[0034] 下面结合实施例对本发明作进一步说明。
[0035] 实施例1:
[0036] 如图1、图2所示,该方案提供一种变量泵和一种运用变量泵的液压控制系统。
[0037] 一种变量泵:包括壳体9,位于壳体9内的泵本体1、变量控制油缸4、电磁比例阀6和流量控制阀8;变量控制油缸4的有杆腔内的活塞杆外部套设复位弹簧3,变量控制油缸4的活塞杆端部与泵本体1内的斜盘2的一个端部连接,变量控制油缸4的活塞杆端部还通过反馈杆5与所述电磁比例阀6的阀套相连接;电磁比例阀6工作在左位时,P口与B口接通,A口与T口接通,其工作在右位时,P口与A口接通,T口与B口接通,电磁比例阀6最好为三位四通电磁换向阀,电磁比例阀6的P口和流量控制阀8的P口之间的连接节点通过管路连接至泵本体1的出油口;流量控制阀8的左位控制口通过管路连接至其P口;所述壳体9上设有通过管路连接到泵本体1的出油口的B口、通过管路连接到泵本体1进油口的S口、通过管路连接到流量控制阀8的弹簧腔的X口;还包括切换阀7,电磁比例阀6和流量控制阀8之间的连接节点还通过管路与变量控制油缸4的有杆腔连接;电磁比例阀6的A口和B口分别通过管路连接至切换阀7的P口和左位控制口;流量控制阀8的A口通过管路连接至切换阀7的T口;切换阀7的A口通过管路连接至变量控制油缸4的无杆腔。
[0038] 还包括串接在流量控制阀8的A口和切换阀7的T口之间的恒压控制阀10,具体的:恒压控制阀10的T口与流量控制阀8的A口连接,恒压控制阀10的A口与切换阀7的T口连接,恒压控制阀10的P口及其左位控制口均与电磁比例阀6和流量控制阀8之间的连接节点连接。
[0039] 如图5所示,一种运用变量泵的液压控制系统:包括变量泵15、控制器14和至少两个负载执行单元,所述负载执行单元由液压执行元件和给你液压执行元件连接的负载敏感阀组成,所述控制器14还控制连接电磁比例阀6和负载敏感阀12;变量泵15的B口通过管路与负载执行单元中的负载敏感阀12的进油口连接,两个负载执行单元中的负载执行单元的出油口通过梭阀13比较后输出至变量泵15的X口,变量泵15的S口通过管路连接到油箱。所述变量泵15的壳体9上设有泄露用的与油箱之间通过管路连接的L口。图5中的变量泵15内部结构为本实施例中的变量泵的结构,为了方便起见,将变量泵15的内部结构进行了省略。
[0040] 实施例2:
[0041] 如图3、图4所示,该方案提供一种变量泵和一种运用变量泵的液压控制系统。
[0042] 一种变量泵:与实施例1不同的仅在于,本实施例中电磁比例阀6工作在左位时,T口与A口接通,其工作在右位时,P口与A口接通,电磁比例阀6最好为三位三通电磁换向阀,电磁比例阀6仅通过其A口与切换阀7连接;切换阀7为电磁换向阀。
[0043] 如图5所示,一种运用变量泵的液压控制系统:除了变量泵15的内部结构改变以及切换阀7连接控制器14外,其余部分与实施例1中的一种运用变量泵的液压控制系统的技术方案相同。图5中的变量泵15内部结构为本实施例中的变量泵的结构,为了方便起见,将变量泵15的内部结构进行了省略。
[0044] 下面以实施例1为基础说明本发明的工作原理:
[0045] 在系统压力达不到恒压控制阀10的设定压力时,恒压控制阀10在其右位弹簧的作用下始终工作在右位,其A口和T口处于接通状态,P口处于关断状态。
[0046] 控制器14检测各个负载执行单元中的控制手柄16的动作情况,当操作人员操作控制手柄16来控制相应的液压执行元件11动作时,相应的控制手柄16会发出一个动作电信号给控制器14,控制器14根据收到的动作电信号数量来判断是有一个控制手柄16动作还是有多个控制手柄16动作,来判别液压系统应该工作在容积控制模式还是应该工作在负载敏感控制模式。当仅有一个控制手柄16发出动作电信号给控制器14时,控制器14控制系统工作在容积控制模式,当有多个控制手柄16发出动作电信号给控制器14时,控制器14控制系统工作在负载敏感控制模式。
