本發(fā)明涉及一種能夠?qū)崿F(xiàn)雙向變量的控制閥及開式液壓泵,屬于液壓系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
目前,市面上常用的液壓泵為力士樂的A10VO/31系列和A11V系列柱塞泵,此系列油泵為開式柱塞泵,泵排量的調(diào)節(jié)由一對差動變量缸推動斜盤擺動實現(xiàn),變量控制閥控制進入變量缸油液的壓力,推動變量缸處于不同位置,對應(yīng)于斜盤不同的擺角;復(fù)位缸缸桿與反饋桿連接,反饋桿通過彈簧作用在控制閥芯上,實現(xiàn)變量控制的位移-力反饋。
差動缸由變量缸、復(fù)位缸、彈簧組成,通過控制變量缸的位置變化實現(xiàn)斜盤擺角的改變。變量缸中設(shè)計有泄壓油孔,限制斜盤最小擺角位置。差動缸的行程限制和變量控制閥的功能限制,使此系列泵無法實現(xiàn)斜盤的雙向變量。
因此,現(xiàn)有的柱塞泵不能實現(xiàn)斜盤的雙向變量,只能實現(xiàn)泵功能,不能實現(xiàn)馬達功能,不能用于能量回收系統(tǒng);另外,A10VO/31系列變量泵為流量控制,不能實現(xiàn)泵排量的電比例控制。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題,本發(fā)明提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)雙向變量的控制閥及開式液壓泵,有效實現(xiàn)斜盤的雙向變量,既可實現(xiàn)泵功能,又能實現(xiàn)馬達功能。
為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的一種能夠?qū)崿F(xiàn)雙向變量的控制閥,包括控制閥閥體、泵斜盤、與泵斜盤連接的變量反饋桿,及設(shè)置在控制閥閥體外且與變量反饋桿配合的比例電磁閥I和比例電磁閥II;
所述比例電磁閥I與閥桿I連接,所述閥桿I的前端設(shè)有彈簧座,所述彈簧座上設(shè)有大彈簧、小彈簧,所述小彈簧位于大彈簧的前端且小彈簧的端部設(shè)有端蓋,所述端蓋與變量反饋桿的一端配合;
所述比例電磁閥II與閥桿II連接,所述閥桿II的前端設(shè)有彈簧座,所述彈簧座上設(shè)有大彈簧、小彈簧,所述小彈簧位于大彈簧的前端且小彈簧的端部設(shè)有端蓋,所述端蓋與變量反饋桿的另一端配合;
當斜盤往一個方向擺動時,斜盤帶動變量反饋桿擺動,使變量反饋桿壓緊端蓋,端蓋通過小彈簧、大彈簧和彈簧座傳遞作用力到閥桿I上,使變量反饋桿的反饋力與比例電磁閥I的作用力相平衡;
當斜盤往另一個方向擺動時,斜盤帶動變量反饋桿往另一方向擺動,使變量反饋桿壓緊端蓋,端蓋通過小彈簧、大彈簧和彈簧座傳遞作用力到閥桿II上,使變量反饋桿的反饋力與比例電磁閥II的作用力相平衡。
作為改進,所述變量反饋桿通過固定銷與泵斜盤連接。
作為改進,所述比例電磁閥I和比例電磁閥II位于控制閥閥體的同一側(cè)。
作為改進,所述控制閥閥體由螺栓固定連接至泵本體上。
本發(fā)明還提供了另一種能夠?qū)崿F(xiàn)雙向變量的控制閥,包括控制閥閥體、一端設(shè)置在控制閥閥體內(nèi)的變量反饋桿、及對稱設(shè)置在變量反饋桿兩側(cè)的比例電磁閥I和比例電磁閥II,所述變量反饋桿的另一端與變量缸連接;
所述比例電磁閥I與閥桿I連接,所述閥桿I的前端設(shè)有彈簧座,彈簧座的前端設(shè)有彈簧、端蓋;所述比例電磁閥II與閥桿II連接,所述閥桿II的前端設(shè)有彈簧座,彈簧座的前端設(shè)有彈簧、端蓋;
所述變量缸帶動變量反饋桿往一方向擺動,使變量反饋桿壓緊端蓋,端蓋通過彈簧和彈簧座傳遞作用力到閥桿I或閥桿II上,使變量反饋桿的反饋力與比例電磁閥I或比例電磁閥II的作用力相平衡。
作為改進,所述比例電磁閥I中的彈簧座通過限位螺釘I固定在控制閥閥體內(nèi)。
