用于液压泵的排量控制的制作方法

本公开总的涉及液压泵，且更具体地涉及用于可变排量液压泵的控制机构。

背景技术：

1、液压流体动力系统在各种行业中被采用来控制运动。采矿和钻探设备、建筑设备、机动车辆传动系统及各种其它工业应用运用这样的液压系统。在液压控制系统中，液压泵将来自原动机(例如内燃机或电动机)的机械动力转换成液压动力，该液压动力经由流体导管供应到用于控制运动的致动器。致动器可产生旋转运动(例如，液压马达)或直线运动(例如，液压缸)。

2、这种液压系统的液压泵部件的常见配置是活塞式泵。液压活塞式泵通常包括限定缸体的筒和在缸体内往复运动的活塞。输入轴联接到筒并供应用于使筒旋转的转矩。当筒围绕输入轴的中心轴线旋转时，活塞在筒的缸体内往复运动，促使液压流体吸入到泵的输入端口中和从泵的输出端口排放。在可变排量泵中，对于筒的每次旋转，由泵排放的流体的体积(即，泵的排量体积)可变化以匹配与负载对应的液压及流需求。通常，通过改变活塞在其相应的缸体内的行程长度来改变泵的排量体积。

3、对于斜盘式轴向活塞泵，液压泵旋转组抵靠可移动斜盘的旋转产生泵活塞的轴向运动，该轴向运动迫使液压流体通过液压端口部(porting)去到系统的下游部件。因此，斜盘泵通过恰当定位斜盘来实现可变排量，恰当定位斜盘通常利用一个或多个控制致动器(例如控制活塞)实施。控制控制致动器(例如控制活塞)的定位将使斜盘以所期望的排量角度恰当定向并从而提供所期望量的排量。

技术实现思路

1、用于可变排量液压泵的常见控制机构是电动排量控制(edc)。edc在电力被移除时会具有最大排量(通常称为“故障变最大(fail to max)”)默认状态。这种edc通常需要以电子方式减慢结束行程(off-stroke)速率以防止无意过冲到“故障变最大”状况。然而，这种速率减慢是有问题的，因为通常期望非常快的结束行程速率来实现令人满意的系统操作。此外，这些传统的edc在启动时需要高的初始电流来退出故障变最大状况。在电功率受限的一些机器上，这可能在引擎起动期间产生问题。此外，为了最小化过冲到“故障变最大”的趋势，这种传统的edc阀正时通常是这样的，即整个螺线管柱塞行程的显著百分比在计量位置与故障变最大状况之间使用，这限制了开始行程(on-stroke)期间的阀开度并因此不允许快速的开始行程响应。

2、根据本公开的方面，提供一种用于液压泵的控制机构，其改进诸如edc之类的传统控制机构的一项或多项缺陷。

3、更具体地，本公开的方面提供一种用于液压泵的独特的排量控制组件，该组件特别适于提供控制致动器的定位的机械反馈控制，所述控制致动器经由与泵的旋转活塞组相互作用的可移动排量控制构件来控制泵的排量。

4、根据本公开的方面，排量控制组件包括可在控制组件的流体流路内移动来控制去到或来自控制致动器的流体流的控制阀构件，比如控制排量控制构件(例如斜盘等)的位置的控制活塞等。控制阀构件包括第一阀部件和第二阀部件，所述第一阀部件比如控制阀芯，并且所述第二阀部件比如盖或弹簧引导件，第二阀部件可包括与阀芯的鼻部分对接(interface)的一个或多个部分。第一阀部件的一个或多个部分与第二阀部件的一个或多个部分的相对位置可以能够根据泵的操作状态调节。例如，第一阀部件和/或第二阀部件的一个或多个部分可以能够根据泵的操作状态而沿着轴线移动和/或相对于彼此移动。控制组件还包括偏压构件、比如弹簧，所述偏压构件可以能操作地联接到第一和/或第二阀部件，其中偏压构件配置为响应于泵的操作状态而选择性地使第一和第二阀部分定位为打开或关闭用于从控制致动器排出流体的排出流道。在泵的正常操作状态中，偏压构件配置为将第一和第二阀部件定位成使得排出流道关闭，并且控制阀构件可在流体流路中移动来控制去到或来自控制致动器的流体流。在泵的故障保护(failsafe)状态中，偏压构件配置为将第一和第二阀部件定位成使得排出流道打开，由此使来自控制致动器的流体能够经由排出流道逸出，这可使排量控制构件能够移动到最大排量位置。

