹簧腔内，并且与所述弹簧座固定连接。

优选的，所述先导阀芯轴向移动时，所述先导控制部分的控制腔联通主阀体的进油口和主阀芯一侧控制腔，所述主阀体的内部设置有进油口和回油口，所述先导控制部分与主阀体的进油口和回油口相连接，所述先导阀芯的台肩与进油口和回油口形成两个可变节流口，所述节流口作为先导控制部分的控制口。

优选的，所述先导阀芯的一侧安装有音圈电机，所述先导阀芯与音圈电机同轴安装，所述音圈电机驱动先导阀芯在先导控制阀体内轴向往复运动。

优选的，所述先导控制部分的弹簧腔与主阀体的回油口连接。

优选的，所述两侧先导控制部分的音圈电机差动连接，一侧给信号为正，另一侧则为负，保证两侧先导阀芯一个伸出另一个收回。

优选的，所述主阀芯一侧控制腔同轴安装有主阀芯和位移传感器连杆，所述位移传感器与主阀体固定连接,所述主阀体与先导控制部分之间设置有连接油道，所述连接油道内设置有固定节流孔.

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、以三通阀原理设计的结构作为先导级相比以喷嘴挡板阀和射流管阀作为先导级将会获得更高的压力增益和流量增益。

2、主阀体两侧采用相同方式的先导控制结构，并以差动方式相连，进一步增加了主阀芯的响应频率与驱动功率。

3、以音圈电机直接驱动先导阀芯运动，将会增加系统的响应频率，达到更快的响应时间。

4、与主阀芯相连接的位移传感器与音圈电机结构组成反馈装置，实现更高的控制精度。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为先导控制结构动作之后主阀芯的运动结构示意图；

图3为阀体孔道标记。

图中：1、反馈检测部分；2、主阀体部分；3、先导控制部分；53、第一先导阀芯；54、第一音圈电机；55、第二音圈电机；56、第二先导阀芯；80、高压油通道；81、第一通道；84、第二通道；85、第一控制腔；86、第二控制腔；87、第三通道；88、第四通道；89、第一弹簧腔；90、第三控制腔；91、第一驱动腔；92、第五通道；93、第六通道；94、第七通道；95、第二弹簧腔；96、第四控制腔；97、第二驱动腔；98、第八通道；99、主阀芯控制腔；100、主阀芯控制腔。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

请参阅图1-3，如图1所示，总体设计共包含三个部分：先导控制部分3、反馈检测部分1和主阀体部分2。

先导控制部分3是以三通滑阀原理设计的结构，共包含三个油腔。分别是第一驱动腔91、与主阀体高压油通道80和主阀芯一侧第一控制腔85相连的第三控制腔90和作用于先导阀芯尾部端面的第一弹簧腔89，第一驱动腔91与音圈电机直接连接，在音圈电机得到控制电流后，音圈电机驱动先导阀芯在先导阀体的空腔内进行轴向往复运动；并且第一驱动腔91与第一弹簧腔89相连，用于去除由于第一弹簧腔89的压力油对先导阀芯运动的影响。第三控制腔90连通高压油通道80和主阀芯一侧第一控制腔85，先导阀芯靠近第一弹簧腔89的台肩与高压油通道80配合形成一个控制口。利用流过该控制口的油液驱动主阀芯在主阀体内的轴向移动。

图3中，第一弹簧腔89、第三控制腔90和第一驱动腔91分别为先导控制部分3的第一弹簧腔89、第三控制腔90和第一驱动腔91，第二弹簧腔95、第四控制腔96和第二驱动腔97为其对称结构，高压油通道80与第三控制腔90相连接，与第二通道84一样，第三通道87与主阀芯底部第一控制腔85和第三控制腔90连接，与其对应的是第四通道88；第五通道92和第六通道93相连，并连接主阀体回油口，与之相对应的是第七通道94和第八通道98，主阀芯控制腔99为主阀芯a口控制腔，与高压油通道80和a口控制腔第一通道81连接；控制腔100为主阀芯b口与第二通道84和b口控制腔连接。

