專利名稱：軸向柱塞式變量泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種變量泵，尤其是一種軸向柱塞式變量泵。
背景技術(shù)：
軸向柱塞式變量泵，由于其具有體積小，重量輕，功率密度大，易 于控制等優(yōu)點，目前被廣泛使用于各種液壓系統(tǒng)中。
傳統(tǒng)的軸向柱塞式變量泵由帶有傾斜斜盤的變量泵和變量調(diào)節(jié)機 構(gòu)組成，其調(diào)節(jié)機構(gòu)包括比例壓力閥、比例流量閥和安裝在斜盤上的回 位彈簧，當變量泵的排油口處的壓力小于壓力閾值時，比例壓力閥、比 例流量閥按設(shè)定值向系統(tǒng)輸出壓力流量產(chǎn)生的壓差、流差增大，推動斜 盤快速打斜，增大排量。當變量泵的排油口處的壓力大于壓力閾值時， 變量泵上的泄油閥自動泄油，降低排油口處的實際壓力，同時比例壓力 閥、比例流量閥按設(shè)定值向系統(tǒng)輸出壓力流量產(chǎn)生的壓差、流差減小， 斜盤在回位彈簧的作用下逐漸扶正，從而實現(xiàn)液壓系統(tǒng)的能量輸出跟隨 負載狀況的變化而變化。但是，由于回位彈簧的作用力小，使得斜盤扶
正速度緩慢；通過泄油閥自然泄油來降低排油口的實際壓力，而比例壓 力閥、比例流量閥的反應時間長、存在滯后期，且不能實現(xiàn)數(shù)字式控制， 造成傳統(tǒng)的軸向柱塞式變量泵存在不能精確感知變量泵的排量變化，回 位速度慢，能量消耗大、效率低等缺點。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型針對上述缺點，提出了一種可以精確及時地感知變量泵排量的變化，快速精確地控制斜盤角度，能量消耗少、效率高的軸向柱
塞式變量泵。
本實用新型所述的軸向柱塞式變量泵，包括
以可改變相對傾斜角的方式鉸接于斜盤座上的斜盤；
可轉(zhuǎn)動的柱塞缸體，所述的缸體內(nèi)沿圓周方向布置有軸向的柱塞
孔；所述的柱塞孔前部設(shè)置有柱塞，所述的柱塞的前端以球鉸方式連接
一可滑行于所述斜盤面部的滑靴；
所述的柱塞缸體的后部連接一分油盤，所述分油盤上有吸油口和排
油口，所述的吸油口和排油口對接所述的柱塞孔的后部；所述的吸油口
和排油口都連接有輸油管；
所述的排油口上裝有測量排油壓力的壓力傳感器； 其特征在于
所述的斜盤的前傾部和后仰部分別連接一推力油缸的推桿，所述的 兩個推力油缸形成改變所述的斜盤的傾斜角的力臂副；
所述的兩推力油缸的內(nèi)腔分別連通一個非穩(wěn)態(tài)閥的兩個輸出口；所 述的非穩(wěn)態(tài)閥受控于一控制器；
所述的控制器包括第一比較器、放大器、閾值命令源，所述的第一 比較器的正負輸入端分別連接所述的閾值命令源和所述的壓力傳感器， 所述的閾值命令源輸出根據(jù)用戶需要設(shè)定的壓力閾值，所述的壓力傳感 器輸出排油口的實際壓力，所述的第一比較器輸出壓力閾值和實際壓力 的比較結(jié)果；所述的放大器的負輸入端連接所述的第一比較器，所述的 放大器的輸出端連接所述的非穩(wěn)態(tài)閥，放大器的輸出信號控制所述的非 穩(wěn)態(tài)閥的兩個輸出口的出油量。
為了確保給負載恒壓平穩(wěn)供油，所述的斜盤的慣性速度、所述的非穩(wěn)態(tài)閥的調(diào)控速度、所述的壓力傳感器的感應速度、所述的控制器的數(shù) 據(jù)處理速度依次高一個數(shù)量級。