作為進一步改進,所述比例電磁閥II中的彈簧座通過限位螺釘II固定在控制閥閥體內(nèi)。
作為改進,所述變量缸設(shè)置在控制閥閥體的下端。
另外,本發(fā)明還提供了一種開式液壓泵,該開式液壓泵含有上述任一項所述控制閥。
作為改進,該開式液壓泵包括泵本體、變量控制閥、及分別位于泵本體內(nèi)的變量缸、復(fù)位缸和梭閥II;
所述變量控制閥包括位于泵本體內(nèi)的泵斜盤、反向斜盤位置反饋彈簧、比例電磁閥YII、反向機械限位裝置、梭閥I、正向機械限位裝置、壓力切斷閥、正向斜盤位置反饋彈簧和比例電磁閥YI;
所述變量缸內(nèi)設(shè)有變量反饋桿,所述變量缸、復(fù)位缸分別與泵斜盤相連,所述梭閥II的進油口分別與工作油口B和外控油口G相連,通過梭閥II控制壓力油進入比例電磁閥YI、比例電磁閥YII和壓力切斷閥;
當比例電磁閥YI得到不同電流、比例電磁閥YII不得電時,該液壓泵實現(xiàn)電比例泵功能;當比例電磁閥YII得到不同電流、比例電磁閥YI不得電時,該液壓泵實現(xiàn)電比例馬達功能。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明通過變量控制閥控制變量機構(gòu)的方式,實現(xiàn)斜盤正負擺角,達到電比例排量控制泵和馬達的功能,具有如下優(yōu)點:
1)殼體、柱塞、缸體等基礎(chǔ)部件無需改變,只需將變量機構(gòu)和控制閥塊進行更改設(shè)計即可實現(xiàn)多功能變量控制,元件成本低。
2)通過內(nèi)置電磁閥控制邏輯,保證電比例排量控制的泵功能,且通過斜盤角度機械反饋或者變量缸行程反饋與電比例閥調(diào)節(jié),實現(xiàn)馬達工況電比例控制功能。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的一種控制閥的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本發(fā)明的第二種控制閥的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為本發(fā)明的液壓原理結(jié)構(gòu)示意圖;
圖中:1、控制閥閥體,2、變量反饋桿,3、端蓋,4、小彈簧,5、大彈簧,6、彈簧座,7、閥桿I,8、閥桿II,9、比例電磁閥I,10、比例電磁閥II,11、彈簧,12、限位螺釘I,13、限位螺釘II,14、變量缸,15、泵本體,16、復(fù)位缸,17、反向斜盤位置反饋彈簧,18、比例電磁閥YII,19、反向機械限位裝置,20、梭閥I,21、正向機械限位裝置,22、壓力切斷閥,23、正向斜盤位置反饋彈簧,24、比例電磁閥YI,25、梭閥II。
具體實施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明了,下面通過附圖及實施例,對本發(fā)明進行進一步詳細說明。但是應(yīng)該理解,此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限制本發(fā)明的范圍。
除非另有定義,本文所使用的所有的技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同,本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施例的目的,不是旨在于限制本發(fā)明。
一種開式液壓泵,包括泵本體15和變量控制閥,所述泵本體15內(nèi)設(shè)置變量缸14、復(fù)位缸16和梭閥II25;
所述變量控制閥包括位于泵本體15內(nèi)的泵斜盤、反向斜盤位置反饋彈簧17、比例電磁閥YII18、反向機械限位裝置19、梭閥I20、正向機械限位裝置21、壓力切斷閥22、正向斜盤位置反饋彈簧23和比例電磁閥YI24;