[0047] 一、当系统工作在容积控制模式(电比例控制模式)时。即仅有一个执行机构工作时,泵的排量大小与电磁比例阀6的控制电流成正比。如图6所示,图中省略了其他没有动作的执行元件及相关回路。控制器14给相应的负载敏感阀发送信号。控制器14给负载敏感阀12以最大控制电流,该阀阀口全开。此时,负载敏感阀12内置的压力补偿阀亦全开,故整个负载敏感阀12仅起方向控制作用,控制液压执行元件(液压缸)11的伸缩动作,无节流作用,压力损失很小。因为负载敏感阀12的前后压力损失小,所以泵出口的压力与负载反馈压力很接近,故,泵的流量控制阀8在右侧弹簧的作用下始终于右位工作,即该阀的A到T口全开,P到A口完全关闭。液压执行元件(液压缸)11的动作快慢仅取决于通过负载敏感阀12的流量,也就是泵的输出流量,即泵的排量大小。泵的排量大小由控制器14输出给电磁比例阀6的电流决定。系统稳定工作时,电磁比例阀6稳定工作在平衡位置下。具体变量过程如下:
[0048] 1)排量变大的变化过程,如图6和图7所示。电磁比例阀6得到电流信号逐渐变大,电磁铁的力增大,阀芯克服弹簧的弹力被向右推动,电磁比例阀6逐渐工作在左位,阀的P口与A口逐渐关闭,B口与T口关闭,P口与B口接通,T口与A口逐渐连通,电磁比例阀6的P口进油经过B口供给切换阀7的左位控制口,切换阀7的阀芯被逐渐向右推动,切换阀7逐渐工作在左位,其A口与P口逐渐接通,T口与A口逐渐关闭。变量控制油缸4无杆腔中的部分油液通过切换阀7的A到P口流出,再经过电磁换向阀6的A口和T口,流入泵的壳体9中,最后,经L口回油箱。变量控制油缸4在左侧复位弹簧3的作用下向右移动,泵的排量逐渐变大。与此同时,反馈杆5在变量控制油缸4的带动下也向右移动,从而拖动电磁比例阀6的阀套向右运动,故,电磁比例阀6的P口到B口逐渐关小,直到变量控制油缸4稳定在一个固定位置,电磁比例阀6达到新的平衡位置。此时,泵的排量也就稳定了。这就是泵的排量随着控制信号减小而增大的过程。
[0049] 2)排量变小的变化过程,如图6和图8所示。当控制器14输出给电磁比例阀6的电流减小时,电磁铁的力减小,阀芯在右侧弹簧的作用下向左运动,电磁比例阀6的阀芯逐渐向左移,其工作接近右位,其P口与B口之间的通路逐渐关小,P口与A口逐渐连通,切换阀7的左位控制口仍然不能泄载,切换阀7依然工作在左位,其P口与A口仍然连通。泵出口的高压油液通过电磁比例阀6中P口至A口之间的通路、再经切换阀7的P口至A口之间的通路进入变量控制油缸4右侧的腔体。变量控制油缸4压缩复位弹簧3向左移动,泵的排量逐渐减小。与此同时,反馈杆5在变量控制油缸4的带动下也向左移动,从而拖动电磁比例阀6的阀套向左运动,故,电磁比例阀6的B口到P口逐渐接通,直到变量控制油缸4稳定在一个固定位置,电磁比例阀6达到新的平衡位置。此时,泵的排量也就稳定了。这就是泵的排量随着控制信号增大而减小的过程。
[0050] 二、负载敏感节流控制模式:当液压系统中有多个执行元件工作时,如图9所示,图9中仅画出了两个液压缸作为示意,控制器14对电磁比例阀6断开电流的供应,使弹簧力作用于电磁比例阀6的阀芯,保证变量控制油缸4中活塞在任意位置时电磁比例阀6稳定工作在右位。切换阀7的左位控制口通过电磁比例阀6的B口和T口之间的油路连通到油箱,因此切换阀7在其右侧弹簧的作用下始终工作在右位,其A口与T口接通,其P口关断。该模式下负载的压力信号通过梭阀13比较并得出最高压力信号,并通过泵的壳体9上的X口反馈作用在流量控制阀8的右侧。系统稳定工作时,泵出口的压力与流量控制阀8右侧的最高负载压力和弹簧力相平衡,流量控制阀8稳定工作平衡在中间位置下,泵的排量大小与系统中的负载敏感阀12的开口总面积成正比。此时系统为负载敏感节流控制,具体的变量过程如下:
