專(zhuān)利名稱：大流量壓電直動(dòng)液壓減壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及綜合傳動(dòng)換擋控制油壓減壓裝置領(lǐng)域，具體涉及大流量壓電直動(dòng)液壓減壓裝置，這種減壓裝置可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的減壓和穩(wěn)壓功能。
背景技術(shù)：
綜合傳動(dòng)換擋操縱液壓系統(tǒng)中減壓裝置出口壓力穩(wěn)定與否和減壓快慢與否，對(duì)換擋操縱精度和緩沖精度均有著重大影響，目前采用的減壓裝置為傳統(tǒng)的液控減壓裝置，控制困難、響應(yīng)較慢而且容易磨損和卡死，不易修正，從而容易導(dǎo)致系統(tǒng)失效。而壓電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)高響應(yīng)驅(qū)動(dòng)，響應(yīng)時(shí)間達(dá)到微秒級(jí)，因此響應(yīng)時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于電磁驅(qū)動(dòng)元件和液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)。同時(shí)，目前國(guó)內(nèi)在大流量減壓裝置設(shè)計(jì)中，受到結(jié)構(gòu)限制，普遍采用先導(dǎo)控制，這勢(shì)必會(huì)影響一定的減壓精度；而現(xiàn)有的先進(jìn)電液比例減壓控制閥在輸出流量和高速響應(yīng)上無(wú)法滿足換擋操縱液壓系統(tǒng)的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種大流量壓電直動(dòng)液壓減壓裝置，實(shí)現(xiàn)綜合傳動(dòng)換擋控制油壓的高精度減壓和穩(wěn)壓，為換擋操縱精度和緩沖精度提高提供了有效保證。本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種大流量壓電直動(dòng)液壓減壓裝置包括壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)、液壓放大機(jī)構(gòu)和減壓閥體；所述減壓閥體包括上減壓閥體和下減壓閥體，上減壓閥體內(nèi)部從上至下依次裝有壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)和液壓放大機(jī)構(gòu)，上減壓閥體和下減壓閥體通過(guò)連接螺栓固定連接，下減壓閥體的下部通過(guò)減壓閥蓋板進(jìn)行密封；所述壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括壓電執(zhí)行器、接線端子螺母和壓電執(zhí)行器外套，壓電執(zhí)行器垂直安裝于壓電執(zhí)行器外套中，接線端子螺母擰緊在壓電執(zhí)行器外套上，驅(qū)動(dòng)電纜通過(guò)壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)接線端子螺母與壓電執(zhí)行器上部相連接；所述液壓放大機(jī)構(gòu)包括活塞缸、大活塞、小活塞和小活塞彈簧，壓電執(zhí)行器外套與液壓放大機(jī)構(gòu)的活塞缸上部緊固連接，大活塞外周與活塞缸的上端內(nèi)表面過(guò)渡配合，小活塞上部外周與活塞缸的下端內(nèi)表面過(guò)渡配合，在活塞缸內(nèi)端面上設(shè)置有補(bǔ)油孔，補(bǔ)油孔通過(guò)補(bǔ)油油道與減壓閥體的進(jìn)油道連通，在補(bǔ)油油道中設(shè)置有補(bǔ)油單向閥，活塞缸下部外周和小活塞中部外周上套裝有小活塞彈簧，且小活塞彈簧位于活塞缸中部端面和小活塞中部端面之間，所述減壓閥芯上部和減壓閥彈簧柱下部套裝減壓閥內(nèi)彈簧，減壓閥內(nèi)彈簧外周套裝有減壓外彈簧，減壓閥芯、減壓閥彈簧柱連同減壓閥內(nèi)彈簧、減壓閥外彈簧一起裝入下減壓閥體內(nèi)，減壓閥蓋板與下減壓閥體上端固定連接，減壓閥芯外周與下減壓閥體內(nèi)周的圓柱面構(gòu)成過(guò)渡配合。所述補(bǔ)油單向閥包括螺堵、鋼球和回位彈墊，螺堵、回位彈墊和鋼球依次裝入補(bǔ)油油道內(nèi)，其中螺堵壓住回位彈墊使其有一定變形量，從而壓住鋼球密封住座面。所述壓電執(zhí)行器為兩根，且兩根壓電執(zhí)行器串聯(lián)連接。所述壓電執(zhí)行器有350層壓電片，總長(zhǎng)度為36mm，且每層壓電片長(zhǎng)X寬X厚為5mmX 5mmX 0.1mm0
