[发明专利]先导流量闭环控制的流量阀及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种先导流量闭环控制的流量阀及控制方法，它属于一种液压控制元件中的电液比例流量控制阀及控制方法，其通过控制先导阀输出流量不受外界负载变化的影响，进而实现主阀流量不受外负载变化的影响。

背景技术

比例流量控制阀是液压系统的重要元件之一，通过对流量的控制，实现对执行元件速度的改变。比例流量控制阀有直动式和先导式之分，对于大流量阀，常采用先导式。由于流量控制阀是通过改变阀口的大小来改变流量值，根据阀口的流量公式，通过阀口的流量不仅与阀的开口面积有关，而且与阀口前后的压差有关，因而在阀口面积不变，而压差改变时流量也会发生变化。现有技术中的先导比例流量控制阀常采用压差补偿器来对比例流量阀进出油口两端的压差进行补偿来解决这个问题。然而这种方法由于受到液动力的影响，仍然存在较大的流量偏差，控制精度相对较低。

图1是瑞典学者B.Anderson上世纪80年代初发明的流量放大型比例流量阀（Valvistor），其主阀的流量与先导阀的流量成正比，当阀的结构参数确定后，主阀按比例放大通过先导阀的流量。为了消除比例先导阀1进出口压差变化对通过其流量的影响，在主阀6和先导阀1之间串联一个小通径的定差减压阀17，对比例先导阀1进出口压差进行补偿，相对于在主阀口进行压差补偿的原理，简化了阀的结构。结构布置上，主阀进油口A通过主阀6第Ⅲ流道L₃连通节流槽Cx，节流槽Cx通过主阀套8的节流边K与主阀控制腔X相通。定差减压阀17的进油口A₂与主阀控制腔X连通，定差减压阀17的出油口B₂同时与比例先导阀1的进油口Ay 、定差减压阀17的无弹簧油腔C₃相连通，先导阀出油口By 同时与定差减压阀弹簧腔C₂及主阀出油口B相连通。这样基本保证了先导阀进油口Ay与出油口By之间的压差恒定，但由于采用开环控制，控制流量仍然要受到压差补偿用定差减压阀液动力的影响，控制精度低，阀的机械结构也相对复杂，同时加大了阀的最低工作压力。

发明内容

本发明的目的是解决现有比例流量阀存在的结构复杂、制造难度大、控制精度低和压差损失较大的技术问题，提供一种结构简单、制造容易、控制精度高和压差损失小的先导流量闭环控制的流量阀。

本发明的另一目的是提供一种先导流量闭环控制的流量阀的控制方法。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是：

一种先导流量闭环控制的流量阀，它包括比例放大器、由先导阀阀芯、比例电磁铁、先导阀复位弹簧、先导阀阀体、先导阀进油口、先导阀出油口、先导阀弹簧腔和先导阀无弹簧腔组成的比例先导阀和由主阀阀芯、主阀套、主阀进油口、主阀出油口、主阀控制腔、节流槽和节流边K组成的主阀，其中：它还包括第一压力传感器、第二压力传感器、先导流量计算器、先导流量调节器、位移传感器和先导位移调节器；主阀进油口通过主阀第Ⅲ流道连通节流槽，节流槽通过主阀套的节流边与主阀控制腔相通，主阀控制腔通过第Ⅰ流道与先导阀进油口相连通，第一压力传感器安装在第Ⅰ流道上，第一压力传感器输出信号端通过导线与先导流量计算器的第Ⅰ输入端口连接；先导阀出油口通过第Ⅱ流道与主阀出油口相连通，第二压力传感器安装在第Ⅱ流道上，第二压力传感器的输出信号端通过导线与先导流量计算器的第Ⅱ输入端口连接；位移传感器与先导阀阀芯同轴设置，检测先导阀阀芯的位移，其输出信号端同时与先导流量计算器的第Ⅲ输入端口和先导位移调节器的第Ⅱ输入端口连接；先导阀弹簧腔通过第Ⅳ流道与先导阀无弹簧腔连通，先导阀复位弹簧与先导阀阀芯同轴设置，并将一端作用在先导阀阀体上，另一端作用在先导阀阀芯上，用于先导阀阀芯复位；先导流量计算器的输出端口与先导流量调节器的第Ⅱ输入端口连接，先导流量调节器的第Ⅰ输入端口与给定信号连接，先导流量调节器的输出端口与先导位移调节器的第Ⅰ输入端口连接，先导位移调节器的输出端与比例放大器的输入端连接，比例放大器的输出端与比例电磁铁连接，输出信号给电磁铁，从而驱动电磁铁输出与之相适应的电磁力。