[发明专利]一种智能型大流量压电液压阀

说明书

技术领域

本发明属于流体驱动与控制领域的液压阀，具体涉及一种智能型大流量压电液压阀。

背景技术

利用压电叠堆振子在电压作用下产生伸缩变形的特性，国内外均已开发出了多种类型的压电叠堆式液压阀，因其具有响应快、无电磁干扰、精度高、可控性好等诸多优势而被广泛应用。目前国内外所提出的压电叠堆式液压阀大都为直推式结构，即直接利用压电叠堆的伸缩驱动阀芯运动，并且均采用单一阀孔进行流体控制，如中国专利02158122.3、200710117696.6、200710100005.1、200810061138.7、201010226949.5等，由于压电叠堆在电压作用下的变形量很小、仅微米级，因此目前采用压电叠堆构造的直推式液压阀的流量控制范围极其有限，只能用于流量小、精度高的开关控制或伺服控制，还无法用于汽车主动悬架等要求流量或阻尼调节范围较大的场合。为提高压电叠堆液压阀的流量及阻尼调节能力，中国专利200710117696.6提出了一种采用两个压电叠堆分别驱动阀芯和阀套的高速开关阀，中国专利200410004541.8提出了一种采用两个压电叠堆联合控制并通过柔性铰链进行位移放大的伺服阀，上述两种方法在一定程度上提高了阀的流量控制范围，但因多用了一个压电叠堆而使阀的制造成本大幅度增加。

除了流量调节以外，压电叠堆液压阀的流量调节精度也有待于进一步提升。众所周知，驱动电压确定时压电叠堆的伸长量随负载的增加而降低，相关部件的制造及安装误差、实时的工作温度及流体压力变化对其实际变形量都有较大的影响，而且压电叠堆变形能力又非常小，从而导致压电叠堆的实际变形量与理论计算值之间产生一定的误差并降低控制精度。因此，人们相继提出了多种形式的自带传感器的液压阀，如中国专利200410004541.8提出的阀芯带有传感器的液压阀、中国专利200710100005.1提出的压电叠堆自带传感器的液压阀等。前者的问题在于传感器置于流体环境中且随阀芯运动，不利于导线的连接、密封及维护，且高速运动状态下导线易因疲劳断裂而降低可靠性；而后者采用的是间接测量阀芯运动状态的方法，即实际测量的是压电叠堆所承受的负载，无法真实反应阀芯的运动状态，如当阀芯运动阻力增加或静止不动时，压电叠堆在电压作用下伸长时传感器依然会有较大的信号输出。可见，现有的自带传感器的压电叠堆式液压阀在可靠性及实用性方面还都存在一定的问题。

发明内容

本发明提供一种智能型大流量压电液压阀，以解决现有压电叠堆式液压阀所存在的阀流量调节及控制范围小，流量控制精度及可靠性低问题。

本发明采取的技术方案是：阀座上下两端分别通过螺钉固定有上壳体和下壳体，所述阀座上端与上壳体之间压接有弹性隔膜、下端与下壳体之间压接有隔板、阀腔中套接有阀体，所述阀体由阀芯、上顶杆及下顶杆构成，所述阀芯上设有环槽；所述弹性隔膜上下两侧分别通过螺钉固定有顶块及活塞，顶块将压电叠堆压接在上壳体内；活塞置于阀座的上腔内，并与阀座、上顶杆以及置于阀座上腔下壁上的单向阀共同构成上压缩腔；阀芯与下顶杆、阀座及隔板共同构成下压缩腔；设置在阀座上的进口与出口通过阀芯上的环槽相连通，所述进口与出口及阀芯上的环槽共同构成用于流量和阻尼调节的阀孔；所述进口通过流道一与下压缩腔连通、还通过流道二及单向阀与上压缩腔连通；阀体的下顶杆通过隔板上的通孔依次将碟形弹簧及传感器压接在下壳体内；所述传感器及压电叠堆分别通过导线组一及导线组二与电控单元连接。