[0002] 本申请于2016年8月9日被提交为PCT国际
专利申请且主张2015年8月10日提交的印度专利申请第2449/DEL/2015号的权益，所述申请的公开内容以全文引用的方式并入本文中。
技术领域
[0003] 本公开涉及压力控制。更具体地说，本公开涉及成比例地控制开式液压回路中的
活塞泵的外流。
背景技术
[0004] 控制可变
排量泵的输出流对维护稳定液压系统是至关重要的。精确地进行控制可帮助保护系统免于不期望的破坏并可辅助提高液压系统的总效率。
[0005] 可变排量泵、具体地说轴向
活塞泵大体上包含：
驱动轴；可通过驱动轴旋转的缸筒；围绕缸筒
定位的多个活塞孔；以及定位在活塞孔内并附接到可倾斜旋转斜板的多个活塞。为了控制轴向活塞泵的排量，必须变更旋转斜板的
角度。传统上，改变角度是通过旋转斜板活塞缸或螺线管实现的。当旋转斜板相对于驱动轴的纵向轴线倾斜时，活塞在活塞孔内往复运动从而产生泵送作用。因此，旋转斜板角度越大，泵排量就越大。
[0006] 当控制旋转斜板活塞缸或螺线管时，通常会考虑来自液压箱的压力以及来自液压回路的压力。举例来说，如果使用液压
弹簧负载活塞缸来控制旋转斜板的角度，那么箱压力可作用于活塞的一侧且液压回路压力可作用于活塞的另一侧。取决于两个压力之间的差以及弹簧常数，活塞将相应地在缸内移动。由于活塞还附接到旋转斜板，因此在压力差改变并使活塞移动时，旋转斜板角度同样会改变，由此改变泵排量。
[0007] 在其它实例中，当旋转斜板由螺线管的作用控制时，泵排量的改变通常与由
控制器供应到螺线管的
电流成比例。
[0008] 常常需要对泵排量进行定制的实时控制。因此，活塞缸或螺线管常常被配置成允许对泵排量进行按需变更。另外，液压回路内的液压在操作期间可能会突然改变。此类改变可能是由故障、超负载等所致。另外，控制泵排量(即，通过螺线管)的
电子装置也可能会发生故障，从而致使压力急剧增加。因此，单独压力补偿器装置常常被包含为系统的一部分以在此类情形中保卫所述系统。
[0009] 可变排量泵控制的改进是所希望的。
发明内容
[0010] 根据本公开的一方面，公开一种用于控制可变排量
液压泵的泵控制组合件。用于控制可变排量液压泵的泵控制组合件包含安放在
阀体内的阀芯。阀芯被配置成在
阀体内的第一与第二
位置之间移动以便选择性地控制附接泵的排量。泵控制组合件进一步包含各自对阀芯的相反末端施加力的第一和第二腔室。第一腔室定位在阀芯的第一末端处、与泵输出端口
流体连通。第二腔室定位在阀芯的第二末端处并与液压箱端口和定比减压阀流体连通。第二腔室还包含活塞以及定位在活塞的任一侧上的第一和第二弹簧。定比减压阀将调节压力提供到活塞的与第一弹簧在一起的第一侧，且液压箱端口对活塞的与第二弹簧在一起的相反侧提供箱压力。泵控制组合件还包含止动结构，所述止动结构具有限制活塞在朝向第一腔室的方向上移动的前止动件。
[0011] 根据本公开的另一方面，公开一种用于控制可变排量液压泵的泵控制组合件。用于控制可变排量液压泵的泵控制组合件包含阀体，所述阀体限定具有中心孔轴线的阀芯孔。阀体还限定泵输出端口、泵排量控制端口和箱端口。泵控制组合件还包含安放在阀芯孔内的阀芯。阀芯具有第一末端和相反的第二末端且可在阀芯孔内沿中心孔轴线在箱端口与泵排量控制端口流体连通的第一位置与泵输出端口与泵排量控制端口流体连通的第二位置之间移动。当从第一位置朝向第二位置移动时，阀芯沿中心孔轴线在第一方向上移动。当从第二位置朝向第一位置移动时，阀芯沿中心孔轴线在第二方向上移动。第一和第二方向彼此相反。
