电比例伺服控制阀

摘要

本发明属于液压控制技术领域，涉及一种电比例伺服控制阀，包括阀体，阀体内置阀芯，阀体上设有控制阀芯左右移动的第一比例电磁铁、第二比例电磁铁；阀体内腔固定偏心调整螺杆，偏心调整螺杆与阀芯移动方向垂直，所述偏心调整螺杆上套设第一拨杆、第二拨杆及反馈杆，第一拨杆、第二拨杆的另一端穿过阀芯的腰槽延伸于阀体内腔中，反馈杆的一端延伸于阀体内腔中，另一端伸出阀体外侧，阀芯的腰槽内固定短销。该控制阀由执行机构及反馈机构实现控制，在实际应用时，配合其它传感器和控制器（转速传感器、压力传感器及可编程运动控制器），可实现对泵的排量大小智能控制和精确控制。

说明书

技术领域

本发明属于液压控制技术领域，涉及一种电比例伺服控制阀。

背景技术

随着农业机械和工程机械的发展，客户对各种农业机械及工程机械车辆所用柱塞泵的变量控制系统的要求不断提高，如：燃油经济性能、运行操作舒适性、自动控制等要求的不断的提高。由于传统的机械式操控装置对泵控制只能靠手动控制加感觉控制变量泵排量的大小，控制精度及控制灵敏性低，不能使整车液压系统达到优化，导致车辆系统油耗增加，操作舒适性较低，及不能实现自动控制。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种电比例伺服控制阀，该控制阀由执行机构及反馈机构实现控制，在实际应用时，配合其它传感器和控制器（转速传感器、压力传感器及可编程运动控制器），可实现对泵的排量大小智能控制和精确控制。

按照本发明的技术方案：一种电比例伺服控制阀，其特征在于：包括阀体，阀体内置阀芯，阀体上设有控制阀芯左右移动的第一比例电磁铁、第二比例电磁铁；

阀体内腔固定偏心调整螺杆，偏心调整螺杆与阀芯移动方向垂直，所述偏心调整螺杆上套设第一拨杆、第二拨杆及反馈杆，第一拨杆、第二拨杆的另一端穿过阀芯的腰槽延伸于阀体内腔中，反馈杆的一端延伸于阀体内腔中，另一端伸出阀体外侧，阀芯的腰槽内固定短销，反馈杆延伸于阀体内腔中的一端固定长销，且短销与长销置于第一拨杆、第二拨杆之间，在自然状态，短销与长销同时与第一拨杆、第二拨杆相接触；

第一拨杆、第二拨杆置于阀体内腔中的一端通过拉伸弹簧相连接；所述阀体用于安装阀芯的一侧安装孔设置第一孔道、第二孔道，另一侧安装孔设置第三孔道、第四孔道，阀体的内腔对应于阀芯的两侧安装孔之间形成第五孔道。

作为本发明的进一步改进，所述阀体的腔体开口端密封连接盖板，盖板与阀体之间设置密封垫。

作为本发明的进一步改进，所述第一比例电磁铁、第二比例电磁铁分别通过螺钉与阀体紧固连接。

作为本发明的进一步改进，所述阀体上设置第一控制油出口、第二控制油出口、控制油进油口及泄油口。

作为本发明的进一步改进，所述阀体螺纹连接固定座，偏心调整螺杆的下端与固定座的内孔间隙配合；偏心调整螺杆的上端通过密封螺母与阀体限位连接。

作为本发明的进一步改进，所述阀体上对应于反馈杆伸出一侧的端面设置O型圈。

本发明的技术效果在于：本发明产品结构合理巧妙，通过比例电磁铁电磁推力与拉伸弹簧的力匹配使力矩达到平衡；阀芯与阀体加工工艺简单，配合间隙小，泄漏量小；采用阀芯环槽与阀体环槽负遮盖，阀芯响应快反应更灵敏；控制阀阀芯运动行程小，反馈机构误差小，控制精度更高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1中B-B向剖视图。

图3为图1中A-A向剖视图。

图4为阀芯的安装示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

图1~4中，包括第一比例电磁铁1、阀体2、螺钉3、密封垫4、长销5、密封圈6、密封螺母7、偏心调整螺杆8、O型圈9、反馈杆10、固定座11、阀芯12、第一拨杆13、拉伸弹簧14、盖板15、反馈杆头部16、第二比例电磁铁17、第二拨杆18、短销19、第一控制油出口20、第二控制油出口21、泄油口22、控制油进油口23、第一孔道24、第二孔道25、第三孔道26、第四孔道27、第五孔道28等。

如图1~3所示，本发明是一种电比例伺服控制阀，结构特征在于：第一比电磁铁1、第二比例电磁铁17分别通过四只螺钉3连接在阀体2上。

阀芯12与阀体2内孔间隙配合，阀芯12通过第一比电磁铁1、第二比例电磁铁17分别得电后推动阀芯12左右运动。

阀芯12与短销19过盈配合，短销19压装在阀芯12上，随阀芯12一起左右运动。

反馈杆10与长销5过盈配合，长销5压装在反馈杆10上，随反馈杆10一起运动。

偏心调整杆8通过螺纹固定在阀体2上，偏心调整杆8中部串有第一拨杆13第二拨杆18及反馈杆10，偏心调整杆8下端与螺纹固定在阀体2上的固定座11间隙配合，固定座11起到增强偏心调整杆8的杆件强度作用；在机构中由于零件的制造误差的原因，设计了偏心调整杆8，来消除制造误差所引起的中位不准。

