一种三级压力控制系统及方法技术方案

本申请涉及一种三级压力控制系统及方法，包括变量泵及压力控制装置；变量泵在变量柱塞缸及复位柱塞缸之间设置有可转动改变倾角的斜盘，斜盘用于控制变量泵排量；压力控制装置包括阀套、阀芯及弹簧，阀芯沿其长度方向依次设置有左侧板、中侧板及右侧板，阀芯上的侧板依次将阀套内腔分割为弹簧腔、中转油腔、压力油腔及控制油腔；弹簧设置在弹簧腔内，并与左侧板连接固定；阀套顶面由左向右设置有泄油口、进油口及控制油口，且在其底面由左向右设置有高压油口、中压油口及低压油口；阀芯沿其长度方向在阀套内具有平移自由度，用于控制压力油腔与高压油口或中压油口或低压油口的通断，以调控斜盘的倾角来实现多种工作压力切换。换。换。

【技术实现步骤摘要】
一种三级压力控制系统及方法


[0001]本申请涉及柱塞泵变量控制的
，尤其涉及一种三级压力控制系统及方法。

技术介绍

[0002]液压系统控制有一个很重要的控制目标，就是控制系统输出的压力大小，而液压系统压力通常是由压力控制阀设定的。
[0003]传统的，具有压力控制的轴向柱塞变量泵通常称为压力控制泵，又称为恒压泵，此类变量泵通过利用压力控制阀中弹簧力调节作用于阀芯上液压力大小，从而控制液压系统总压力来实现恒压控制。
[0004]然而传统恒压泵压力控制阀内置弹簧出厂时已经选定，泵工作压力已经预设定好，即便通过旋拧螺栓其可调节范围也不大，且一款泵仅有一个工作压力值，无法进行多种工作压力模式切换。
[0005]而液压系统工况又是比较复杂的，尤其涉及到不同的工况需要输出大小不同的液压力，因现有的压力控制阀，无论是控制压力大小，还是控制压力的有无，都只能实现一个压力的控制，无法满足多压力、多执行元件不同压力的控制要求，故系统只能按照最大动力输出的工况设定控制压力，那么就会出现当需要小压力的时候，也是按照最大压力输出，造成了能量的浪费，增加了运行费用，减少了液压系统中各个元件的寿命。

