电比例柱塞泵及其变量控制装置的制作方法

[0001]
本发明涉及变量泵技术领域，更具体地说，涉及一种电比例柱塞泵变量控制装置，还涉及一种包括上述电比例柱塞泵变量控制装置的电比例柱塞泵。


背景技术：

[0002]
柱塞泵因具有转速高，压力大，结构紧凑以及易于变量控制等诸多优势被各类液压传动系统广泛采用。随着工程机械、矿山机械、汽车制造等技术的发展，对液压系统的液压元件也提出了比例控制、伺服控制、无级调速等要求。轴向柱塞泵的变量，主要是通过变量活塞推动内部的斜盘摆动，以调整斜盘的摆角。但是目前的斜盘的倾斜角度控制效果并不好，很难精准控制推动角度，而且很难很好的进行应急卸载。
[0003]
综上所述，如何有效地解决变量泵控制效果不好的问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。


技术实现要素：

[0004]
有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种电比例柱塞泵变量控制装置，该电比例柱塞泵变量控制装置可以有效地解决变量泵控制效果不好的问题，本发明的第二个目的是提供一种包括上述电比例柱塞泵变量控制装置的电比例柱塞泵。
[0005]
为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：
[0006]
一种电比例柱塞泵变量控制装置，包括：
[0007]
高压口；
[0008]
控制口；
[0009]
电比例阀，位于第一控制位时用于将所述高压口连通至所述电比例阀的电比例阀芯两端，位于第二控制位时用于将所述控制口连通至所述电比例阀的电比例阀芯两端，电磁阀通电后产生电磁推力以推动所述电比例阀芯位于第二控制位且随着电流增大对所述电比例阀芯推力增大，所述电比例阀芯两端导通；
[0010]
变量活塞，与所述电比例阀芯之间设置有对所述电比例阀芯推动方向与所述电磁推力方向相反的变量压缩弹性装置，且之间空腔与所述控制口通过单向导通至空腔的单向阀结构连接；
[0011]
压力控制阀，所述压力控制阀在所述高压口压力超过设定值，将所述高压口与所述控制口导通，而在低于所述设定值时将控制口导通至回油口。
[0012]
根据上述技术方案，在应用该电比例柱塞泵变量控制装置时，将高压口连通至电比例变量泵的出油口，而变量活塞与电比例变量泵的斜盘相抵以传递驱动力。当高压口的油压始终不高于设定值时，即说明当前油压属于正常油压，控制口通过压力控制阀连通回油口，此时主要有如下两种工作状态：第一工作状态，当电比例阀不通电或电流非常小时，此时电比例阀会位于第一控制位，高压口导通至电比例阀阀芯两端，高压油进入到变量活塞与电比例阀芯之间，因为油压很高，所以会推动变量活塞移动以推动斜盘转动以克服电
比例变量泵的复位弹簧，以使得斜盘摆角为零，使电比例变量泵无流量输出；第二工作状态，而当电比例阀电流较大时，此时推动电比例阀芯移动，以进入第二控制位，变量活塞与电比例阀芯之间空腔通过控制口连通回油口，变量活塞端部油体进入到回油口，以使得不再对变量活塞产生推力，且此时电比例阀芯随着电流增大对变量压缩弹性装置推力逐渐增大，而变量压缩弹性装置两端压力增大，就会压缩，以使得变量活塞向靠近电比例阀芯的方向移动，以使得斜盘倾斜角逐渐增大，以使得变量泵的出油量增大，直到处于最大摆角，即保持最大出油量，进而实现流量调节。