更進一步，所述的放大器的負輸入端連接第二比較器，所述的第二 比較器的正負輸入端分別連接所述的閾值命令源和一測量所述斜盤的 傾斜位移的位移傳感器，所述的閾值命令源輸出根據(jù)用戶需要設(shè)定的流 量閾值，所述的位移傳感器輸出與實際流量對應的位移信號，所述的第 二比較器輸出流量閾值和實際流量的比較結(jié)果。
更進一步，所述的控制器中設(shè)有模式選擇模塊，模式選擇模塊控制
放大器選擇壓力模式或者流量模式或者流量-壓力模式控制非穩(wěn)態(tài)閥；
當放大器選擇壓力模式時，放大器只參考所述的第一比較器輸出的 結(jié)果執(zhí)行如下操作
(1) 實際壓力小于壓力閾值時，放大器輸出信號使非穩(wěn)態(tài)閥中與 連接在斜盤后仰部的油缸C連接的油口A進油大、另一個油口B進油小，
使油缸C的活塞向前進、另一個油缸D的活塞向后退，斜盤傾角增大， 泵的排量增大、排油口壓力增大；
(2) 實際壓力大于壓力閾值時，放大器輸出信號使非穩(wěn)態(tài)閥的油 口A進油小、油口B進油大，使連接在油缸C上的推桿向后退、連接在油 缸D上的推桿向前進，斜盤傾角減小，泵的排量減小、排油口壓力減小。
當放大器選擇流量模式時，放大器只參考所述的第二比較器輸出的 結(jié)果執(zhí)行如下操作
(1) 實際流量小于流量閾值時，放大器輸出信號使非穩(wěn)態(tài)閥中油 口A進油大、另一個油口B進油小，使油缸C的活塞向前進、另一個油缸 D的活塞向后退，斜盤傾角增大，泵的排量增大、排油口壓力增大；
(2) 實際流量大于流量閾值時，放大器輸出信號使非穩(wěn)態(tài)閥的油口A進油小、油口B進油大，使連接在油缸C上的推桿向后退、連接在油 缸D上的推桿向前進，斜盤傾角減小，泵的排量減小、排油口壓力減小。 當放大器選擇流量-壓力模式時，放大器同時參考所述的第一比較器
輸出的結(jié)果和所述的第二比較器輸出的結(jié)果執(zhí)行如下操作
(1) 根據(jù)所述的第二比較器輸出的結(jié)果判斷實際流量是否大于流
量閾值；
(2) 實際流量大于流量閾值時，放大器輸出信號使非穩(wěn)態(tài)閥的油 口A進油小、油口B進油大，使連接在油缸C上的推桿向后退、連接在油 缸D上的推桿向前進，斜盤傾角減小，泵的排量減小、排油口壓力減小；
(3) 實際流量小于流量閾值時，根據(jù)所述的第一比較器輸出的壓 力閾值與實際壓力的比較結(jié)果判斷實際壓力是否大于壓力閾值；
(4) 實際壓力大于壓力閾值時，放大器輸出信號使非穩(wěn)態(tài)閥的油 口A進油小、油口B進油大，使連接在油缸C上的推桿向后退、連接在油 缸D上的推桿向前進，斜盤傾角減小，泵的排量減小、排油口壓力減??；
(5) 實際壓力小于壓力閾值時，放大器輸出信號使非穩(wěn)態(tài)閥中油 口A進油大、另一個油口B進油小，使油缸C的活塞向前進、另一個油缸 D的活塞向后退，斜盤傾角增大，泵的排量增大、排油口壓力增大。
再進一步，所述的非穩(wěn)態(tài)閥是差壓式非穩(wěn)態(tài)閥或滑柱式非穩(wěn)態(tài)閥。 本實用新型的控制原理.-
初始狀態(tài)時，排油口的壓力為零、斜盤與傳動軸垂直，實際壓力小 于壓力閾值、實際流量小于壓力閾值、流量；開啟系統(tǒng)，放大器輸出信 號控制非穩(wěn)態(tài)闊中油口A進油大、另一個油口B進油小，使油缸C的活塞 向前進、另一個油缸D的活塞向后退，斜盤傾角增大，實際流量增大、 泵的排量增大、排油口的實際壓力增大，實際流量不斷逼近流量閾值、實際壓力不斷逼近壓力閾值。