本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明的大流量壓電直動(dòng)液壓減壓裝置，憑借壓電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)微秒級(jí)速度響應(yīng)特性，有效降低減壓裝置的響應(yīng)時(shí)間，結(jié)合先進(jìn)閥芯位移閉環(huán)控制方法，有效減少減壓裝置閥芯的振動(dòng)，從而提高減壓裝置的減壓速度和穩(wěn)壓精度。本發(fā)明的大流量壓電直動(dòng)液壓減壓裝置設(shè)計(jì)巧妙、簡(jiǎn)單實(shí)用，能有力保證減壓裝置滿足綜合傳動(dòng)換擋操縱液壓系統(tǒng)的需求。


圖1為本發(fā)明的大流量壓電直動(dòng)減壓裝置原理示意圖；圖2為本發(fā)明的大流量壓電直動(dòng)減壓裝置結(jié)構(gòu)組成圖；圖3為圖2的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明中的壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖4的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明中的液壓放大機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明中的下減壓閥體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作更為具體的描述。如圖2所示，本發(fā)明的大流量壓電直動(dòng)液壓減壓裝置包括壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)4、液壓放大機(jī)構(gòu)5和減壓閥體。減壓閥體包括上減壓閥體6和下減壓閥體8，上減壓閥體6內(nèi)部從上至下依次裝有壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)4和液壓放大機(jī)構(gòu)5，上減壓閥體6和下減壓閥體8通過(guò)連接螺栓9固定連接，且在連接螺栓9連接處裝有彈簧墊片10和平墊11，上減壓閥體6和下減壓閥體8接合面之間采用紙墊7進(jìn)行密封，下減壓閥體8的下部通過(guò)減壓閥蓋板進(jìn)行密封。如圖4所示，壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括壓電執(zhí)行器14、接線端子螺母13和壓電執(zhí)行器外套12，壓電執(zhí)行器14垂直安裝于壓電執(zhí)行器外套12中，接線端子螺母13事先安裝于壓電執(zhí)行器外套接線柱上，即接線端子螺母13擰緊在壓電執(zhí)行器外套12上，驅(qū)動(dòng)電纜通過(guò)壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)接線端子螺母13與壓電執(zhí)行器14上部相連接；根據(jù)輸出位移需求，選用兩根壓電執(zhí)行器串聯(lián)連接。每根壓電執(zhí)行器由多層壓電片構(gòu)成，壓電執(zhí)行器每層壓電片參數(shù)為:長(zhǎng)X寬X厚為5mmX5mmX0.1mm，共有350層，總長(zhǎng)度36mm。工作時(shí):經(jīng)驅(qū)動(dòng)電纜施加驅(qū)動(dòng)電流后，壓電執(zhí)行器14向下產(chǎn)生位移和力，從而推動(dòng)下面的液壓放大機(jī)構(gòu)中的大活塞向下運(yùn)動(dòng)。當(dāng)壓電執(zhí)行器斷電后，壓電執(zhí)行器收縮回初始長(zhǎng)度，而且由于壓電執(zhí)行器外套具有一定彈力，會(huì)保證壓電執(zhí)行器不受拉伸力而損壞。