[發明專利]一種用于泵排放壓力控制的電動液壓控制設計

在審

• 申請號: 201380044926.4
• 申請日: 2013-08-29
• 公開（公告）號: CN104641111A
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發明（設計）人: H·杜
• 申請（專利權）人: 卡特彼勒公司
• 主分類號: F04B35/04
• 分類號: F04B35/04;F15B13/044;F04B27/08;F02D29/04
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 吳鵬;馬江立

技術領域

本發明通常涉及液壓技術，尤其涉及一種液壓操作的活塞泵。

背景技術

液壓液體用于在多種機器中產生有用功。為了提供液壓液體來驅動傳動缸或發動機，通常在機器上設置了一個或多個液壓泵，該液壓泵由機器的發動機驅動。這類泵可采用多種不同形式設置，其中軸向活塞泵是一個常用實施例。采用軸向活塞泵，發動機可旋轉驅動中心筒體或中心塊。所述筒體包括多個汽缸，每個汽缸適于接受往復運動的活塞。在從動端，活塞中的每個樞轉地以及滑動地與相對于汽缸筒體的有角度地定位的擋板接合。在每個汽缸的工作端，設置了具有兩個或兩個以上進口和出口的閥板。在操作的進入階段，液壓流體通過所述閥板的進口，并且進入旋轉筒體的汽缸。在筒體旋轉時，發生汽缸的抽取或填充，并且靠近進口的筒體的活塞從上死點位置移動到下死點位置。筒體的旋轉和進口的尺寸使得，一旦活塞到達其下死點位置時，筒體旋轉斷開與閥板的進口的連接。當活塞從下死點位置移動到上死點位置時，筒體的進一步旋轉使汽缸(此時完全被液壓液體填充)產生液流。在從下死點移動到上死點的移動中，汽缸放置在與閥板的出口的連接中，使得可從泵傳送液壓液體以提供有用功，例如上述工具的驅動、工作臂、發動機等。

許多用途需要液壓泵壓力控制。例如，液壓風扇驅動系統可要求達到最大速度的可變速度，而不需要在該最大速度之外繼續增大速度。理想的方式是，最大速度應該可以根據環境或其他條件設定。

在采用液壓風扇驅動速度控制的應用中，有兩種主要的結構體系，第一種結構體系是采用負載傳感泵的泵壓力控制，該負載傳感泵具有電液壓機械壓力控制電力路，可產生負載傳感信號，以及第二種體系結構是一種排量控制泵。前一種體系結構以美國專利申請2004/0261407為代表，該專利與本發明屬于同一發明人。跨過控制負載傳感控制閥的極限壓力可調節泵排放壓力(大約是負載傳感壓力加上極限壓力)。除了外部的電控制環，該控制涉及兩個液壓機械環、用于負載傳感壓力的壓力控制環、用于泵排放壓力的壓力控制環。這三個控制環可造成系統失去穩定性。電液壓機械壓力控制電路增加成本并降低控制系統的可靠性。進一步地，在控制電子學中，沒有具體的故障模型，因而故障可使系統處于未知狀態。

在后一種使用排量控制泵的體系結構中，風扇系統的速度由泵流量直接控制，而與泵排放壓力無關。由于對風扇驅動轉矩(泵排放壓力)的不敏感性，排量控制泵可不必要地在發動機上施加高負載。而且，因為該風扇驅動系統具有大的慣性，排量控制泵可暴露在低的泵排放壓力下，低的泵排放壓力可損壞泵和/或相關液壓系統的其他組件。

發明內容

在本發明的一個實施例中，提供一種液壓風扇系統。該系統包括配置用于可變排量操作的液壓泵，并且包括控制液壓泵的排放的擋板、泵的排放信號通道、與擋板聯接的在沖程致動器(on-stroke?actuator)，當在沖程致動器前進時，將擋板的角度增大以增加排放信號通道處的壓力。在沖程致動器也聯接到排放信號通道。系統還包括聯接到擋板的去沖程致動器(de-stroke?actuator)，當去沖程致動器前進時，將擋板的角度減少以減少排放信號通道處的壓力，還包括聯接到在沖程致動器、液壓泵的去沖程致動器，以及槽的控制閥。控制閥可包括響應排放信號通道上的壓力改變的閥芯并且是可操作的：1)在第一位置上，將去沖程致動器連接到槽，2)在第二位置上，從排放信號通道和槽兩者中分離去沖程致動器，3)在第三位置上，將去沖程致動器連接到排放信號通道。閥芯適于通過從第一位置向第二位置到第三位置連續地移動來響應排放信號通道中的壓力的增加。控制閥還包括使閥芯向第一位置偏置的彈簧以及安裝在彈簧對面的螺線管，螺線管提供了使閥芯向第三位置偏置的可設定的力。最后，系統還包括液壓發動機，該液壓發動機驅動風扇葉片，該液壓發動機聯接到液壓泵并且具有與液壓泵的排放信號通道處的壓力對應的速度。

在另一個實施例中，與可變排量液壓泵同時使用的液壓控制系統具有擋板，其中擋板角度由相對沖程致動器控制，并且可包括以液壓方式聯接到去沖程致動器、泵的排放信號通道以及槽的控制閥，其中，排放信號通道也聯接到在沖程致動器，控制閥的閥芯按以下方式可操作的控制：1)在第一位置上，將去沖程致動器連接到槽，2)在第二位置上，從排放信號通道和槽兩者中釋放去沖程致動器，3)在第三位置上，將去沖程致動器連接到排放信號通道，閥芯適于通過從第一位置向第二位置到第三位置連續移動來響應排放信號通道中的壓力增加。壓力控制系統還包括使閥芯向第一位置偏置的彈簧以及安裝在彈簧對面的擋板，彈簧提供了使閥芯向第三位置偏置的可設定的力。