5、根据本公开的方面，控制组件可还包括可操作地联接到阀构件的阀致动器，其中阀致动器配置为致动阀构件。阀致动器可对阀构件的第一阀部件的一个侧部施加沿着第一方向的致动力，并且偏压构件可对第一阀部件的相反侧部施加沿着相反的第二方向的偏压力。在正常操作状态中，第一阀部件上的致动力可大于偏压力，使得第一和第二阀部件定位为关闭排出流道。在故障保护状态中，第一阀部件上的致动力可小于偏压力，使得第一和第二阀部件定位为打开排出流道。

6、根据本公开的一个方面，一种液压泵包括：活塞旋转组，所述活塞旋转组包括多个往复运动式活塞，所述活塞配置为使一定体积的液压流体从所述泵移位；可移动排量控制构件，所述可移动排量控制构件配置为在排量范围内移动以与活塞相互作用并改变泵的排量；控制致动器，所述控制致动器配置为与可移动排量控制构件相互作用以控制排量控制构件在排量范围内的位置；以及排量控制阀组件，所述排量控制阀组件配置为提供对控制致动器的定位以及由此对排量控制构件的定位的机械反馈控制；其中，排量控制阀组件包括控制阀构件，所述控制阀构件可在控制阀组件的流体流路内移动来控制去到或来自控制致动器的流体流，控制阀组件包括第一阀部件、第二阀部件以及偏压构件，所述偏压构件配置为响应于泵的操作状态而选择性地使第一阀部件的一个或多个部分和第二阀部件的一个或多个部分相对于彼此定位为打开或关闭排出流道；其中，在泵的正常操作状态中，偏压构件配置为使第一阀部件的一个或多个部分和第二阀部件的一个或多个部分相对于彼此定位为使得排出流道关闭，并且控制阀构件可在流体流路中移动来控制去到或来自控制致动器的流体流；并且其中，在泵的故障保护状态中，偏压构件配置为使第一阀部件的一个或多个部分和第二阀部件的一个或多个部分相对于彼此定位为使得排出流道打开，由此使来自控制致动器的流体能够经由排出流道逸出。

7、以下描述和附图阐述了本发明的某些例示性实施例。然而，这些实施例仅指示本发明的原理可加以采用的不同方式中的一些。当结合附图来考虑时，根据本发明的方面的其它目的、优点和新颖特征将从以下详细描述中变得显而易见。

技术特征：

1.一种液压泵，包括：

2.根据权利要求1所述的液压泵，其中，所述阀构件的第一阀部件是阀芯，所述阀构件的第二阀部件是与阀芯的一部分对接的盖或弹簧引导件，并且所述排出流道包括所述阀芯和/或所述盖或弹簧导件的一个或多个内部流体流道。

3.根据权利要求2或其它前述权利要求中任一项所述的液压泵，其中，所述第二阀部件被配置成止回阀构件。

4.根据权利要求1或其它前述权利要求中任一项所述的液压泵，其中，所述第二阀部件被配置成弹簧引导件，所述弹簧引导件在反馈弹簧的一侧上能够操作地联接到反馈弹簧，在所述反馈弹簧的相反侧上所述反馈弹簧能够操作地联接到控制致动器。

5.根据权利要求4或其它前述权利要求中任一项所述的液压泵，其中，所述控制致动器是具有内部流体室的控制活塞，其中，所述控制活塞包含所述反馈弹簧的至少一部分。

6.根据权利要求1或其它前述权利要求中任一项所述的液压泵，

7.根据权利要求1或其它前述权利要求中任一项所述的液压泵，

8.根据权利要求1-7中任一项所述的液压泵，

9.根据权利要求1或其它前述权利要求中任一项所述的液压泵，其中，所述控制阀组件包括能够操作地联接到阀构件的阀致动器，所述阀致动器配置为致动所述阀构件。

10.根据权利要求9或其它前述权利要求中任一项所述的液压泵，其中，所述阀致动器包括螺线管。

11.根据权利要求9或其它前述权利要求中任一项所述的液压泵，其中，所述偏压构件和阀致动器在所述阀构件上提供相反的力，

12.根据权利要求1或其它前述权利要求中任一项所述的液压泵，其中，第一和第二阀部件是分立的部件，并且在正常操作状态中，第一阀部件和第二阀部件刚性地联接在一起用于共同轴向移动。