在圖6中，液壓放大機(jī)構(gòu)包括活塞缸15、大活塞16、螺堵17、鋼球18、回位彈墊19、小活塞20和小活塞彈簧21，壓電執(zhí)行器外套12與液壓放大機(jī)構(gòu)的活塞缸15上部采用螺紋緊固連接，大活塞16外周與活塞缸15的上端內(nèi)表面過(guò)渡配合，是一對(duì)液壓偶件，小活塞20上部外周與活塞缸15的下端內(nèi)表面過(guò)渡配合，是另一對(duì)液壓偶件，完成裝配后，大活塞16、小活塞20均與活塞缸內(nèi)端面之間保留一定間隙，在活塞缸15的內(nèi)端面上設(shè)置有補(bǔ)油孔，補(bǔ)油孔通過(guò)補(bǔ)油油道與減壓閥體的進(jìn)油道連通，在補(bǔ)油油道中設(shè)置有補(bǔ)油單向閥，補(bǔ)油單向閥包括螺堵17、鋼球18和回位彈墊19，螺堵17、回位彈墊19和鋼球18依次裝入補(bǔ)油油道內(nèi)，其中螺堵17壓住回位彈墊19使其有一定變形量，從而壓住鋼球18密封住座面，以保證活塞缸15、大活塞16和小活塞20之間的間隙內(nèi)始終具有一定壓力的油液，以傳遞運(yùn)動(dòng)，活塞缸下部外周和小活塞20中部外周上套裝有小活塞彈簧21，且小活塞彈簧21位于活塞缸中部端面和小活塞20中部端面之間，小活塞彈簧21保證小活塞20與減壓閥閥芯時(shí)刻接觸。工作時(shí):當(dāng)壓電執(zhí)行器通電膨脹向下產(chǎn)生位移和力時(shí)，推動(dòng)大活塞16向下運(yùn)動(dòng)，根據(jù)活塞缸內(nèi)流體連續(xù)性原理，小活塞20會(huì)向下產(chǎn)生一個(gè)經(jīng)過(guò)放大的位移，從而使得下減壓閥體中的閥芯運(yùn)動(dòng)。當(dāng)壓電執(zhí)行器斷電收縮后，活塞缸15中的壓力油液推動(dòng)大活塞16回位，同時(shí)減壓閥芯將減壓閥內(nèi)外回位彈簧的回復(fù)力通過(guò)小活塞20傳遞給油液，并驅(qū)使大活塞16向上運(yùn)動(dòng)。圖7是大流量壓電直動(dòng)液壓減壓裝置的下減壓閥體結(jié)構(gòu)示意圖，減壓閥芯23裝配于下減壓閥體22內(nèi)，減壓閥芯23上部和減壓閥彈簧柱24下部套裝減壓閥內(nèi)彈簧27，減壓閥內(nèi)彈簧27外周套裝有減壓外彈簧26，減壓閥芯23、減壓閥彈簧柱24連同減壓閥內(nèi)彈簧27、減壓閥外彈簧26 —起裝入下減壓閥體內(nèi)，減壓閥蓋板25通過(guò)4組螺釘28、平墊29及彈簧墊30與下減壓閥體22上端固定連接，即減壓閥蓋板25將減壓閥芯26、減壓閥彈簧柱24、減壓閥內(nèi)彈簧27和減壓閥外彈簧26封堵在下減壓閥體內(nèi)。減壓閥芯23外周與下減壓閥體22內(nèi)周的圓柱面構(gòu)成過(guò)渡配合，是一對(duì)液壓偶件，減壓外彈簧26 —端作用于減壓閥芯23端面，另一端作用于減壓閥蓋板25環(huán)形槽端面，減壓閥內(nèi)彈簧27位于減壓閥外彈簧26的內(nèi)部，減壓閥內(nèi)彈簧27 —端作用于減壓閥閥芯23端面，另一端作用于減壓閥彈簧柱24端面，而且減壓閥芯23上部和減壓閥彈簧柱24下部對(duì)減壓閥內(nèi)彈簧27起到導(dǎo)向作用，防止彈簧工作中偏置卡死。下減壓閥體內(nèi)腔由上而下依次是進(jìn)油口 32、出油口 33和泄油口34。本發(fā)明的工作過(guò)程是:I)當(dāng)出油口壓力高時(shí)，壓電執(zhí)行器通電，壓電執(zhí)行器膨脹向下產(chǎn)生位移和力，從而推動(dòng)大活塞16向下運(yùn)動(dòng)，小活塞20會(huì)向下產(chǎn)生一個(gè)經(jīng)過(guò)放大的位移，小活塞將大活塞的位移和力傳遞給減壓閥閥芯23，使得減壓閥閥芯23克服減壓閥外彈簧26和減壓閥內(nèi)彈簧27的彈簧力而向下移動(dòng)，此時(shí)減壓閥閥芯23將下減壓閥體22上的減壓閥進(jìn)油口與出油口連通油路隔斷，從而降低出口流量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)減壓。2)當(dāng)出油口壓力低時(shí)，將壓電執(zhí)行器斷電，小活塞作用在減壓閥芯23上部的驅(qū)動(dòng)力撤銷(xiāo)，在減壓閥外彈簧26和減壓閥內(nèi)彈簧27的共同作用下，減壓閥芯23向上運(yùn)動(dòng)，使減壓閥芯23重新將減壓閥體22上的減壓閥進(jìn)油口與出油口油路連通，從而增加出口流量，不進(jìn)行減壓。
權(quán)利要求