第一拨杆13、第二拨杆18穿过阀芯12中间的腰形槽；第一拨杆13、第二拨杆18与固定在阀芯12上面的短销19分别接触，同时第一拨杆13、第二拨杆18与固定在反馈杆10的长销5分别接触；第一拨杆13与第二拨杆18的尾部和拉伸弹簧14相连。

密封螺母7用于锁紧偏心调整杆8，及密封偏心调整杆8与阀体2，防止泄漏。

盖板15与密封垫4及阀体2依次设置并通过四个螺钉固定在变量泵壳体上。

反馈杆10头部球头插入变量泵变量执行机构预设的槽内，变量执行机构做往复直线运动；反馈杆10球头随变量执行机构左右移动且绕偏心调整杆8旋转及反馈杆10球头在变量执行机构预设的槽内相对滑动。

本发明在初始状态时及变量泵无流量输出，初始状态如下：本发明用四个螺钉固定在变量泵壳体上，反馈杆头部16插入变量泵变量执行机构作为闭环反馈；控制油从控制油进油口23进入，进入到阀体2内，进入的控制油同时到达第一孔道24与第四孔道27；阀芯12与阀体2之间采用负遮盖，及第一孔道24、第二孔道25、第三孔道26、第四孔道27、第五孔道28此时在中位时全部相通，第五孔道28与壳体相通（即大气压力），第一孔道24与第二孔道25之间此时是负遮盖，存在液压油的少量泄露，第一孔道24与第二孔道25是节流前后的关系存在压差；且此时第二孔道25与第五孔道28相通；第三孔道26与第四孔道27之间此时也是负遮盖，存在液压油的少量泄露，第四孔道27与第三孔道26是节流前后的关系存在压差；且此时第三孔道26与第五孔道28也相通。

本发明的工作原理如下：当第一比例电磁铁1得电后通过比例电磁铁上的顶杆推动阀芯12，进行换向，阀芯12被第一比例电磁铁1推向第二比例电磁铁17且与其端面相接触后阀芯12处于暂时被固定状态，此时即第一孔道24与第二孔道25相同，第二孔道25与第五孔道28断开，第四孔道27与第三孔道26断开，第三孔道26与第五孔道28相通；当第一孔道24与第二孔道25相通时，控制油从第一控制油出口20进入变量泵一端的活塞腔内，推动活塞向一端运动，此时反馈杆10绕长销5旋转，反馈杆头部16向右移动，阀芯12上固定的短销19挤压第二拨杆18使其相对固定形成力臂，该力臂的间距为短销19与偏心调整螺杆8的中心距离，形成的力距=上述力臂×电磁铁的推力,反馈杆10绕偏心调整螺杆8旋转且尾部向左运动，固定在反馈杆10上的长销5推动第一拨杆13向左运动，此时第二拨杆18被固定，第一拨杆13向左运动，使拉伸弹簧14被拉伸，形成反力臂，反力臂为长销5与偏心调整螺杆8的间距，所形成的力矩=拉伸弹簧14的力×反力臂,当两个力矩相等时，比例伺服阀到达一个平衡点，使变量泵的输出流量稳定在一个值内，随着比例电磁铁输出的电流大小变化，实现比例控制闭式变量泵一口的输出流量。

当第二比例电磁铁17得电后通过第二比例电磁铁17上的顶杆推动阀芯12，进行换向，阀芯12被第二比例电磁铁17推向第一比例电磁铁1且与其端面相接触后阀芯12处于暂时被固定状态，此时即第四孔道27与第三孔道26相同，第三孔道26与第五孔道28断开，第一孔道24与第二孔道25断开，第二孔道25与第五孔道28相通；当第四孔道27与第三孔道26相通时，控制油从第二控制油出口21进入变量泵另一端的活塞腔内，推动活塞向另一端运动，此时反馈杆10绕长销5旋转，球头向左移动，阀芯12上固定的短销19挤压第一拨杆13使其相对固定形成力臂，该力臂为偏心调整螺杆与短销19的间距，所形成的力距=力臂×电磁铁的推力,反馈杆10绕偏心调整螺杆8旋转且尾部向右运动，固定在反馈杆10上的长销5推动第二拨杆18向右运动，此时第一拨杆13被固定，第二拨杆18向右运动，使拉伸弹簧14被拉伸，形成反力臂，力矩=拉伸弹簧的力×反力臂,当两个力矩相等时，比例伺服阀到达一个平衡点，使变量泵的输出流量稳定在一个值内，随着比例电磁铁输出的电流大小变化，实现比例控制闭式变量泵另一口的输出流量。

如图4所示，比例伺服阀的动作过程如下：阀芯12在与阀体2配合时第一孔道24与第二孔道25存在负遮盖，同时第三孔道26与第四孔道27也存在负遮盖，它们的遮盖量非常小，约0.05mm-0.2mm；使得阀芯12在阀体中处于浮动状态，消除在阀芯12静置时阀芯12卡滞现象，加之阀芯12负遮盖是在阀芯圆柱上对称设计平槽，该平槽深度浅；综上所述阀芯12与阀体2存在负遮盖且泄漏量小，使得阀芯12在第一比例电磁铁1与第二比例电磁铁17中任意一个电磁铁得电瞬间，阀芯12能够快速响应，切换供油路。