所述變量缸14內(nèi)設(shè)有變量反饋桿2,所述變量缸14、復(fù)位缸16分別與泵斜盤相連,所述梭閥II25的進油口分別與工作油口B和外控油口G相連,通過梭閥II25控制壓力油進入比例電磁閥YI24、比例電磁閥YII18和壓力切斷閥22;
當比例電磁閥YI24得到不同電流、比例電磁閥YII18不得電時,該液壓泵實現(xiàn)電比例泵功能;當比例電磁閥YII18得到不同電流、比例電磁閥YI24不得電時,該液壓泵實現(xiàn)電比例馬達功能。該液壓泵的液壓原理如圖3所示。
該液壓泵的具體實現(xiàn)方式如下所述:
1)初始狀態(tài)。比例電磁閥YI失電,比例電磁閥YII失電。
實現(xiàn)方式:泵未啟動情況下,斜盤在復(fù)位彈簧作用下處于泵狀態(tài)最大排量位置,斜盤角度為a°。泵啟動后,泵處在0排量,斜盤角度擺到0°。
2)電比例控制泵功能。比例電磁閥YI從0到最大比例控制,比例電磁閥YII失電。
實現(xiàn)方式:比例電磁閥YI 24得電,泵內(nèi)部控制油通過比例電磁閥YI 24、壓力切斷閥22、梭閥I 20進入變量控制缸大腔,比例電磁閥YI 24、壓力切斷閥22、梭閥I 20進入變量控制缸大腔,改變比例電磁閥YI 24控制電流,可實現(xiàn)泵排量比例控制;
正向斜盤位置反饋彈簧23反饋斜盤0°到a°的變化量,比例電磁閥YI 24的輸入電流和正向斜盤位置反饋彈簧23的力平衡共同保證泵工況下的比例排量控制特性;
反向機械限位裝置19切斷正向斜盤位置反饋彈簧23對變量反饋桿2的作用力,使正向斜盤位置反饋彈簧23對變量反饋桿2沒有影響。
當泵的輸出壓力達到壓力切斷閥22的設(shè)定壓力時,壓力切斷閥22換向至左位,斜盤擺至0°,系統(tǒng)不再輸出流量,防止泵超載。
3)電比例控制馬達功能。比例電磁閥YI得電(最大電流),比例電磁閥YII從0到最大比例控制。
實現(xiàn)方式:比例電磁閥YI24保持最大控制電流,比例電磁閥YI24處于左位,變量缸大腔無壓力。當G口連接外部控制油,外部高壓控制油通過梭閥II25、比例電磁閥YII18、梭閥I20進入變量控制缸大腔,高壓控制油使變量缸行程增大,把斜盤推向負擺角。改變比例電磁閥YII18控制電流,可實現(xiàn)馬達排量比例控制。
反向斜盤位置反饋彈簧17反饋斜盤0°到-a°的變化量,比例電磁閥YII18的輸入電流和反向斜盤位置反饋彈簧17的力平衡共同保證馬達工況下的比例排量控制特性。
正向機械限位裝置21切斷反向斜盤位置反饋彈簧17對變量反饋桿2的作用力,使反向斜盤位置反饋彈簧17對變量反饋桿2沒有影響。
需要說明的是:若在泵工況,控制馬達的比例電磁閥YII意外得電,則將處于泵最小排量位置;若在馬達工況,控制泵的比例電磁閥YI意外失電,則將處于馬達最大排量位置。這兩種情況的發(fā)生,本裝置均向安全方向變量,不會出現(xiàn)危險狀態(tài)。
上述液壓泵中采用的實現(xiàn)雙向變量的控制閥的結(jié)構(gòu)可通過多種方式實現(xiàn)。本發(fā)明僅列舉兩例作為實施例。
第一種控制閥的結(jié)構(gòu)如圖1所示。該控制閥包括控制閥閥體1和泵斜盤,所述控制閥閥體1內(nèi)設(shè)有與泵斜盤連接的變量反饋桿2,及設(shè)置在控制閥閥體1外且與變量反饋桿2配合的比例電磁閥I9和比例電磁閥II10;
所述比例電磁閥I9與閥桿I7連接,所述閥桿I7的前端設(shè)有彈簧座6,所述彈簧座6上設(shè)有大彈簧5、小彈簧4,所述小彈簧4位于大彈簧5的前端且小彈簧4的端部設(shè)有端蓋3,所述端蓋3與變量反饋桿2的一端配合;
所述比例電磁閥II10與閥桿II8連接,所述閥桿II8的前端設(shè)有彈簧座6,所述彈簧座6上設(shè)有大彈簧5、小彈簧4,所述小彈簧4位于大彈簧5的前端且小彈簧4的端部設(shè)有端蓋3,所述端蓋3與變量反饋桿2的另一端配合;
當斜盤往一個方向擺動時,斜盤帶動變量反饋桿2擺動,使變量反饋桿2壓緊端蓋3,端蓋3通過小彈簧4、大彈簧5和彈簧座6傳遞作用力到閥桿I7上,使變量反饋桿2的反饋力與比例電磁閥I9的作用力相平衡;