而当高压口压力非常大时，则说明变量泵的出油口压力非常大，在超过设定值时，此时就会触发压力控制阀，使得通过压力控制阀将控制口与高压口连通，此时高压由会顶开单向阀结构，以使得高压油通过单向阀结构进入到变量活塞与电比例阀芯之间空腔内，此时无论电比例阀位于第一控制位还是第二控制位，因为控制口不再连通回油口，所以均能够保证到变量活塞与电比例阀芯之间空腔处于高压状态，高压油会推动变量活塞向远离电比例阀芯的方向移动，以推动斜盘摆角减小为零，以使变量泵无输出。在该电比例柱塞泵变量控制装置中，通过电比例阀和压力控制阀设置，以使得高压口油压正常时，可以通过电比例阀调节变量活塞位置，进而调节变量活塞倾斜角度，而当高压口油压超标时，通过压力调节阀，经过单向阀，以将高压油快速导向变量活塞处，以推动变量活塞移动至推动斜盘转动，以闭合变量泵。综上所述，该电比例柱塞泵变量控制装置能够有效地解决变量泵控制效果不好的问题。
[0013]
优选地，还包括推力与所述电磁推力方向一致的预载弹性装置，以推动所述电比例阀芯向所述电比例阀的第二控制位活动。
[0014]
优选地，所述电比例阀还包括电比例阀体，所述电比例阀芯插装至所述电比例阀体中，所述电比例阀体与所述电比例阀芯之间还设置有与所述电磁推力方向相反的起变弹性装置。
[0015]
优选地，所述电比例阀芯中部设置有与所述控制口连通的轴向通道，所述变量压缩弹性装置与所述电比例阀芯之间设置有阀座，所述轴向通道在所述阀座处形成开口，所述阀座与所述电比例阀芯相抵时封闭所述轴向通道开口，所述阀座、所述轴向通道以及所述变量压缩弹性装置构成所述单向阀结构。
[0016]
优选地，所述电比例阀为两位三通电比例阀。
[0017]
优选地，所述预载弹性装置设置在所述电比例阀芯远离所述变量活塞的一端，且为套设在电磁铁上的压缩弹簧。
[0018]
优选地，所述起变弹性装置为压缩弹簧，套设在所述电比例阀芯上且一端与所述电比例阀芯端部的凸肩相抵、另一端与所述电比例阀体相抵。
[0019]
优选地，所述变量活塞靠近所述电比例阀芯的一侧具有开口槽，所述变量压缩弹性装置一端装入至开口槽内，且能够压缩至所述变量活塞与所述电比例阀体端面相抵。
[0020]
优选地，还包括负载敏感控制阀，以使得所述高压口能够通过所述负载敏感阀与所述控制口连通。
[0021]
为了达到上述第二个目的，本发明还提供了一种电比例柱塞泵，该电比例柱塞泵包括上述任一种电比例柱塞泵变量控制装置，还包括斜盘，所述电比例柱塞泵变量控制装置的变量活塞与斜盘传递推力以推动斜盘摆动。由于上述的电比例柱塞泵变量控制装置具有上述技术效果，具有该电比例柱塞泵变量控制装置的电比例柱塞泵也应具有相应的技术
效果。
附图说明
[0022]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]
图1为本发明实施例提供的电比例柱塞泵变量控制装置的剖面结构示意图；
[0024]
图2为本发明实施例提供的电比例柱塞泵变量控制装置的油路示意图。
[0025]
附图中标记如下：
[0026]
变量活塞1、变量压缩弹性装置2、阀座3、电比例阀芯4、高压口5、起变弹性装置6、控制口7、电磁铁8、电比例阀体9、压力控制阀10、负载敏感阀11、预载弹性装置12。
具体实施方式
[0027]
本发明实施例公开了一种电比例柱塞泵变量控制装置，以有效地解决变量泵控制效果不好的问题。
[0028]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