[0012] 泵控制组合件还包含定位在阀芯的第一末端处的第一腔室。第一腔室与泵输出端口流体连通以便被配置成当泵控制组合件安装在可变排量泵上时从可变排量泵接收泵输出压力。当泵输出压力施加到第一腔室时，泵输出压力在第一方向上将泵输出压力施加到阀芯。泵控制组合件还包含定位在阀芯的第二末端处的第二腔室。活塞定位在第二腔室内以便将第二腔室分隔成第一区段和第二区段。第一区段定位在活塞与阀芯的第二末端之间，且活塞可在第二腔室内沿中心孔轴线移动。
[0013] 此外，泵控制组合件包含第一弹簧，所述第一弹簧定位在第二腔室的第一区段内以用于在第二方向上将活塞力从活塞传递到阀芯。第二弹簧定位在第二腔室的第二区段内以用于将预载力施加到活塞，从而使活塞在第二方向上偏置。泵控制组合件还包含安放在阀体内的定比减压阀。定比减压阀可在箱端口与第二腔室的第二区段流体连通的第一状态以及泵输出端口与第二腔室的第二区段流体连通的第二状态下操作。定比减压阀被配置成将泵输出压力转换成在第二腔室的第二区段处提供的减压。第二腔室的第二区段处的减压作用于活塞以在第二方向上将减压力施加到活塞，且从定比减压阀输出的减压的大小与提供到定比减压阀的螺线管的电流成正比。
[0014] 另外，止动结构包含在泵控制组合件中。止动结构具有前止动件，所述前止动件在止动位置处阻止活塞沿中心孔轴线在第二方向上移动，所述止动位置限定由第一弹簧在第二方向上从活塞传递到阀芯的活塞力的最大
阈值。可沿中心孔轴线调整止动位置，从而调整活塞力的最大阈值。
[0015] 多种附加方面将在以下描述中阐述。所述方面可涉及个别特征和特征组合。应理解，前文总体描述以及以下详细描述都仅仅是示范性和说明性的，且不限制本文中所公开的
实施例基于的广义发明性概念。
附图说明
[0016] 附图说明本公开的特定实施例且因此并不限制本发明的范围。图式并未按比例绘制且意图结合以下具体实施方式中的解释使用。下文将结合附图描述本公开的实施例，其中相同数字表示相同元件。
[0017] 图1说明根据本公开的原理的具有为发明性方面的实例的特征的实例液压系统的示意图；
[0018] 图2说明根据本公开的原理的具有为发明性方面的实例的特征的电液定比压力
控制阀的透视图；
[0019] 图3说明图2的电液定比压力控制阀的仰视图；
[0020] 图4说明图2的电液定比压力控制阀的分解视图；
[0021] 图5说明图2的电液定比压力控制阀的侧视图；
[0022] 图6说明图2的电液定比压力控制阀沿图5中的线6-6的剖视图；且[0023] 图7说明图2的电液定比压力控制阀沿图5中的线7-7的剖视图。
具体实施方式
[0024] 将参考图式详细描述各种实施例，其中相同参考标号贯穿若干视图表示相同部分和组合件。参考各种实施例并不限制在此所附的
权利要求书的范围。另外，在本
说明书中所阐述的任何实例并不旨在限制并仅阐述所附权利要求书的许多可能实施例中的一些。
[0025] 一般来说，公开一种用于轴向活塞泵的电液定比压力控制阀(EHPPCV)。具体地说，EHPPCV使用液压控制
滑阀来控制到旋转斜板活塞的流体流，由此控制泵排量。滑阀的移动由弹簧负载活塞在阀芯的一端处施加的力与在阀芯的相反末端处施加力的泵出口压力的相对差来确定。弹簧负载活塞内的力可根据一对弹簧以及由电磁螺线管控制的高压定比减压阀所供应的调节压力而变化。另外，为了保卫系统，机械止动件设置在EHPPCV内以防止弹簧负载活塞对滑阀施加过高压力，由此导致潜在地使泵超冲程并可能会破坏液压回路。这种止动件无需包含单独压力补偿器以保卫系统。而且，EHPPCV被配置成提供对轴向活塞泵的无级压力控制，由此增加总的系统
稳定性。
[0026] 图1示出实例液压系统100的液压示意图。液压系统100包含泵102、液压流体箱104、旋转斜板活塞106和EHPPCV布置108。
[0027] 泵102是轴向活塞泵。泵102借助于驱动轴110接收电力。泵102流体连接到箱104且被配置成将流体从箱104泵送到液压回路112。