當放大器只連接第一比較器時，排油口連接的負載用油量增大時，
所述的壓力傳感器感應到的實際壓力減??；放大器輸出信號控制非穩(wěn)態(tài) 閥中油口A進油大、另一個油口B進油小，使油缸C的活塞向前進、另一 個油缸D的活塞向后退，斜盤傾角增大，實際流量增大、泵的排量增大、 排油口的實際壓力增大；若實際壓力始終小于壓力閾值，斜盤傾角不斷 增大直至斜盤傾斜的極限位置。排油口連接的負載用油量減小時，所述 的壓力傳感器感應到的實際壓力增大；放大器輸出信號使非穩(wěn)態(tài)閥的油 口A進油小、油口B進油大，使連接在油缸C上的推桿向后退、連接在油 缸D上的推桿向前進，斜盤傾角減小，泵的排量減小、排油口壓力減小。 當放大器同時連接第一比較器和第二比較器時，排油口連接的負載 用油量增大時，所述的壓力傳感器感應到的實際壓力減?。环糯笃鬏敵?信號控制非穩(wěn)態(tài)閥中油口A進油大、另一個油口B進油小，使油缸C的活 塞向前進、另一個油缸D的活塞向后退，斜盤傾角增大，實際流量增大、 泵的排量增大、排油口的實際壓力增大；若實際壓力始終小于壓力閾值， 壓力模式下，斜盤傾角不斷增大直至斜盤傾斜的極限位置；流量-壓力模 式下，當實際流量不超過流量閾值時，斜盤傾角不斷增大、泵的排量增 大實際流量增大、排油口實際壓力增大，但當實際流量超過達流量閾值 時，放大器輸出信號控制非穩(wěn)態(tài)閥中油口A進油減小、另一個油口B進 油增大，使油缸C的活塞向后退、另一個油缸D的活塞向前進，斜盤傾 角減小，實際流量減小。排油口連接的負載用油量減小時，所述的壓力 傳感器感應到的實際壓力增大；放大器輸出信號使非穩(wěn)態(tài)閥的油口A進 油小、油口B進油大，使連接在油缸C上的推桿向后退、連接在油缸D上 的推桿向前進，斜盤傾角減小，泵的排量減小、排油口壓力減小。當變量泵工作結(jié)束時，關(guān)閉系統(tǒng)，放大器輸出信號控制非穩(wěn)態(tài)閥中 油口A進油小、另一個油口B進油大，使油缸C的活塞向后退、另一個油
缸D的活塞向前進，斜盤傾角減小到零，實際流量減小到零、排油口的
實際壓力減小到零。
在這里，我們要說明的是，系統(tǒng)地調(diào)控過程不是一次到位的，而是 連續(xù)自適應調(diào)節(jié)智能逼近的過程。因為每次調(diào)控，實際流量和實際壓力 都會發(fā)生變化，第一比較器和第二比較器的輸出信號也就改變了，斜盤 下一調(diào)控周期的斜盤傾角也就改變了。因此，斜盤是不斷運動的，是一 個不斷調(diào)整斜盤傾角以適應排量和壓力變化的連續(xù)調(diào)控過程。本實用新 型通過非穩(wěn)態(tài)閥控制油缸運動，系統(tǒng)可以每秒近千次的速率進行調(diào)控， 很快就能使泵的排量與負載要求的排量相適應。本實用新型采用獨特的 調(diào)控理念，能夠為負載持續(xù)平穩(wěn)地供油。
本實用新型的優(yōu)點是能夠根據(jù)流量變化的需要，智能地調(diào)節(jié)斜盤 的位置，其施力方式合理、反應速度快、調(diào)節(jié)迅速而精確、耗能小。


圖l為本實用新型的示意圖2為本實用新型只有第一比較器的情況下的主流程圖； 圖3為本實用新型有兩個比較器的情況下流量-壓力模式的主流程圖。
具體實施方式
實施例一 參照圖l，圖2:
本實用新型所述的軸向柱塞式變量泵，包括以可改變相對傾斜角的方式鉸接于斜盤座上的斜盤l;
