技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種斜盤式變量柱塞泵，特別是一種緊湊型斜盤式電比例軸向柱塞泵及其控制方法。

背景技術(shù)：

斜盤式電比例軸向柱塞泵是常用的液壓動力元件，通過改變輸入比例電磁鐵電流的大小即可對其排量進行控制。目前工程機械現(xiàn)有的斜盤式電比例變量柱塞泵一般通過在斜盤兩端分別設(shè)置一個油缸，通過電比例控制閥控制油液流入或者流出兩個油缸來達到改變斜盤傾角的目的。常規(guī)的兩個油缸分別為兩個推動斜盤擺動的油缸，兩個油缸直接與斜盤接觸，會造成斜盤兩側(cè)整體的長度變大，而導致泵整體體積的增大。但是對于現(xiàn)有的工程機械而言，柱塞泵的體積越小越方便整體結(jié)構(gòu)的布局。但是現(xiàn)有的斜盤式電比例柱塞泵的兩個油缸的布局形式，從結(jié)構(gòu)上限制了柱塞泵小型化的可能，不利于工程機械的小型化要求。并且常規(guī)的電比例排量控制泵，其控制油路需要以油管的形式安裝在泵體以外，不利于工程機械的安裝與運輸。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供一種緊湊型斜盤式電比例軸向柱塞泵及其控制方法。本發(fā)明能減少柱塞泵的整體體積，緊湊型強；還有全部油路可設(shè)置在泵殼體內(nèi)，能進一步減小體積。

本發(fā)明的技術(shù)方案：緊湊型斜盤式電比例軸向柱塞泵，其特征在于：包括電比例控制閥和泵體，電比例控制閥連接有比例電磁鐵，泵體連接有斜盤，電比例控制閥設(shè)置在斜盤的一側(cè)，在斜盤相對于電比例控制閥的另一側(cè)設(shè)有回位彈簧。

前述的緊湊型斜盤式電比例軸向柱塞泵中，所述電比例控制閥包括電比例閥閥套，電比例閥閥套外端部上設(shè)有變量缸，電比例閥閥套的側(cè)部設(shè)有壓力油口、回油口和進變量缸壓力油口，電比例閥閥套內(nèi)壁上設(shè)有電控閥芯臺階，電比例閥閥套內(nèi)設(shè)有電比例閥閥芯，電比例閥閥芯內(nèi)經(jīng)反饋彈簧設(shè)有延伸至變量缸內(nèi)的導桿，電比例閥閥芯內(nèi)端部與電比例閥閥套之間設(shè)有調(diào)壓彈簧，變量缸端部設(shè)有鋼球，鋼球與斜盤活動連接。

前述的緊湊型斜盤式電比例軸向柱塞泵中，所述電比例控制閥上并聯(lián)有壓力切斷閥，變量缸經(jīng)單向閥B與壓力切斷閥連接；所述泵體的出油口還經(jīng)一對反向設(shè)置的單向閥A和單向閥C連接有外控接口。

根據(jù)前述的緊湊型斜盤式電比例軸向柱塞泵的控制方法，當給比例電磁鐵的輸入電信號時，電比例控制閥的電比例閥閥芯左右兩側(cè)分別受到比例電磁鐵的推力和斜盤旋轉(zhuǎn)導致的反饋力，使電比例閥閥芯保持一個動態(tài)平衡，而斜盤也處于電信號所對應(yīng)的一個擺角。

前述的緊湊型斜盤式電比例軸向柱塞泵的控制方法中，當比例電磁鐵斷電或低于變量起點值時，外控接口的壓力油或出油口的壓力油經(jīng)過電控閥芯臺階右側(cè)進入變量缸，在壓力油的作用力下,斜盤被推至零擺角，此時泵體輸出流量為0。

前述的緊湊型斜盤式電比例軸向柱塞泵的控制方法中，當比例電磁鐵輸入電流逐漸增加時，電控閥芯臺階右側(cè)閥口關(guān)閉，進入變量缸的壓力油被切斷，同時，電控閥芯臺階左側(cè)開啟，變量缸中的壓力油通過閥芯臺階左側(cè)進入回油，使變量缸中的壓力下降，斜盤在回位彈簧的作用下，擺角逐漸增大，同時泵體的排量逐漸增大。

