电液比例控制压力液压泵的变量机构

科技创新导报 2018 NO.35 Science and Technology Innovation Herald
工业技术
图3 定量泵加溢流阀的调压回路
图4 变量机构系统示意图 1-电机；2 - 液 压 泵 本体；3 -二位 三 通 换向阀；4 -节流 阀；5-差动活塞；6-压力传感柱塞；7-三通阀；8-比例电磁 铁；9-电子放大器
电液比例控制技术作为连接现代微电子、计算机液压 技术的桥梁，在近20年来得到了快速地发展，应用领域得 以拓展，已成为机电一体化的基本技术构成之一。而构成电 液比例技术的液压传动及控制系统的基础元件（泵、阀、液 压缸和液压马达等）的研究开发是至关重要的。由于液压 传动系统的总效率较低，节能的元器的研发很受重视。
通常液压系统中的节流损失占总损失的很大一部分， 如 何 降 低 这部 分 损 失 会 大 大 提 高液 压 系统的 效率；例 如 压 力控制回路，一 般 采用溢流阀和 减 压阀，通 过 这些阀的 油液存在溢流损失，油液发热，造成能量损失。
举几例说明，如图1所示为用定量泵加溢流阀的一种单级 调压回路；调节溢流阀Y可改变液压泵的输出压力Ps；如图2 所示为用定量泵加溢流阀的一种三级调压回路，即A,B,C三 级压力，切换换向阀可设定B或,C级的压力，但B或,C压力要 设定小于A级的压力；如图3所示为一无极调压回路，它用电 液比例溢流阀调压，改变电子放大器A输给比例溢流阀BY的 电信号i就可给定液压泵的输出压力Ps，Ps 跟踪i,可以无级调 压；此外，还有多种定量泵加溢流阀的调压回路；但是它们的 共同的特点是用定量泵加溢流阀来调压，由于定量泵提供的 流量要大于负载的需要，这就不可避免的存在通过溢流阀的 节流损失，功率不匹配，致使液压系统效率降低。
工业技术 DOI：10.16660/ki.1674-098X.2018.35.095
科技创新导报 2018 NO.35
Science and Technology Innovation Herald
电液比例控制压力液压泵的变量机构①
刘峰 (沈阳工业大学 辽宁沈阳 110870)
摘 要：本文论述了作者研制的轴向柱塞液压泵的电液比例控制压力的变量机构，阐述了它的组成及工作原理；它由电子放
大器、电液比例三通阀—差动活塞，压力传感柱塞等组成，构成了一个具有压力反馈的闭环控制系统；该系统的输入量为输给
电液比例阀三通阀的电信号，输出量为泵出口的压力，输出的压力能很好地跟踪输入的电信号。对该变量机构与相应的液压
泵的本体部分组装一起，形成了一个电液比例控制压力的液压泵，该文对其变量特性进行了分析，试验和应用结果表明，变
图5 压力电流曲线 活塞下移，使泵的变量斜盘倾角α增大，则泵的流量增大， 出口的压力P s随 之 增大，直到该 压力使 三 通阀7上移 使 B口 关 闭，此 时P s又恢 复 到原 来 值；反 之如P s 增大，使A口开大 , 则调节过 程与上 述 相反，P s又恢 复 到原 来 值。这 就 是 若外 界有干扰使Ps有变化时，系统能自动调节，使Ps仍能回复原 来值,因此该系统具有抗干扰的稳压的特性。
量特性比较满意；由于变量机构结构简单、廉价、制作容易，能满足系统压力控制的要求且无节流损失，很适于大功率液压
系统节能的需求，因此具有很好的应用前景。
关键词：电液比例压力控制 电液比例三通阀—差动活塞 变量机构 变量特性
中图分类号：TH322
文献标识码：A
文章编号：1674-098X(2018)12(b)-0095-02
针对上 述问题，本 文 提 出用液 压 泵 来调压，而 不用溢 流阀调压，达到无节流损失，可功率匹配，即采用电液比例 控制─压力反馈的变量泵来解决。
本文从实际需要出发，研制出采用电液比例控制压力控 制的变量机构，与相应的液压泵的本体部分组装一起，构 成了一个电液比例控制压力的液压泵，（简称电液比例压力 泵）用它来调节系统的压力，而不用溢流阀调压，达到无节 流损失；它既是动力元件也是控制元件，做到功率匹配；由 于其控制灵活和节能已在多台人造板热压机的多级调压和 无级调压系统中获得了很好应用满足了实际需求。
图1 一级调压回路
图2 三级调压回路
①作者简介：刘峰（1969—），男，汉族，辽宁沈阳人，硕士，工程师，研究方向：主要从事液压与气压传技cn创.新导A报llScieRncieganhdtTsechRnoelosgyeIrnnvoveadtio.n Herald 95
1 电液比例压力泵变量机构的组成及原理
图4为变量机构的构成示意图。
电液比例压力泵的工作如下： 当电子放大器9输给比例电磁铁一信号i 增加为1i 时，比 例电磁 铁 8 的 推 力使 三 通阀 7向下 移动,使阀口B 打开,油 进 入 差动 活塞的上 腔，差动 活塞 下 移，使 泵的变 量 斜盘 倾 角 α 增大，则 泵的流 量 增大 出口的压 力P s随 之 增大（节流阀 4 有一小开度，用于加载），该 力作用到压力传感 柱 塞 7（作 为压力反馈的元件）上，它推动三通阀7使其力图复位与比 例电磁铁推力相平衡，直到将阀口B关闭为止，此时差动活 塞处在一 个 新的平衡位 置，而 泵出口压 力P s与 输入比例电 磁铁信号1i 相对应；反之输给比例电磁铁的信号i减小为2i 时,使阀口A开大，B口仍 然关 死，差动 活塞的上 腔的油经 A 口流回油箱，此时在差动活塞的下腔压力作用下使其上移 泵的变量斜盘倾角α减小，则泵的流量亦减小，泵的出口 的压力Ps随之减小,该力作用到压力传感柱塞7上的压力减 小，使三通阀7力图复位与比例电磁铁推力相平衡，直到将 阀口A关 闭为止，此 时差动 活塞又 处在 另一 个 新的 平 衡位 置，而 泵出口压 力P s减 小了，使 其 与 输入比例电磁 铁 信号2i 相对应。 当电子放大器9输给比例电磁铁一信号i 给定时，若外 界有干扰使Ps有变化时，如Ps降低，三通阀7力平衡破坏了， 此时B口开大，液压油经B口油进入差动活塞的上腔，差动