[发明专利]二进制数字控制斜盘式轴向柱塞变量泵

说明书

本发明属数控变量泵。

现有液压泵的变量机构基本上采用模拟量进行控制，其中较新颖的变量柱塞泵有电液伺服泵、负载敏感泵等。

图1为电液伺服泵的原理图。控制信号S经放大器1a放大后输入到泵的电液伺服阀2a，伺服阀输出流量去控制变量油缸3a的位移，使泵变量。为了达到油泵流量的比例控制，变量油缸输出的位移需通过电位器4a转变为电信号，反馈到电液伺服阀的输入端。该泵优点是能实现电液转换并获得比例控制。但存在以下不足之处：电液伺服阀加工精度要求高，阀的价格昂贵，对油液污染敏感，维修复杂。

图2为负载敏感泵的原理图（如美国专利4196588号，日本公开特许昭58-96187均属此类），该泵也称为功率匹配泵。电信号输入到比例节流阀1b，利用比例节流阀前后的压差△P来控制差压阀2b，差压阀控制变量油缸4b的位置，从而对油泵流量进行控制，该控制可以获得泵的恒流量特性。当信号输入到比例压力阀3b，比例压力阀控制变量油缸的位置，从而对油泵的压力进行控制。该控制可以获得油泵的恒压特性。该泵的压力和流量能适应系统的需要，从而达到节能的目的。但是通过比例节流阀须有1～1.5MPa的控制压力损失，这部分能量不能节省。

上述二种变量泵均采用模拟量控制，与微机结合需要有D/A转换器，电气接口复杂，且造价贵，维修复杂，可靠性差。

本发明目的是为了克服上述两种变量泵的缺点，提供一种构造简单、价廉、易维修，且易用微处理机控制的新型变量泵。

图3为本发明的二进制数字控制斜盘式轴向柱塞变量泵原理图。其主要由泵本体部分1和二进制数字油缸20、微型电磁换向阀组100和可变节流阀23构成的变量部分组成。在数字油缸内装有多个数字活塞。每只微型电磁换向阀的通断，分别控制数字油缸相应数字活塞的位置，当输入数字信号为“1”，则电磁铁线圈通电，数字油缸中相应的数字活塞外伸;当输入数字信号为“0”，则电磁铁线圈失电，数字油缸内相应的数字活塞内缩。各级数字活塞的行程按二进制数取权，因此只要有二进制数字信号通过简单的放大器，就能对微型电磁换向阀进行控制，从而实现对油泵流量进行控制。调节可变节流阀23，可以改变泵的变量速率及数字活塞的缓冲。

该泵流量变化呈阶梯形，只要选取适当位数的数字油缸，流量的阶梯变化可以满足系统的要求。

该泵主要特点是用二进制数字信号直接对泵流量进行控制，无需采用D/A转换器，用此泵组成的液压系统，比伺服泵系统和负载敏感泵系统结构简单、工作可靠、成本低，与微机结合极为方便，并且节能效果显著。

图1为电液伺服泵原理图;

图2为负载敏感泵原理图;

图3为二进制数字控制斜盘式轴向柱塞变量泵原理图;

图4为本发明二进制数字控制斜盘式轴向柱塞变量泵的实施例结构剖面图;

图5为图4的5-5剖面图;

图6为图4的左视图;

图7为图4的局部放大图;

图8为二进制数字活塞的结构图;

图9为图8的右视图;

图10为变量活塞结构图;

图11为图10的俯视图;

图12为数字活塞行程与泵排量的关系图。

本发明的构思，可用于各种型式的变量泵。现以图4～12为实施例说明本发明的技术特征。1为斜盘式轴向柱塞变量泵的本体部分，前泵体8与后泵体8a用螺钉互相连接，传动轴3与缸体10用花键连接，带动缸体旋转，使均布在缸体上的数个柱塞5绕传动轴3转动，每个柱塞端部铰接有一个滑履16。定心弹簧7通过内套6、钢球12、回程盘13，将滑履16压紧在斜盘17上，此外，定心弹簧7通过外套6a将缸体10压在配油盘4上，缸体外套9支承在大轴承2a上，传动轴3支承在小轴承2上。

这样，当缸体旋转时，柱塞在斜盘17的作用下作往复运动，完成吸油和排油。压力油通过通道14排出，吸油通道（图中未注出）和泄漏油通道11通油箱。