[0028] 泵排量由旋转斜板活塞106变更。旋转斜板活塞106被配置成改变旋转斜板107在泵102内的角度，由此改变泵102的排量。当泵排量改变时，泵的出口压力会发生改变。出口压力的改变会改变液压回路112内的流体压力。旋转斜板活塞106的位置受EHPPCV布置108控制。
[0029] EHPPCV布置108包含螺线管供电的阀114和弹簧负载的活塞缸116。螺线管供电的阀114和弹簧负载的活塞缸116都被配置成从泵102的出口接收液压流体流，所述液压流体流指示液压回路112的流量和压力。对应于从螺线管供电的阀114引导的调节压力的力以及对应于弹簧负载的活塞缸116的力被配置成作用于滑阀115的单侧。
[0030] 螺线管供电的阀114被配置成将流体流提供到弹簧负载的缸116。螺线管供电的阀114被配置成从控制器(未示出)接收电流并根据所述电流的大小调整离开螺线管供电的阀
114的流体流。在所描绘的实施例中，螺线管供电的阀114被配置成从液压回路112接收流体，所述流体具有等于泵输出压力的压力。螺线管供电的阀114接着将处于泵输出压力下的流体转换成调节压力(管线122)。在一些实施例中，调节压力是相对于液压回路112的压力的减压。在所描绘实施例中，螺线管供电的阀114是定比减压阀；因此，从螺线管供电的阀
114输出(管线122)的调节压力与由控制器提供到螺线管供电的阀114的电流成正比。另外，在所描绘实施例中，泵102的排量还与供应到螺线管供电的阀114的电流成正比。
[0031] 弹簧负载的活塞缸116被配置成对滑阀115的一侧施加力。弹簧负载的活塞缸116的性能受到第一弹簧118、第二弹簧120并受到两个单独流体压力的影响。两个单独流体压力包含从螺线管供电的阀114接收的调节流体压力(管线122)以及表示箱104内压力的箱流体压力(管线124)。将相对于图5到6更详细地解释EHPPCV布置108的操作。
[0032] 滑阀115示出为与螺线管供电的阀114、弹簧负载的活塞缸116和液压回路112流体连通。液压回路112提供指示滑阀115一侧处的出口泵压力的压力，而螺线管供电的阀114和弹簧负载的活塞缸116提供滑阀115的相反侧处的压力。因此，滑阀115被配置成将流体流(管线126)递送到旋转斜板活塞106，由此操纵旋转斜板活塞106以实现泵102的所需排量。
[0033] 图2示出EHPPCV布置108的透视图。EHPPCV布置108可安放到泵102或安放在单独位置中。在一些实施例中，EHPPCV布置108安放在泵102的壳体(未示出)内。
[0034] 如所示出，EHPPCV布置108包含阀体128，所述阀体128被配置成容纳弹簧负载的活塞缸116、螺线管供电的阀114和滑阀115。阀体128具有第一侧129和第二侧131。另外，如图3中的EHPPCV布置108的仰视图所示出，阀体128包含多个端口，包含泵输出端口133、泵排量控制端口135和箱流体端口137。泵输出端口133被配置成流体连接到液压回路112，泵排量控制端口135被配置成流体连接到旋转斜板活塞流体管线126，且箱流体端口137被配置成流体连接到箱流体管线124。
[0035] 图4示出EHPPCV布置108的分解视图。EHPPCV布置108示出为包含弹簧负载的活塞缸116、螺线管供电的阀114、滑阀115、止动结构132和多个插塞。
[0036] 弹簧负载的活塞缸116示出为包含
柱塞134、第一弹簧118、活塞136、第二弹簧120和活塞腔室插塞139。柱塞134、第一弹簧118、活塞136和第二弹簧120全部容纳于由阀体128限定的活塞腔室138内并由活塞腔室插塞139密封在活塞腔室138内。活塞腔室插塞139借助于
密封件142而密封在活塞腔室138内并通过
锁紧
螺母144紧固到阀体128。