1.一種大流量壓電直動(dòng)液壓減壓裝置，其特征是:該液壓減壓裝置包括壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)(4)、液壓放大機(jī)構(gòu)(5)和減壓閥體；所述減壓閥體包括上減壓閥體(6)和下減壓閥體(8)，上減壓閥體￠)內(nèi)部從上至下依次裝有壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)(4)和液壓放大機(jī)構(gòu)(5)，上減壓閥體(6)和下減壓閥體(8)通過(guò)連接螺栓(9)固定連接，下減壓閥體的下部通過(guò)減壓閥蓋板進(jìn)行密封；所述壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括壓電執(zhí)行器(14)、接線端子螺母(13)和壓電執(zhí)行器外套(12)，壓電執(zhí)行器(14)垂直安裝于壓電執(zhí)行器外套(12)中，接線端子螺母(13)擰緊在壓電執(zhí)行器外套(12)上，驅(qū)動(dòng)電纜通過(guò)壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)接線端子螺母(13)與壓電執(zhí)行器(14)上部相連接；所述液壓放大機(jī)構(gòu)包括活塞缸(15)、大活塞(16)、小活塞(20)和小活塞彈簧(21)，壓電執(zhí)行器外套(12)與液壓放大機(jī)構(gòu)的活塞缸(15)上部緊固連接，大活塞(16)外周與活塞缸(15)的上端內(nèi)表面過(guò)渡配合，小活塞(20)上部外周與活塞缸(15)的下端內(nèi)表面過(guò)渡配合，在活塞缸內(nèi)端面上設(shè)置有補(bǔ)油孔，補(bǔ)油孔通過(guò)補(bǔ)油油道與減壓閥體的進(jìn)油道連通，在補(bǔ)油油道中設(shè)置有補(bǔ)油單向閥，活塞缸下部外周和小活塞(20)中部外周上套裝有小活塞彈簧(21)，且小活塞彈簧(21)位于活塞缸中部端面和小活塞(20)中部端面之間，所述減壓閥芯(23)上部和減壓閥彈簧柱(24)下部套裝減壓閥內(nèi)彈簧(27)，減壓閥內(nèi)彈簧(27)外周套裝有減壓外彈簧(26)，減壓閥芯(23)、減壓閥彈簧柱(24)連同減壓閥內(nèi)彈簧(27)、減壓閥外彈簧(26) —起裝入下減壓閥體內(nèi)，減壓閥蓋板(25)與下減壓閥體(22)上端固定連接，減壓閥芯(23)外周與下減壓閥體(22)內(nèi)周的圓柱面構(gòu)成過(guò)渡配合。
2.如權(quán)利要求1所述一種大流量壓電直動(dòng)液壓減壓裝置，其特征是:所述補(bǔ)油單向閥包括螺堵(17)、鋼球(18)和回位彈墊(19)，螺堵(17)、回位彈墊(19)和鋼球(18)依次裝入補(bǔ)油油道內(nèi)，其中螺堵(17)壓住回位彈墊(19)使其有一定變形量，從而壓住鋼球(18)密封住座面。
3.如權(quán)利要求1所述一種 大流量壓電直動(dòng)液壓減壓裝置，其特征是:所述壓電執(zhí)行器(14)為兩根，且兩根壓電執(zhí)行器串聯(lián)連接。
4.如權(quán)利要求1所述一種大流量壓電直動(dòng)液壓減壓裝置，其特征是:所述壓電執(zhí)行器有350層壓電片，總長(zhǎng)度為36mm,且每層壓電片長(zhǎng)X寬X厚為5mmX5mmX0.1mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及大流量壓電直動(dòng)液壓減壓裝置，同時(shí)實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的減壓和穩(wěn)壓功能，為換擋操縱精度和緩沖精度提高提供了有效保證。液壓減壓裝置包括壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)(4)、液壓放大機(jī)構(gòu)(5)和減壓閥體，所述減壓閥體包括上減壓閥體(6)和下減壓閥體(8)；所述壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括壓電執(zhí)行器(14)、接線端子螺母(13)和壓電執(zhí)行器外套(12)；所述液壓放大機(jī)構(gòu)包括液壓放大機(jī)構(gòu)的活塞缸(15)、大活塞(16)、小活塞(20)和小活塞彈簧(21)，上減壓閥體(6)內(nèi)部從上至下依次裝有壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)(4)和液壓放大機(jī)構(gòu)(5)，上減壓閥體(6)和下減壓閥體(8)通過(guò)連接螺栓(9)固定連接。
文檔編號(hào)F16H61/4008GK103115149SQ20131004684
公開(kāi)日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月30日
發(fā)明者熊慶輝, 顧宏弢, 羅小梅, 李娟 , 王敏, 韓顏瑩, 潘嘉明 申請(qǐng)人:中國(guó)北方車(chē)輛研究所