技术实现思路

[0006]为了解决上述问题，本申请提供一种三级压力控制系统及方法，旨在解决传统恒压泵工作压力值单一且不可切换压力模式的问题，增加工况适应性。采用如下的技术方案：
[0007]一种三级压力控制系统，包括变量泵、压力控制装置、电磁阀组、控制器及压力传感器；所述压力传感器用于感应变量泵的输出压力，并由所述压力传感器反馈至所述控制器控制电磁阀组通断油路；
[0008]所述变量泵包括泵体、变量柱塞缸及复位柱塞缸，所述变量柱塞缸及复位柱塞缸之间设置有一具有一定倾角且可转动的斜盘，所述斜盘用于控制所述泵体的泵排量；
[0009]所述压力控制装置包括阀套及设置在阀套内的阀芯及弹簧，所述阀芯沿其长度方向依次设置有左侧板、中侧板及右侧板，所述阀芯上的侧板依次将阀套内腔分割为弹簧腔、中转油腔、压力油腔及控制油腔；
[0010]所述弹簧设置在弹簧腔内，并与左侧板连接固定；所述阀套顶面由左向右设置有泄油口、进油口及控油口，且在其底面由左向右设置有高压油口、中压油口及低压油口；
[0011]所述泄油口与弹簧腔连通，所述控制油口与控制油腔连通，所述进油口与压力油腔连通；
[0012]所述阀芯沿其长度方向在阀套内具有平移自由度，用于控制压力油腔与高压油口或中压油口或低压油口的通断，以调控斜盘的倾角来实现切换多种工作压力；
[0013]所述阀芯在位于中转油腔内的阀芯体上开设一贯通弹簧腔的径向油孔，用于排泄变量柱塞缸内的油量。
[0014]可选的，所述电磁阀组包括四通阀及两通阀，所述两通阀分为第一两通阀、第二两通阀及第三两通阀，所述第一两通阀、第二两通阀及第三两通阀的压力入口分别与阀套上的高压油口、中压油口及低压油口连通；
[0015]所述两通阀的出口连通所述变量柱塞缸的进油口，所述控制器控制所述两通阀以控制变量柱塞缸与高压油口或中压油口或低压油口的通断；
[0016]所述四通阀的压力入口连通所述泵体出口，其排油口连接油箱，所述四通阀的两个出口分别连通泄油口、进油口，其中所述控油口与进油口连通同一四通阀的出口。
[0017]可选的，所述阀套为薄壁圆柱形，其内设置阀芯的横截面为工字形圆柱体；
[0018]所述阀芯上设置的左侧板、中侧板及右侧板的横截面直径等长且与阀套的内径相等；
[0019]所述中侧板的厚度大于高压油口、中压油口及低压油口的孔径。
[0020]可选的，所述变量柱塞缸进油口处设有一减小压力冲击的节流孔。
[0021]可选的，所述左侧板与弹簧连接的一侧上设置有旋拧螺栓，用于调定弹簧初始预紧力。
[0022]可选的，所述弹簧为大弹簧、小弹簧套装组合，所述大弹簧的长度小于小弹簧的长度；所述大弹簧置于外层，小弹簧置于内层。
[0023]一种三级压力控制方法，应用上述中任一项所述的三级压力控制系统，其压力控制方法如下：
[0024]步骤1，初始状态，设定压力值，电磁阀组接通泵体与进油口及控控油口进行供油，同时电磁阀组接通低压油口或中压油口或高压油口与变量柱塞缸，变量泵以最大泵排量供油；
[0025]步骤2，油液由进油口及控制油口分别进入压力油腔及控制油腔，在液压油压力作用下推动控制油腔的右侧板克服弹簧力使得阀芯由右向左移动，直至压力油腔连通低压油口或中压油口或高压油口；
[0026]步骤3，压力油腔内的油液由低压油口或中压油口或高压油口流向变量柱塞缸，推动变量柱塞缸柱塞杆使得斜盘倾角减小以控制变量泵减小供油；
[0027]步骤4，持续供油，阀芯在弹簧力与液压油压力的作用下往复移动，控制低压油口或中压油口或高压油口与压力油腔、中转油腔择一连通，在复位柱塞缸与变量柱塞缸内液压油压力的作用下调节斜盘倾角大小来调控泵的输出流量，变量泵压力稳定在设定压力值附近。
[0028]可选的，所述压力控制系统根据低压油口、中压油口及高压油口与变量柱塞缸接通顺序不同可分为低压模式、中压模式及高压模式；
[0029]由低压模式切换中压模式或由中压模式切换高压模式的方法如下：
[0030]步骤a，电磁阀组控制断连低压油口或中压油口与变量柱塞缸，同时接通中压油口或高压油口与变量柱塞缸，变量柱塞缸通过中压油口或高压油口向油箱泄油，在复位柱塞缸的弹簧力作用下使得斜盘的倾角增大，调节泵排量增大，在低压模式或中压模式下泵以最大排量供油；