[0037] 螺线管供电的阀114包含螺线管146、阀轴148以及用于将电气连接附接到控制器的连接插塞150。螺线管供电的阀114被配置成连接到阀体128并安置在由阀体128限定的螺线管供电的阀腔室152中。
[0038] 滑阀115包含安放在阀体128内的阀芯130(图6中所详细示出)。阀芯130被配置成借助于泵排量控制端口135控制到旋转斜板活塞106的流体流。
[0039] 止动结构132也安放在阀体128内。止动结构132被配置成限制活塞136在活塞腔室138内的移动。止动结构132包含第一轴154、第二轴156和锁紧螺母158。
[0040] 图5从第一侧示出EHPPCV布置108。具体地说，止动结构132示出为安装在阀体128内。如所示出，第二轴156和锁紧螺母158示出为定位在阀体128外部。阀芯插塞160也被示出且被配置成密封阀芯孔(图6中所示出)，其中阀芯130容纳于阀体128内。
[0041] 图6示出EHPPCV布置108沿图5中的线6-6的剖视图。由于无法使用单个横截面来捕捉阀体128内的所有流体通道和空腔的事实，因此使用点线来示出EHPPCV布置108内的流体路径。
[0042] 滑阀115的阀芯130示出为可移动地安放在阀体128内的阀芯孔162内。阀芯130包含居中定位的环带结构131，所述环带结构131作用来控制通过泵排量控制端口135的流体流。阀芯孔162限定阀芯轴线163，且阀芯130可沿所述轴线在第一位置与第二位置之间移动。当在第一位置中时，箱流体端口137与泵排量控制端口135流体连通，且当在第二位置中时，泵输出端口133与泵排量控制端口135流体连通。在图6中，阀芯130示出为在第一位置中。阀芯130可在第一与第二位置之间移动。在第一位置中，由于箱104中相对于液压回路112相对更低的压力，因此更低
压力流体供应到旋转斜板活塞106。在第二位置中，来自液压回路112的更高流体压力供应到旋转斜板活塞106，从而致使旋转斜板活塞106发生移动，由此减少旋转斜板在泵102内的角度并降低泵102的排量(即，去冲程)。
[0043] 为了促进阀芯130在第一与第二位置之间的移动，第一腔室168和活塞腔室138定位在滑阀115的阀芯130的任一末端164、166处。每个腔室168、138被配置成对阀芯130施加力以便影响阀芯的移动。
[0044] 第一腔室168定位在阀芯130的第一末端164处并与泵输出端口133、且由此与液压回路112流体连通。第一腔室168接收表示当EHPPCV布置108安装在泵102上时泵出口压力的加压流体。第一腔室168内的压力在朝向阀体128的第二侧131的方向D1上对阀芯130施加力。
[0045] 活塞腔室138定位在阀芯130的第二末端166处。活塞腔室138被配置成在朝向阀体128的第一侧129的方向D2上对阀芯130施加力。活塞腔室包含由活塞136分隔的第一区段
170和第二区段172。在所描绘实施例中，第一弹簧118对柱塞134施加力。活塞136对第一弹簧118施加力，且第二弹簧120对活塞136施加力。另外，活塞腔室138的第一区段170和第二区段172被配置成接收流体压力以进一步改变由活塞腔室138施加到阀芯130的总的力。
[0046] 活塞136可在活塞腔室138内移动。当第一区段170和第二区段172内的力改变时，活塞在活塞腔室138内移动，由此通过压缩或解压缩第一弹簧118而改变对阀芯130的第二末端166上的柱塞134施加的总的力。活塞136还可使第一区段170与第二区段172密封，以便允许每个区段维持不同压力和力。