可轉(zhuǎn)動的柱塞缸體2，所述的缸體2內(nèi)沿圓周方向布置有軸向的柱塞 孔21;所述的柱塞孔21前部設(shè)置有柱塞22，所述的柱塞22的前端以球鉸 方式連接一可滑行于所述斜盤l面部的滑靴ll;
所述的柱塞缸體2的后部連接一分油盤3，所述分油盤3上有吸油口 31和排油口32，所述的吸油口31和排油口32對接所述的柱塞孔21的后 部；所述的吸油口 3l和排油口 32都連接有輸油管33;
所述的排油口32上裝有測量排油壓力的壓力傳感器7;
所述的斜盤1的前傾部13通過推桿41連接推力油缸4D，所述的斜盤1 的后仰部12通過推桿41連接推力油缸4C，所述的兩個推力油缸形成改變 所述的斜盤l的傾斜角的力臂副；
所述的兩推力油缸的內(nèi)腔分別連通一個非穩(wěn)態(tài)閥5的兩個輸出口 5A,5B;所述的非穩(wěn)態(tài)閥5受控于一控制器；
所述的控制器包括第一比較器61、放大器63、閾值命令源64，所述 的第一比較器61的正負輸入端分別連接所述的閾值命令源64和所述的 壓力傳感器7，所述的閾值命令源64輸出根據(jù)用戶需要設(shè)定的壓力閾值， 所述的壓力傳感器7輸出排油口的實際壓力，所述的第一比較器61輸出 壓力閾值和實際壓力的比較結(jié)果；所述的放大器63的負輸入端連接所述 的第一比較器61，所述的放大器63的輸出端連接所述的非穩(wěn)態(tài)闊5，放 大器63的輸出信號控制所述的非穩(wěn)態(tài)閥5的兩個輸出口5A，5B的出油量 的信號。
為了確保給負載恒壓平穩(wěn)供油，所述的斜盤l的慣性速度、所述的 非穩(wěn)態(tài)閥5的調(diào)控速度、所述的壓力傳感器7的感應速度、所述的控制器 的數(shù)據(jù)處理速度依次高一個數(shù)量級。放大器63參考所述的第一比較器61的輸出結(jié)果執(zhí)行如下操作
(1) 實際壓力小于壓力閾值時，放大器63輸出信號使非穩(wěn)態(tài)閥5中 與連接在斜盤1后仰部12的油缸4D連接的油口5A進油大、另一個油口5B 進油小，使油缸4C的活塞向前進、另一個油缸4D的活塞向后退，斜盤l 傾角增大，泵的排量增大、排油口壓力增大；
(2) 實際壓力大于壓力閾值時，放大器63輸出信號使非穩(wěn)態(tài)閥5的 油口5A進油小、油口5B進油大，使連接在油缸4C上的推桿41向后退、 連接在油缸4D上的推桿41向前進，斜盤傾角減小，泵的排量減小、排油 口壓力減小。
本實用新型的控制原理
初始狀態(tài)時，排油口32的壓力為零、斜盤l與傳動軸垂直，實際壓 力小于壓力閾值小于壓力閾值；開啟系統(tǒng)，放大器63輸出信號控制非穩(wěn) 態(tài)閥5中油口5A進油大、另一個油口5B進油小，使油缸4C的活塞向前進、 另一個油缸4D的活塞向后退，斜盤l傾角增大，實際流量增大、泵的排 量增大、排油口的實際壓力增大，實際流量不斷逼近流量閾值、實際壓 力不斷逼近壓力閾值。
當排油口連接的負載用油量增大時，所述的壓力傳感器7感應到的 實際壓力減??；放大器63輸出信號控制非穩(wěn)態(tài)閥5中油口5A進油大、另 一個油口5B進油小，使油缸4C的活塞向前進、另一個油缸4D的活塞向 后退，斜盤l傾角增大，實際流量增大、泵的排量增大、排油口32的實 際壓力增大；若實際壓力始終小于壓力閾值，斜盤l傾角不斷增大直至 斜盤傾斜的極限位置。
當排油口32連接的負載用油量減小時，所述的壓力傳感器7感應到 的實際壓力增大；放大器63輸出信號使非穩(wěn)態(tài)閥5的油口5A進油小、油口5B進油大，使連接在油缸4C上的推桿向后退、連接在油缸4D上的推 桿41向前進，斜盤傾角減小，泵的排量減小、排油口壓力減小。