[0029]
请参阅图1-图2，图1为本发明实施例提供的电比例柱塞泵变量控制装置的剖面结构示意图；图2为本发明实施例提供的电比例柱塞泵变量控制装置的油路示意图。
[0030]
在一种具体实施例中，本实施提供了一种电比例柱塞泵变量控制装置，以通过该变量控制装置控制变量泵的斜盘倾斜角度，以调整变量泵输出量。具体的，该变量控制装置包括高压口5、控制口7、电比例阀、压力控制阀10和变量活塞1。一般在使用状态下，其中高压口5用于与变量泵的工作出油口连通，以直接获取工作出油口的高压油，而其中控制口7，在使用时，通过压力控制阀10连通回油口。
[0031]
其中电比例阀，位于第一控制位时用于将所述高压口5连通至电比例阀芯4两端。即当该电比例阀的电比例阀芯4移动到第一控制位时，通过该电比例阀芯4，使得高压口5处的高压油分别进入到电比例阀阀芯两侧。而当位于第二控制位时用于将控制口7连通至电比例阀的电比例阀芯4两端，以使得此时电比例阀芯4两端的油压与控制口7相等。具体的，可以使其中的电比例阀为两位三通电比例阀，一侧两个接口分别与高压口5、控制口7连通，另一侧一个接口分别与电比例阀芯4两端腔体连通。
[0032]
其中电比例阀电磁阀通电后产生电磁推力，一般是内部设置电磁铁8，内部接通电流会对内部电磁铁8产生向外驱动的推力，即电磁推力。该电磁推力的作用在于推动电比例阀芯4位于第二控制位且随着电流增大对阀芯推力增大。其中一般控制情况下，电比例阀芯4两端导通，以使得进入到电比例阀芯4两端处的液压油不会产生推动电比例阀芯4移动的推力。
[0033]
而其中变量活塞1与电比例阀芯4之间设置有对电比例阀芯4推动方向与所述电磁
推力方向相反的变量压缩弹性装置2，以通过变量压缩弹性装置2对抗上述电磁推力。该变量压缩弹性装置2设置在变量活塞1与电比例阀芯4之间，以使两端分别对变量活塞1和电比例阀芯4形成作用力，且两者作用力相反。变量活塞1与电比例阀芯4之间的空腔与控制口7通过单向导通至空腔的单向阀结构连接，以使得在控制口7油压高于空腔油压时，上述单向阀结构导通，以使得高压油能够从控制口7流向空腔，以作用于变量活塞1的端部以及电比例阀阀芯两端。
[0034]
其中压力控制阀10在高压口5超过设定值，将高压口5与控制口7导通，而在低于设定值时将控制口7导通至回油口，以使得控制口7油体回到油箱。以使得在压力较高时，压力控制阀10自动使将高压口5与控制口7导通，以可以通过上述单向阀，快速将高压油导向变量活塞1与电比例阀芯4之间的空腔中，以作用于变量活塞1上。而当高压口5油压较低时，控制口7连通回油口，进而不会对干涉变量活塞1的工作。
[0035]
根据上述技术方案，在应用该电比例柱塞泵变量控制装置时，将高压口5连通至电比例变量泵的出油口，而变量活塞1与电比例变量泵的斜盘相抵以传递驱动力。当高压口5的油压始终不高于设定值时，即说明当前油压属于正常油压，控制口7通过压力控制阀10连通回油口，此时主要有如下两种工作状态：第一工作状态，当电比例阀不通电或电流非常小时，此时电比例阀会位于第一控制位，高压口5导通至电比例阀阀芯两端，高压油进入到变量活塞1与电比例阀芯4之间，因为油压很高，所以会推动变量活塞1移动以推动斜盘转动以克服电比例变量泵的复位弹簧，以使得斜盘摆角为零，使电比例变量泵无流量输出；第二工作状态，而当电比例阀电流较大时，此时推动电比例阀芯4移动，以进入第二控制位，变量活塞1与电比例阀芯4之间空腔通过控制口7连通回油口，变量活塞1端部油体进入到回油口，以使得不再对变量活塞1产生推力，且此时电比例阀芯4随着电流增大对变量压缩弹性装置2推力逐渐增大，而变量压缩弹性装置2两端压力增大，就会压缩，以使得变量活塞1向靠近电比例阀芯4的方向移动，以使得斜盘倾斜角逐渐增大，以使得变量泵的出油量增大，直到处于最大摆角，即保持最大出油量，进而实现流量调节。