當斜盤往另一個方向擺動時,斜盤帶動變量反饋桿2往另一方向擺動,使變量反饋桿2壓緊端蓋3,端蓋3通過小彈簧4、大彈簧5和彈簧座6傳遞作用力到閥桿II8上,使變量反饋桿2的反饋力與比例電磁閥II10的作用力相平衡。
作為實施例的改進,所述變量反饋桿2通過固定銷與泵斜盤連接。
作為實施例的改進,所述比例電磁閥I9和比例電磁閥II10位于控制閥閥體1的同一側(cè)。
作為實施例的改進,所述控制閥閥體1由螺栓固定連接至泵本體15上。
具體如圖1所示,比例電磁閥II10和閥桿II8控制著二次元件的泵工況,P口進入的控制油通過A口進入變量缸大腔,改變比例電磁閥II10電流大小,控制泵排量大??;
比例電磁閥I9和閥桿I7控制著二次元件的馬達工況,此時比例電磁閥II10得最大電流,P口進入的控制油通過閥桿I7使斜盤擺向負擺角,改變比例電磁閥I9電流大小,控制馬達排量大小。
變量反饋桿2與泵的斜盤連接,斜盤擺動的角度反饋到閥桿上,實現(xiàn)力平衡,達到穩(wěn)定控制的目的。
還可以采用另外一種結(jié)構(gòu)形式的控制閥,如圖2所示。
一種能夠?qū)崿F(xiàn)雙向變量的控制閥,包括控制閥閥體1、一端設(shè)置在控制閥閥體1內(nèi)的變量反饋桿2、及對稱設(shè)置在變量反饋桿2兩側(cè)的比例電磁閥I9和比例電磁閥II10,所述變量反饋桿2的另一端與變量缸14連接;
所述比例電磁閥I9與閥桿I7連接,所述閥桿I7的前端設(shè)有彈簧座6,彈簧座6的前端設(shè)有彈簧11、端蓋3;所述比例電磁閥II10與閥桿II8連接,,所述閥桿II8的前端設(shè)有彈簧座6,彈簧座6的前端設(shè)有彈簧11、端蓋3;
所述變量缸14帶動變量反饋桿2往一方向擺動,使變量反饋桿2壓緊端蓋3,端蓋3通過彈簧11和彈簧座6傳遞作用力到閥桿I7或閥桿II8上,當變量反饋桿2壓緊閥桿I7一側(cè)的端蓋3,端蓋3通過彈簧11和彈簧座6傳遞作用力到閥桿I7上,使變量反饋桿2的反饋力與比例電磁閥I9的作用力相平衡;當變量反饋桿2壓緊閥桿II8一側(cè)的端蓋3,端蓋3通過彈簧11和彈簧座6傳遞作用力到閥桿II8上,使變量反饋桿2的反饋力與比例電磁閥II10的作用力相平衡。
作為實施例的改進,所述比例電磁閥I9中的彈簧座6通過限位螺釘I12固定在控制閥閥體1內(nèi);進一步的,所述比例電磁閥II10中的彈簧座6通過限位螺釘II13固定在控制閥閥體1內(nèi)。
作為實施例的改進,所述變量缸14設(shè)置在控制閥閥體1的下端。
同樣在圖2中,比例電磁閥II10和閥桿II8控制著二次元件的泵工況,P口進入的控制油通過A口進入變量缸大腔,改變比例電磁閥II電流大小,控制泵排量大小。
比例電磁閥I9和閥桿I7控制著二次元件的馬達工況,此時比例電磁閥II10得最大電流,P口進入的控制油通過閥桿I7使斜盤擺向負擺角,改變比例電磁閥I電流大小,控制馬達排量大小。
與圖1不同的是,在圖2中,變量反饋桿2與泵的變量連接,變量缸14的行程反饋到閥桿上,實現(xiàn)力平衡,達到穩(wěn)定控制的目的。
本發(fā)明通過變量控制閥控制變量機構(gòu)的方式,實現(xiàn)斜盤正負擺角,達到電比例排量控制泵和馬達的功能,具有如下優(yōu)點:
1)殼體、柱塞、缸體等基礎(chǔ)部件無需改變,只需將變量機構(gòu)和控制閥塊進行更改設(shè)計即可實現(xiàn)多功能變量控制,元件成本低。
2)通過內(nèi)置電磁閥控制邏輯,保證電比例排量控制的泵功能,且通過斜盤角度機械反饋或者變量缸行程反饋與電比例閥調(diào)節(jié),實現(xiàn)馬達工況電比例控制功能。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換或改進等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。