13.根据权利要求1或其它前述权利要求中任一项所述的液压泵，其中，第二阀部件具有用于接收第一阀部件的端部的凹部，所述凹部配置为使第一和第二阀部件相对于彼此对准并对中。

14.根据权利要求1或其它前述权利要求中任一项所述的液压泵，其中，所述控制阀组件包括止停表面，所述止停表面限制第二阀部件、比如弹簧引导件超过预限定位置的移动，并且第一阀部件、比如阀芯能够移动超过所述预限定位置。

15.根据权利要求13或其它前述权利要求中任一项所述的液压泵，其中，在故障保护状态中，第二阀部件、比如弹簧引导件接合所述止停表面，并且第一阀部件、比如阀芯轴向移动超过所述止停表面，以允许第一和第二阀部件的相应部分分离并打开所述排出流道。

16.根据权利要求13或其它前述权利要求中任一项所述的液压泵，其中，所述止停表面由阀套筒形成，所述阀套筒限定内孔，第一阀部件、比如阀芯能够在所述内孔中以滑动方式移动。

17.根据权利要求1或其它前述权利要求中任一项所述的液压泵，

18.根据权利要求1或其它前述权利要求中任一项所述的液压泵，其中，所述排量控制阀组件包括：

19.根据权利要求18或其它前述权利要求中任一项所述的液压泵，其中：

20.根据权利要求18或其它前述权利要求中任一项所述的液压泵，其中，所述排量控制阀组件配置为实施对所述控制活塞的定位的机械反馈控制，包括：

21.根据权利要求18或其它前述权利要求中任一项所述的液压泵，其中，所述排量控制阀组件配置为实施对所述控制活塞的定位的机械反馈控制，包括：

22.根据权利要求18或其它前述权利要求中任一项所述的液压泵，其中，所述排量控制阀组件配置为实施对所述控制活塞的定位的机械反馈控制，包括：

23.根据权利要求18或其它前述权利要求中任一项所述的液压泵，

24.一种用于液压泵的控制组件，包括：

25.根据权利要求24所述的控制组件，所述控制组件与权利要求2-23中的一项或多项以任何组合的形式结合。

26.根据前述权利要求中任一项所述的液压泵，

27.根据权利要求26或其它前述权利要求中任一项所述的液压泵，

28.根据权利要求26或其它前述权利要求中任一项所述的液压泵，

29.根据权利要求26或其它前述权利要求中任一项所述的液压泵，

30.根据权利要求26或其它前述权利要求中任一项所述的液压泵，

31.根据权利要求26或其它前述权利要求中任一项所述的液压泵，

32.根据权利要求26或其它前述权利要求中任一项所述的液压泵，

33.根据权利要求26或其它前述权利要求中任一项所述的液压泵，

34.根据权利要求26或其它前述权利要求中任一项所述的液压泵，

35.根据权利要求36或其它前述权利要求中任一项所述的液压泵，

技术总结
一种可变排量液压泵包括：控制致动器，所述控制致动器配置为与可移动排量控制构件相互作用以控制泵的排量；和排量控制阀组件，所述排量控制阀组件配置为提供对控制致动器及由此对排量控制构件的定位的机械反馈控制。排量控制阀组件包括控制阀构件，该控制阀构件可在控制阀组件的流体流路内移动以控制去到或来自控制致动器的流体流。控制阀组件包括第一阀部件、第二阀部件和偏压构件，偏压构件配置为响应于泵的操作状态而选择性地使第一和第二阀部件的相应的一个或多个部分相对于彼此定位为打开或关闭排出流道。当处于泵的正常操作状态时，偏压构件配置为使第一和第二阀部件相对于彼此定位为使得排出流道关闭，并且控制阀构件在流体流路中移动来控制去到或来自控制致动器的流体流。当处于泵的故障保护状态时，偏压构件配置为使第一和第二阀部件相对于彼此定位为使得排出流道打开，由此使来自控制致动器的流体能够经由排出流道逸出。

技术研发人员：M·H·西蒙,D·迪闵斯基,B·拉金
受保护的技术使用者：帕克-汉尼芬公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15