[發明專利]一種液壓傳動用大流量二位四通高速開關閥及其應用

有效

• 申請號: 201210588609.6
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN103016436B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 陳健;黎勉;查曉春;孫友松
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: F15B13/02
• 分類號: F15B13/02
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本發明是一種液壓傳動用大流量二位四通高速開關閥及其應用，屬于液壓傳動用大流量二位四通高速開關閥及其應用的創新技術。

背景技術

現有液壓傳動用的二位三通旋轉高速開關閥的閥芯結構如圖1所示，其閥芯分為三段，中間L2為入口段（脈沖寬度調制PWM段），兩端L1和L3為出口段。中間PWM段的圓柱表面上有交替的螺旋刃帶，將閥芯表面分為兩個油腔，一個經閥芯軸向通道通向載荷回路PL，另一個經閥芯軸向通道通向回油路PT。閥芯旋轉時，位于靜止的閥套上的沿圓周均布的入口噴嘴（一般是3個）在螺旋刃帶之間轉換，交替將輸入流體在載荷回路PL和回油路PT之間切換。通過控制可改變閥芯相對于入口噴嘴的軸向位置獲得在一個PWM周期里流向載荷回路的時間（即占空比）。閥芯向上或向下軸向移動可獲得從0%-100%的占空比。閥芯的旋轉運動通過從流體自身向載荷回路或回油路流動時產生的動量矩驅動或通過外加旋轉驅動裝置驅動。

上述現有二位三通旋轉高速開關閥存在的問題是當PWM頻率很高時，如75Hz,由于流體的可壓縮性，使得在由低壓向高壓狀態轉換時壓力的動態響應變得遲緩，從而使旋轉高速開關閥的效率及液壓系統的效率降低。

圖2所示的菱形入口是位于閥套上的，沿閥套的圓周方向均勻布置，閥套的圓周上有一個通道，將液壓泵的流體送到各菱形入口，菱形入口的數量等于閥芯上螺旋刃帶對的數量（N）。菱形入口的方向與閥芯中心有一個偏心，形成流體動量。圖2中，Rh為菱形高度，Rw為菱形寬度，β為螺旋角。圖4中，Ht為螺旋厚度，Hh為螺旋高度，Hw為螺旋寬度，D為閥芯直徑。

發明內容

本發明的目的在于考慮上述問題而提供一種大流量、高開關頻率的液壓傳動用大流量二位四通高速開關閥。

本發明的另一目的在于提供一種液壓傳動用大流量二位四通高速開關閥的應用。本發明大流量二位四通高速開關閥與成本低的定量泵/馬達配合使用可改變定量泵/馬達的流量，起到變量泵/馬達的作用。可用于液壓混合動力車輛中，實現加速時，提供輔助動力；制動時，儲存制動能量，節約能源。

本發明的技術方案是：本發明的液壓傳動用大流量二位四通高速開關閥，包括有閥芯，閥芯分為四段，其中第一段為出口段A1，第三段為出口段A3，第二段A2及第四段A4為脈沖寬度調制PWM段，第二段A2及第四段A4的圓柱表面上都設有交替的螺旋刃帶，且第二段A2的螺旋刃帶將閥芯表面分為一路通向第一載荷回路P1，另一路通向第一回油路P2的兩個油腔，第四段A4的螺旋刃帶將閥芯表面分為一路通向第二載荷回路P3，另一路通向第二回油路P4的兩個油腔。

本發明液壓傳動用大流量二位四通高速開關閥應用，大流量二位四通高速開關閥能與電磁換向閥配合，控制定量液壓泵/馬達的轉速。

上述大流量二位四通高速開關閥能與計算機接口直接連接，由計算機控制改變大流量二位四通高速開關閥的PWM占空比的大小，控制定量液壓泵/馬達的轉速。

本發明由于采用閥芯分為四段，其中第一段為出口段，第三段為出口段，第二段及第四段為脈沖寬度調制PWM段的結構，相比于復雜、昂貴的變量泵/馬達結構，本發明與定量泵/馬達配合成本低、結構簡單，且本發明的大流量二位四通高速開關閥能與計算機接口直接連接，由計算機控制改變大流量二位四通高速開關閥的PWM占空比的大小，控制定量液壓泵/馬達的轉速。本發明是一種設計巧妙，性能優良，方便實用的液壓傳動用大流量二位四通高速開關閥。

附圖說明

圖1為現有技術二位三通旋轉高速開關閥閥芯結構的示意圖；

圖2為圖1中位于靜止閥套上的菱形入口的展開圖；

圖3為圖1中B處螺旋刃帶在閥芯圓柱表面在0°～360°的展開圖；

圖4為圖1中單個螺旋刃帶的結構示意圖；

圖5為本發明實施例的閥芯結構示意圖；

圖6為本發明實施例的原理圖；

圖7所示為電磁換向閥S1選擇P/M作為馬達使用的原理圖；

圖8所示為電磁換向閥S1選擇P/M作為泵使用的原理圖。

具體實施方式

實施例：