[0051] A、排量变大的变化过程,如图9和图10所示。当系统中一个或多个负载敏感阀12的控制信号变大时,其开口面积增大。此时负载并未发生变化,故流量控制阀8右侧的作用力没有发生改变。阀的开口面积增大而泵的流量没有发生变化,故其压力损失变小,故泵出口的压力降低。流量控制阀8的阀芯在右侧合力的作用下向左运动,流量控制阀8逐渐工作在右位,阀的P口与A口逐渐关闭,A口与T口逐渐打开。这样,变量控制油缸4右侧的腔体中的部分油液通过切换阀7的A到T口,再通过流量控制阀8的A到T口,流入泵的壳体9,最后,经L口回油箱。变量控制油缸4在左侧复位弹簧3的作用下向右移动,泵的排量逐渐变大。与此同时,泵输出的流量增大,通过负载敏感阀的流量增大,其阀口的压力损失也增大,故泵出口的压力逐渐升高。流量控制阀8的阀芯受力逐渐平衡,朝着平衡位置移动,阀的A到T口逐渐关小,直到变量控制油缸4稳定在一个固定位置,流量控制阀8达到新的平衡位置。此时,泵的排量也就稳定了。这就是泵的排量随着控制信号增大而增大的过程。
[0052] B、排量变小的变化过程,,如图9和图11所示。当系统中一个或多个负载敏感阀的控制信号变小时,其开口面积减小。此时负载并未发生变化,故流量控制阀8右侧的作用力没有发生改变。阀的开口面积减小而泵的流量没有发生变化,故其压力损失增大,故泵出口的压力升高。流量控制阀8的阀芯在左侧泵的出口压力的作用下向右运动,流量控制阀8逐渐工作在左位,阀的A口与P口逐渐打开,T口与A口逐渐关闭。最极端的情况下,P口与A口完全无节流打开,A口与T口仅保留一个极小的缝隙维持系统稳定。同时,泵出口的高压油液通过流量控制阀8的P到A口流出,经过切换阀7的T到A口,进入变量控制油缸4右侧的腔体。变量控制油缸4压缩复位弹簧3并向左移动,泵的排量逐渐减小。与此同时,泵输出的流量减小,通过负载敏感阀的流量减小,其阀口的压力损失也减小,故泵出口的压力逐渐降低。流量控制阀8的阀芯受力逐渐平衡,朝着平衡位置移动,阀的P到A口逐渐关小,直到变量控制油缸4稳定在一个固定位置,流量控制阀8达到新的平衡位置。此时,泵的排量也就稳定了。这就是泵的排量随着控制信号减小而减小的过程。
[0053] 在上述的容积控制模式下,由于整个过程中切换阀7与流量控制阀8之间均没有油液流通,仅是切换阀7与电磁比例阀6之间的油液流通来调节泵的排量的,所以对于串联在切换阀7和流量控制阀8之间的恒压控制阀10,其在容积控制模式下无法对系统进行有效的超压保护。
[0054] 由于,在负载敏感控制模式下,泵的排量依靠切换阀7与流量控制阀8之间的油液流通来进行调节,所以恒压控制阀10能够有效保护负载敏感控制模式。具体的,在负载敏感控制模式下,当系统超压时,泵出口的油液直接作用于恒压控制阀10的左位控制口,进而推动其阀芯克服弹簧的弹力而工作在左位,这时,恒压控制阀10的P口与A口接通,A口与T口断开,而在负载敏感控制模式下,切换阀7工作在右位,其A口与T口接通,这样,泵出口的高压油经过经恒压控制阀10的P口和A口,再经过切换阀的P口和A口进入变量控制油缸4的无杆腔,推动变量控制油缸4中的活塞杆向左移动,压缩复位弹簧3,泵的排量逐渐减小。
[0055] 对于实施例2,在容积控制模式下,切换阀7始终得电,排量变大时,电磁比例阀6得电逐渐变大,其逐渐工作在左位,其P口与A口逐渐关断,其A口与T口逐渐接通,阀7得电工作在左位,其P口与A口接通,变量控制油缸4无杆腔中的部分油液通过切换阀7的A到P口流出,再经过电磁换向阀6的A口和T口,流入泵的壳体9中,最后,经L口回油箱。排量变小时,电磁比例阀6得电逐渐减小,其逐渐工作在右位,其T口与A口逐渐关断,其A口与P口逐渐接通,阀7得电工作在左位,其P口与A口接通,泵出口的高压油液通过电磁比例阀6中P口至A口之间的通路、再经切换阀7的P口至A口之间的通路进入变量控制油缸4右侧的腔体。在负载敏感控制模式下,切换阀7始终断电,其A口与T口始终接通。电磁比例比例阀6整个过程不得电,其排量变小和变大的原理与实施例1的相同。