當變量泵工作結(jié)束時，關(guān)閉系統(tǒng)，放大器63輸出信號控制非穩(wěn)態(tài)閥 5中油口5A進油小、另一個油口5B迸油大，使油缸4C的活塞向后退、另 一個油缸4D的活塞向前進，斜盤傾角減小到零，實際流量減小到零、排 油口的實際壓力減小到零。
實施例二 參照圖l，圖3:
實施例二與實施例一的不同之處在于-
所述的放大器63的負輸入端連接第二比較器62，所述的第二比較器 62的正負輸入端分別連接所述的閾值命令源64和一測量所述斜盤1的傾 斜位移的位移傳感器8，所述的閾值命令源64輸出根據(jù)用戶需要設(shè)定的 流量閾值，所述的位移傳感器8輸出與實際流量對應的位移信號，所述 的第二比較器62輸出流量閾值和實際流量的比較結(jié)果。
所述的控制器中設(shè)有模式選擇模塊，模式選擇模塊控制放大器63選 擇壓力模式或者流量模式或者流量-壓力模式控制非穩(wěn)態(tài)閥；
放大器63選擇流量-壓力模式，同時參考所述的第一比較器61輸出結(jié) 果和所述的第二比較器62輸出的結(jié)果執(zhí)行如下操作
(1) 根據(jù)所述的第二比較器62輸出的結(jié)果判斷實際流量是否大于 流量閾值；
(2) 實際流量大于流量閾值時，放大器63輸出信號使非穩(wěn)態(tài)闊5的 油口5A進油小、油口5B進油大，使連接在油缸4C上的推桿向后退、連 接在油缸4D上的推桿向前進，斜盤傾角減小，泵的排量減小、排油口壓力減?。?br> (3) 實際流量小于流量閾值時，根據(jù)所述的第一比較器61輸出的 結(jié)果判斷實際壓力是否大于壓力閾值；
(4) 實際壓力大于壓力閾值時，放大器61輸出信號使非穩(wěn)態(tài)閥5的 油口5A進油小、油口5B進油大，使連接在油缸4C上的推桿41向后退、 連接在油缸4D上的推桿41向前進，斜盤傾角減小，泵的排量減小、排油 口壓力減??；
(5) 實際壓力小于壓力閾值時，放大器63輸出信號使非穩(wěn)態(tài)閥5中 油口5A進油大、另一個油口5B進油小，使油缸4C的活塞向前進、另一 個油缸4D的活塞向后退，斜盤傾角增大，泵的排量增大、排油口壓力增 大。
其控制原理與實施例一的不同之處在于當排油口32連接的負載用 油量增大時，所述的壓力傳感器7感應到的實際壓力減??；放大器63輸 出信號控制非穩(wěn)態(tài)閥5中油口5A進油大、另一個油口5B進油小，使油缸 4C的活塞向前進、另一個油缸4D的活塞向后退，斜盤傾角增大，實際 流量增大、泵的排量增大、排油口的實際壓力增大；若實際壓力始終小 于壓力閾值，當實際流量不超過流量閾值時，斜盤傾角不斷增大、泵的 排量增大實際流量增大、排油口實際壓力增大，但當實際流量超過達流 量閾值時，放大器63輸出信號控制非穩(wěn)態(tài)閥5中油口5A迸油減小、另一 個油口5B進油增大，使油缸4C的活塞向后退、另一個油缸4D的活塞向 前進，斜盤傾角減小，實際流量減小。
本實施例中，放大器還可以選擇壓力模式或者流量模式控制非穩(wěn)態(tài) 閥5。本實施例中還可以選擇壓力模式或者流量模式，當選擇壓力模式 時，放大器63僅僅參考第一比較器61控制非穩(wěn)態(tài)閥5，控制方式與實施例一相同。
當選擇流量模式時，放大器63僅僅參考第二比較器62控制非穩(wěn)態(tài)閥
5，執(zhí)行如下操作
(1)實際流量小于流量閾值時，放大器輸出信號使非穩(wěn)態(tài)閥中油