本实施例中，参照图2和图3，在第一音圈电机54和第二音圈电机55控制电流都为i0时，第一先导阀芯53和第二先导阀芯56与弹簧力相互平衡，第一控制腔85和主阀体回油口相连。高压油液通过高压油通道80和第二通道84一边作用于主阀芯台肩处，一边作用于先导阀芯台肩处。由于第一先导阀芯53和第二先导阀芯56未发生轴向运动，导致主阀芯油液不能作用于主阀芯一侧第一控制腔85和第二控制腔86，第一控制腔85和第二控制腔86通过第三通道87和第四通道88与回油口连接，主阀芯两侧无作用力，主阀芯处于中位无动作；

本实施例中，第一音圈电机54增加控制电流i0时，第二音圈电机55减少控制电流i0。此时第一音圈电机54的控制电流总值为i0+i0，第二音圈电机55的控制电流为i0-i0。第一音圈电机54对应的先导控制部分3随着控制电流的增加，第一先导阀芯53向左运动，打开控制口，高压油液从高压油通道80进入主阀体，随后进入先导阀体控制腔，再通过第三通道87流入第一控制腔85，压力油作用于主阀芯底部端面；另外一侧第二音圈电机55对应的先导控制部分3随着控制电流的减少，第二先导阀芯56在驱动力和弹簧力的作用下向左运动，高压油第二通道84与先导控制部分3并未连通。第二先导阀芯56靠近第一音圈电机54部分台肩与第八通道98形成控制口。从第三控制腔90流过的油液经过第五通道92，一方面经主阀体的回油口回到油箱，一方面通过第八通道98和第四通道88作用于第二通道84的第二控制腔86，第二通道84两侧端面形成压力差，推动第二通道84向右运动，油口a与t口连接(由于第二通道84位移较小，流道内存在一定背压)；第二通道84与第二通道84控制腔100连通。随着第一先导阀芯53的运动一定的位移，第二通道84两侧控制腔第一控制腔85和第二控制腔86的压力达到平衡，第二通道84不再动作。同时位移传感器检测到第二通道84的位移，并将电信号与控制信号比较运算，其差值作用于音圈电机第一音圈电机54和第二音圈电机55，完成闭环控制。

本实施例中，第二音圈电机55增加控制电流i0时，第一音圈电机54减少控制电流i0。此时第二音圈电机55的控制电流总值为i0+i0，第一音圈电机54的控制电流为i0-i0。第二音圈电机55对应的先导控制部分3随着控制电流的增加，第二先导阀芯56向右运动，打开控制口，高压油液从第二通道84进入主阀体，随后进入先导阀体控制腔，再通过第四通道88流入第二控制腔86，压力油作用于主阀芯底部端面；另外一侧第一音圈电机54对应的先导控制部分3随着控制电流的减少，第一先导阀芯53在驱动力和弹簧力的作用下向右运动，高压油通道80与先导控制部分3并未连通。先导阀芯靠近第一音圈电机54和第二音圈电机55部分台肩与第五通道92形成控制口。从第四控制腔96流过的油液经过第七通道94，一方面经主阀体的回油口回到油箱，一方面通过第五通道92和第三通道87作用于主阀芯的第一控制腔85，主阀芯两侧端面形成压力差，推动主阀芯向左运动，油口b与t口连接(由于主阀芯位移较小，流道内存在一定背压)；高压油通道80与主阀芯控制腔99连通。随着第二先导阀芯56的运动一定的位移，第一控制腔85和第二控制腔86的压力达到平衡，主阀芯不再动作。同时位移传感器检测到主阀芯的位移，并将电信号与控制信号比较运算，其差值作用于第一音圈电机54和第二音圈电机55，完成闭环控制。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。