前述的緊湊型斜盤式電比例軸向柱塞泵的控制方法中，所述斜盤角度在增大的過程中，通過鋼球、導桿將斜盤的角位移轉(zhuǎn)化成變量缸直線位移，反饋彈簧的力隨直線位移量的增大而增大，電比例閥芯在反饋彈簧力的作用下，電控閥芯臺階左側(cè)關(guān)閉，電控閥芯臺階右側(cè)打開，壓力油重新進入變量缸，直至變量缸兩側(cè)建立新的力平衡狀態(tài)。

前述的緊湊型斜盤式電比例軸向柱塞泵的控制方法中，當比例電磁鐵的輸入電流逐漸減小時，電控閥芯臺階左右側(cè)閥口開閉進行了切換，電控閥芯臺階左側(cè)關(guān)閉，電控閥芯臺階右側(cè)打開，高壓油經(jīng)過電控閥芯臺階右側(cè)進入變量缸，變量缸中的壓力逐漸升高，從而壓縮回位彈簧，使斜盤擺角逐漸較小，同時泵的排量逐漸減小。

前述的緊湊型斜盤式電比例軸向柱塞泵的控制方法中，當電流上升使排量增大時導致系統(tǒng)壓力上升，通過壓力切斷閥進行壓力切斷實現(xiàn)自我保護。

前述的緊湊型斜盤式電比例軸向柱塞泵的控制方法中，當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；當壓力切斷閥開啟后，單向閥B打開，此時，電比例閥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，實現(xiàn)壓力切斷。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過將變量缸設(shè)置在斜盤一側(cè)減少了斜盤的擺動方向上的整體長度，相較于現(xiàn)有電比例泵，本發(fā)明采用的變量缸，其長度尺寸只有現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的一半，這樣當斜盤整體擺動時所需要的空間就更小，并且將控制油路集成在泵殼體上，所以泵體可以相對地做得更小，以減少整體體積。沒有外部油管，不管是運輸還是安裝，都裝變的更加簡單和易操作。并且使用電比例控制閥進行控制，只要對主泵的輸入電流進行編碼控制，就能使主機對各種工況下的排量進行調(diào)節(jié)，可實現(xiàn)主機的智能化控制。本發(fā)明所使用的零件數(shù)，只有現(xiàn)有電比例泵的一半，因此本發(fā)明具有抗干擾能力強的特點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是電比例電磁閥的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是壓力切斷閥的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明的控制原理示意圖。

附圖中的標記為：1-電比例控制閥，2-反饋彈簧，3-轉(zhuǎn)子，4-柱塞，5-回位彈簧，6-斜盤，7-比例電磁鐵，8-電比例閥閥套，9-電比例閥閥芯，10-調(diào)壓彈簧，11-導桿，12-變量缸，13-鋼球，14-閥體，15-壓力切斷閥芯，16-單向閥A，17-單向閥B，18-單向閥C，101-電控閥芯臺階，P-壓力油口，A-進入變量缸壓力油口，T-回油口。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但并不作為對本發(fā)明限制的依據(jù)。

實施例。緊湊型斜盤式電比例軸向柱塞泵，構(gòu)成如圖1所示，包括電比例控制閥1和泵體，電比例控制閥1連接有比例電磁鐵7，泵體連接有斜盤6，電比例控制閥1設(shè)置在斜盤6的一側(cè)，在斜盤6相對于電比例控制閥1的另一側(cè)設(shè)有回位彈簧5。所述泵體一般包括轉(zhuǎn)子3和柱塞4。

所述電比例控制閥1，構(gòu)成如圖2所示，包括電比例閥閥套8，電比例閥閥套8外端部上設(shè)有變量缸12，電比例閥閥套8的側(cè)部設(shè)有壓力油口P、回油口T和進變量缸壓力油口A，電比例閥閥套1內(nèi)壁上設(shè)有電控閥芯臺階101，電比例閥閥套1內(nèi)設(shè)有電比例閥閥芯9，電比例閥閥芯9內(nèi)經(jīng)反饋彈簧2設(shè)有延伸至變量缸12內(nèi)的導桿11，電比例閥閥芯9內(nèi)端部與電比例閥閥套8之間設(shè)有調(diào)壓彈簧10，變量缸12端部設(shè)有鋼球13，鋼球13與斜盤6活動連接。