而当高压口5压力非常大时，则说明变量泵的出油口压力非常大，在超过设定值时，此时就会触发压力控制阀10，使得通过压力控制阀10将控制口7与高压口5连通，此时高压由会顶开单向阀结构，以使得高压油通过单向阀结构进入到变量活塞1与电比例阀芯4之间空腔内，此时无论电比例阀位于第一控制位还是第二控制位，因为控制口7不再连通回油口，所以均能够保证到变量活塞1与电比例阀芯4之间空腔处于高压状态，高压油会推动变量活塞1向远离电比例阀芯4的方向移动，以推动斜盘摆角减小为零，以使变量泵无输出。在该电比例柱塞泵变量控制装置中，通过电比例阀和压力控制阀10设置，以使得高压口5油压正常时，可以通过电比例阀调节变量活塞1位置，进而调节变量活塞1倾斜角度，而当高压口5油压超标时，通过压力调节阀，经过单向阀，以将高压油快速导向变量活塞1处，以推动变量活塞1移动至推动斜盘转动，以闭合变量泵。综上所述，该电比例柱塞泵变量控制装置能够有效地解决变量泵控制效果不好的问题。
[0036]
如上所述的，当正常工作时，电比例阀突然失电时，此时电磁推力立即消失，电磁铁8处于失效状态时，此时电比例阀会立即进入到第一控制位，变量泵随即降至零排量，主机系统瞬间停止工作，对于工程机械装置而言存在极大安全隐患。基于此，还优选还包括推力与所述电磁推力方向一致的预载弹性装置12，以推动所述电比例阀芯4向所述电比例阀的第二控制位活动。以通过预载弹性装置12，使得当电比例阀断电时，电比例阀芯4仍然保
持一定的高度，以使得变量泵的斜盘保持小的倾斜角度，进而保证小的流量输出。为了方便设置，其中预载弹性装置12可以是设置在电比例阀芯4远离变量活塞1的一端，具体的，如可以采用压缩弹簧，具体的，可以集成电磁铁8上。
[0037]
进一步的，为了更好控制电比例阀芯4的移动，此处优选还包括起变弹性装置6，具体的，如电比例阀芯4插装至电比例阀体9中时，其中电比例阀体9与电比例阀芯4之间还设置有与电磁推力方向相反的起变弹性装置6。具体的，可以将起变弹性装置6安装在电比例阀芯4远离变量活塞1的一端。如在该端，电比例阀芯4设置凸肩，其中起变弹性装置6为压缩弹簧，套设在电比例阀芯4上，一端与凸肩相抵，另一端与电比例阀体9相抵。
[0038]
进一步的，为了方便设置上述单向阀结构，使电比例阀阀芯整体看起来更为紧凑，此处优选电比例阀芯4中部设置有与控制口7连通的轴向通道，其中变量压缩弹性装置2与电比例阀芯4之间设置有阀座3，而其中的轴向通道在所述阀座3处形成开口，阀座3与电比例阀芯4相抵时封闭轴向通道开口，进而使得阀座3、轴向通道以及变量压缩弹性装置2构成上述单向阀结构，当控制口7接通高压口5或其它原因，使得轴向通道处于高油压状态时，此时，高油压作用在阀座3上，克服变量压缩弹性装置2作用在于阀座3上的作用力，推动阀座3远离开口，形成一定的开度，以使得高压油从阀座3与电比例阀芯4之间的空隙流入至阀座3与变量活塞1之间。而轴向通道内油压比较小时，在变量压缩弹性装置2的作用下，阀座3与电比例阀阀芯紧密贴合，封闭开口，单向阀结构闭合。其中为了使阀座3与电比例阀芯4之间贴合性更好，此处优选阀座3朝向电比例阀芯4的一侧形成球型凹面，而电比例阀芯4的端部形成球面型凸起，以与阀座3球型凹面贴合。其中阀座3上设置柱部，以使得变量压缩弹性装置2套设在阀座3上。