口A進油大、另一個油口B進油小，使油缸C的活塞向前進、另一個油缸 D的活塞向后退，斜盤傾角增大，泵的排量增大、排油口壓力增大；
(2)實際流量大于流量閾值時，放大器輸出信號使非穩(wěn)態(tài)閥的油口A 進油小、油口B進油大，使連接在油缸C上的推桿向后退、連接在油缸D 上的推桿向前進，斜盤傾角減小，泵的排量減小、排油口壓力減小。
本說明書實施例所述的內(nèi)容僅僅是對發(fā)明構(gòu)思的實現(xiàn)形式的列舉， 本實用新型的保護范圍的不應當被視為僅限于實施例所陳述的具體形 式，本實用新型的保護范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實用新型構(gòu)思 所能夠想到的等同技術(shù)手段。
權(quán)利要求1、本實用新型所述的軸向柱塞式變量泵，包括以可改變相對傾斜角的方式鉸接于斜盤座上的斜盤；可轉(zhuǎn)動的柱塞缸體，所述的缸體內(nèi)沿圓周方向布置有軸向的柱塞孔；所述的柱塞孔前部設(shè)置有柱塞，所述的柱塞的前端以球鉸方式連接一可滑行于所述斜盤面部的滑靴；所述的柱塞缸體的后部連接一分油盤，所述分油盤上有吸油口和排油口，所述的吸油口和排油口對接所述的柱塞孔的后部；所述的吸油口和排油口都連接有輸油管；所述的排油口上裝有測量排油壓力的壓力傳感器；其特征在于所述的斜盤的前傾部和后仰部分別連接一推力油缸的推桿，所述的兩個推力油缸形成改變所述的斜盤的傾斜角的力臂副；所述的兩推力油缸的內(nèi)腔分別連通一個非穩(wěn)態(tài)閥的兩個輸出口；所述的非穩(wěn)態(tài)閥受控于一控制器；所述的控制器包括第一比較器、放大器、閾值命令源，所述的第一比較器的正負輸入端分別連接所述的閾值命令源和所述的壓力傳感器；所述的放大器的負輸入端連接所述的第一比較器，所述的放大器的輸出端連接所述的非穩(wěn)態(tài)閥。
2、 如權(quán)利要求l所述的軸向柱塞式變量泵，其特征在于所述的放大器的負輸入端連接第二比較器，所述的第二比較器的正負輸入端 分別連接所述的閾值命令源和一測量所述斜盤的傾斜位移的位移傳感器。
3、 如權(quán)利要求2所述的軸向柱塞式變量泵，其特征在于所述的 控制器中設(shè)有模式選擇模塊，模式選擇模塊控制放大器選擇壓力模式 或者流量模式或者流量-壓力模式控制非穩(wěn)態(tài)閥。
4、 如權(quán)利要求l-3之一所述的軸向柱塞式變量泵，其特征在于 所述的非穩(wěn)態(tài)閥是差壓式非穩(wěn)態(tài)閥或滑柱式非穩(wěn)態(tài)閥。
專利摘要本實用新型所述的軸向柱塞式變量泵，包括斜盤、滑靴、柱塞、柱塞缸體、分油盤，所述的斜盤的前傾部和后仰部分別連接一推力油缸的推桿，所述的兩推力油缸的內(nèi)腔分別連通一個非穩(wěn)態(tài)閥的兩個輸出口；所述的非穩(wěn)態(tài)閥受控于一控制器，所述的控制器包括第一比較器、放大器、閾值命令源，所述的放大器連接一個第二比較器。本實用新型具有可以感知變量泵排量的精確變化，快速控制斜盤角度，能量消耗少、效率高的優(yōu)點。
文檔編號F04B49/00GK201363244SQ20082013840
公開日2009年12月16日 申請日期2008年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月18日
發(fā)明者韓志翔 申請人:聯(lián)塑(杭州)機械有限公司;陸孝庭