[0031]步骤b，在液压油压力作用下推动控制油腔的右侧板继续克服弹簧力使得阀芯由右向左移动，直至压力油腔连通中压油口或高压油口，重复权利要求7中的步骤3及步骤4至泵的输出压力稳定在设定压力值附近。
[0032]可选的，由高压模式切换中压模式或由中压模式切换低压模式的方法如下：
[0033]步骤A，电磁阀组断连泵体与进油口及控制油口并连通泵体与泄油口，液压油进入弹簧腔推动弹簧腔的左侧板，并弹簧力作用下使得阀芯由左向右移动，直至中转油腔连通高压油口或中压油口；
[0034]步骤B，电磁阀组连通变量柱塞缸与高压油口或中压油口，高压油进入变量柱塞缸推动变量柱塞杆使得斜盘的倾角减小以泵输出流量，直至泵体出口油压设定在中压模式及高压模式的压力范围值内；
[0035]步骤C，电磁阀组断连泵体与泄油口并连通泵体与进油口及控制油口，电磁阀组控制断连高压油口或中压油口与变量柱塞缸，同时接通中压油口或低压油口与变量柱塞缸，重复权利要求7中的步骤3及步骤4至泵体的输出压力稳定在设定压力值附近。
[0036]可选的，所述低压模式、中压模式及高压模式之间的压力值范围偏差值设定在预设工作压力值的15％－20％之间。
[0037]综上所述，本申请包括以下有益效果：
[0038]1.本申请通过在阀套上设置不同压力油口，利用分段式弹簧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三级压力控制系统，其特征在于：包括变量泵、压力控制装置、电磁阀组、控制器及压力传感器；所述压力传感器用于感应变量泵的出口压力，并由所述压力传感器反馈至所述控制器用于控制电磁阀组通断油路；所述变量泵包括泵体、变量柱塞缸及复位柱塞缸，所述变量柱塞缸及复位柱塞缸之间连接设置有可转动改变倾角的斜盘，所述斜盘用于控制所述泵体的泵排量；所述压力控制装置包括阀套及设置在阀套内的阀芯及弹簧，所述阀芯沿其长度方向依次设置有左侧板、中侧板及右侧板，所述阀芯上的侧板依次将阀套内腔分割为弹簧腔、中转油腔、压力油腔及控制油腔；所述弹簧设置在弹簧腔内，并与左侧板连接固定；所述阀套顶面由左向右设置有泄油口、进油口及控制油口，且在其底面由左向右设置有高压油口、中压油口及低压油口；所述泄油口与弹簧腔连通，所述控制油口与控制油腔连通，所述进油口与压力油腔连通；所述阀芯沿其长度方向在阀套内具有平移自由度，用于控制压力油腔与高压油口或中压油口或低压油口的通断，以调控斜盘的倾角来实现多种工作压力切换；所述阀芯在位于中转油腔内的阀芯体上开设一贯通弹簧腔的径向油孔，用于排泄变量柱塞缸内的油液。2.根据权利要求1所述的一种三级压力控制系统，其特征在于：所述电磁阀组包括四通阀及两通阀，所述两通阀分为第一两通阀、第二两通阀及第三两通阀，所述第一两通阀、第二两通阀及第三两通阀的压力入口分别与阀套上的高压油口、中压油口及低压油口连通；所述两通阀的出口连通所述的进油口，所述控制器控制所述两通阀以控制变量柱塞缸与高压油口或中压油口或低压油口的通断；所述四通阀的压力入口连通所述泵体出口，其排放口连接油箱，所述四通阀的两个出口分别连通泄油口、进油口，其中所述控制油口与进油口连通同一四通阀的出口。3.根据权利要求1所述的一种三级压力控制系统，其特征在于：所述阀套为薄壁圆柱形，其内设置阀芯的横截面为工字形圆柱体；所述阀芯上设置的左侧板、中侧板及右侧板的横截面直径等长且与阀套的内径相等；所述中侧板的厚度大于高压油口、中压油口及低压油口的孔径。4.根据权利要求1所述的一种三级压力控制系统，其特征在于：所述变量柱塞缸进油口处设有一减小压力冲击的节流孔。5.根据权利要求1所述的一种三级压力控制系统，其特征在于：所述左侧板与弹簧连接的一侧上设置有旋拧螺栓，用于调定弹簧初始预紧力。6.根据权利要求1所述的一种三级压力控制系统，其特征在于：所述弹簧为大弹簧、小弹簧套装组合，所述大弹簧的长度小于小弹簧的长度；所述大弹簧置于外层，小弹簧置于内层。7.一种三级压力控制方法，其特征在于：应用上述权利要求1－6中任一项所述的三级压力控制系...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯亮，夏小松，叶绍干，卜祥建，苏德赢，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：