[0039]
具体的，为了方便设置电比例阀，此处优选电比例阀芯4呈柱状，电比例阀体9设置有沿电比例阀芯4延伸方向依次并列设置的高压口5、中间口和控制口7，其中中间口通过通道引导到电比例阀芯4两端，其中电比例阀芯4延伸方向设置有两个并列设置有对应于高压口5的第一环形凹槽和对应于控制口7的第二环形凹槽，以当电比例阀芯4移动到第一控制位时，第一环形凹槽能够与中间口对应连通，而当移动第二控制位时，第二环形凹槽能够与中间口对应连通。其中第二环形凹槽的槽底通过径向通道与轴向通道连通。而在设置上述预载弹性装置12后，此时第二环形凹槽与中间口存在一点的间隙，使得电比例阀芯4具有一定开度，以使得变量泵具有小流量输出，以保证系统运行。其中为了方便插装电比例阀体9，在电比例阀体9外侧设置有多个环形密封槽，并在环形密封槽内设置环形密封圈，尤其中间口两侧、控制口7两侧以及高压口5两侧均设置有环形密封圈，且电比例阀体9的插装段的端部也对应设置有密封圈。
[0040]
进一步的，可以使变量活塞1靠近电比例阀芯4的一侧具有开口槽，其中变量压缩弹性装置2装入至开口槽，一端与开口槽底相抵，另一端套设在阀座3上，且在变量压缩装置能够压缩至变量活塞1与电比例阀体9端面相抵，以使得变量泵的斜盘保持最大摆角，此时阀座3位于开口槽内。
[0041]
还包括负载敏感控制阀，以使得在工作时，当主机待机不需要工作时，所述高压口5能够通过所述负载敏感阀11与所述控制口7连通，以使得高压口5压力油通过单向阀结构进入到变量活塞1与电比例阀芯4之间空腔内，以使得斜盘处于小摆角状态。优选负载敏感控制阀包括两位三通液控换向阀，一侧两个油口分别连接高压口5和回油口，另一侧一个油
口与压力控制阀10连通，即该两位三通液控换向阀连接在压力控制阀10与回油口之间，阀芯向第一位侧移动时，使回油口与压力控制阀10连通，阀芯向第二位侧移动时，使高压口5与压力控制阀10连通，第一位侧阀芯控制口7与高压口5连通，第二位侧阀芯控制口7与油路主路上的可调节流阀远离变量泵的一侧连通且该侧设置可调压缩弹簧，其中可调节流阀靠近变量泵的一侧为与变量泵连通的一侧，以使得可调节流阀远离变量泵的一侧油压相比靠近变量泵的一侧油压，足够小，即小的幅度足够大时，阀芯向第二位侧移动，否则阀芯向第一位侧移动。对应的，压力控制阀10也可以采用两位三通换向阀，一侧压缩弹簧用于推动阀芯移动至负载敏感阀11与控制口7连通，而通过高压口5的高压油在达到足够油压以推动阀芯克服压缩弹簧的作用力，以移动至使高压口5与控制口7连通。
[0042]
基于上述实施例中提供的电比例柱塞泵变量控制装置，本发明还提供了一种电比例柱塞泵，该一种电比例柱塞泵包括上述实施例中任意一种电比例柱塞泵变量控制装置，还包括斜盘，电比例柱塞泵变量控制装置的变量活塞与斜盘传递推力以推动斜盘摆动。由于该一种电比例柱塞泵采用了上述实施例中的电比例柱塞泵变量控制装置，所以该一种电比例柱塞泵的有益效果请参考上述实施例。
[0043]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0044]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。