所述電比例控制閥1上并聯(lián)有壓力切斷閥，變量缸12經(jīng)單向閥B17與壓力切斷閥連接；所述泵體的出油口還經(jīng)一對反向設(shè)置的單向閥A16和單向閥C18連接有外控接口。所述壓力切斷閥，構(gòu)成如圖3所示，包括閥體14，閥體14內(nèi)設(shè)有壓力切斷閥芯15。

本發(fā)明的控制方法，如圖4所示，其中上方為壓力切斷閥，下方為電比例控制閥，S為吸油口，B為出油口，Y為外控接口，泵體在初始狀態(tài)時，電比例電磁閥左位工作，泵體出口油常通變量缸，所以泵初始在零排量。當比例電磁鐵通電時，電比例控制閥閥芯1在比例電磁鐵7推力的作用下，右位開始工作，此時泵體出口通往變量缸N的油路被截斷，變量缸接通回油，斜盤6在回位彈簧5的作用下向零排量變化。具體變量控制過程如下：

為了使油泵排量在出口壓力較低時的控制更加精確，需引入外控油源，該油源既要控制斜盤6的擺角，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A16及外控接口設(shè)置單向閥C18，當外控壓力油大于出口壓力油時，單向閥C18打開，單向閥A16關(guān)閉，斜盤6控制油源為外控壓力油；當出口壓力油大于外控壓力油時單向閥A16打開，單向閥C18關(guān)閉，此時的斜盤6控制油源為泵出口壓力油。

當比例電磁鐵7斷電或低于變量起點值時，外控壓力油或出口壓力油經(jīng)過電控閥芯臺階101右側(cè)進入變量缸，在壓力油的作用力下,斜盤6被推至零擺角，此時泵輸出流量為0。

當比例電磁鐵7輸入電流逐漸增加時，電控閥芯臺階101右側(cè)閥口關(guān)閉，進入變量缸12的壓力油被切斷，同時，電控閥芯臺階101左側(cè)開啟，變量缸12中的壓力油通過閥芯臺階101左側(cè)進入回油，使變量缸12中的壓力下降，此時，斜盤6在回位彈簧5的作用下，擺角逐漸增大，相應(yīng)的，泵的排量逐漸增大。斜盤6角度在增大的過程中，通過鋼球13、導桿11將斜盤6的角位移轉(zhuǎn)化成變量缸直線位移，反饋彈簧2的力隨直線位移量的增大而增大，電比例閥芯9在反饋彈簧2力的作用下，電控閥芯臺階101左側(cè)關(guān)閉，電控閥芯臺階101右側(cè)打開，壓力油重新進入變量缸12，直至變量缸12兩側(cè)建立新的力平衡狀態(tài)。

當比例電磁鐵7的輸入電流逐漸減小時，電控閥芯臺階101左右側(cè)閥口開閉進行了切換，電控閥芯臺階101左側(cè)關(guān)閉，電控閥芯臺階101右側(cè)打開，高壓油（相對本系統(tǒng)）經(jīng)過電控閥芯臺階101右側(cè)進入變量缸12，變量缸12中的壓力逐漸升高，從而壓縮回位彈簧5，使斜盤6擺角逐漸較小，相應(yīng)的，泵的排量逐漸減小。電流的大小，決定了斜盤6的擺角的大小，電流的連續(xù)變化，實現(xiàn)了泵排量的無級變化。

從零排量到最大排量對應(yīng)的電流區(qū)間，是由反饋彈簧2剛度決定的，而彈簧剛度的設(shè)計則根據(jù)電磁鐵7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。改變變量區(qū)間的起調(diào)點，可以通過增加調(diào)整墊片改變反饋彈簧2和調(diào)壓彈簧10的共同預緊力來實現(xiàn)，預緊力越大，變量起始點越高，預緊力越小，變量起始點越低。

當電流上升使排量增大時導致系統(tǒng)壓力上升，需要壓力切斷實現(xiàn)自我保護，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，能各自實現(xiàn)特定的功能，通過安置單向閥B，當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；當壓力切斷閥開啟后，單向閥B打開，此時，無論電比例閥芯9受電流作用處于任何位置，斜盤6都將在液壓力的作用下推至0擺角，實現(xiàn)壓力切斷。