[0047] 活塞腔室138的第一区段170定位在阀芯130的第二末端166与活塞腔室138内的活塞136之间。第一区段170示出为包含第一弹簧118和柱塞134。而且，第一区段170示出为与箱流体端口137流体连通，由此接收箱压力。箱压力和第一弹簧118在朝向阀体128的第二侧131的方向上对活塞136施加阻力。在一些实施例中，箱压力将接近零且第一弹簧118将对柱塞134和活塞136施加仅有的力
[0048] 活塞腔室138的第二区段172包含定位在活塞136与活塞腔室插塞139之间的第二弹簧120。第二弹簧120被配置成对活塞136施加可调整的预载力。由第二弹簧120施加的力可根据活塞腔室插塞139在活塞腔室138内的位置而变更。此类定位可由用户调整且活塞腔室插塞139可借助于锁紧螺母144而相对于活塞腔室138被紧固。
[0049] 第二区段172还被配置成从螺线管供电的阀114接收调节压力。在一些实施例中，螺线管供电的阀114被配置成在零压力与大于箱压力但小于或等于泵出口压力的压力之间递送。当第一区段170与第二区段172之间存在流体压力平衡时，对柱塞134施加的力等于由第一弹簧118施加的力。可通过变更第二弹簧的力来变更这种力，从而通过允许活塞136在活塞腔室138内移动而压缩或解压缩第一弹簧118。
[0050] 螺线管供电的阀114被配置成与泵输出端口133和箱流体端口137两者流体连通。递送到螺线管供电的阀114的螺线管146的电流可发生变化以便改变阀轴148的定位。改变阀轴148的定位会改变调节流体压力腔体174中的调节流体压力。调节流体压力接着从调节流体压力腔体174递送到活塞腔室138的第二区段172。来自螺线管供电的阀114的调节流体压力的大小与提供到螺线管146的电流成正比。
[0051] 图7示出EHPPCV布置108沿图5中的线7-7的剖视图。具体地说，图7示出包含第一轴154、第二轴156和锁紧螺母158的止动结构132。止动结构132安放在止动结构孔176内。止动结构孔176平行于阀芯孔162。止动结构132包含前止动件178，所述前止动件178防止活塞
136在朝向阀体128的第一侧129的方向上移动越过前止动件178。通过限制活塞136的移动，活塞136在朝向第一侧129的方向上传递到第一弹簧118的力的最大阈值受到限制。另外，前止动件178的位置可能会发生变更。当安装在阀体128内时，可从阀体128外部接近锁紧螺母
158和第二轴156，从而使得可调整前止动件178、且因此整个止动结构132的位置。在一些实施例中，止动结构132螺接到阀体128中并可旋转以进行调整。
[0052] 止动结构132有助于防止对旋转斜板活塞106的过度加压，由此阻止泵102对液压回路112过度加压。止动结构132是用以防止液压回路112被无意破坏的安全装置。由于活塞缸116在第二方向D2上对阀芯130的第二末端166施加的力与液压回路112在第一方向D1上对阀芯130的第一末端164施加的力相反，因此反作用力的差确定了最大液压回路压力。因此，活塞缸116在第二方向D2上具体地说对柱塞134产生的力越大，液压回路112中的最大压力就越大。然而，止动结构132有助于防止液压回路112中的最大压力变得设定为过高值。举例来说，将电流供应到螺线管供电的阀114的控制器发生故障可能会无意地将高于预期调节压力的调节压力引入活塞腔室138的第二区段。在最大压缩下，第一腔室168中的等效于液压回路112的压力的反作用力必须大于由第一弹簧118对柱塞134施加以迫使阀芯130移动并使泵102去冲程的力。对于特定应用，液压回路112内的过高压力可能会破坏
电路本身以及与其流体连通的设备。然而，为了提防像这样的事件，止动结构132防止活塞136的移动，由此阻止第一弹簧118的过度压缩并设定液压回路112的最大压力。在操作期间，第二区段172中的力传递到活塞136且接着传递到弹簧118，由此实现弹簧118的压缩。一旦活塞136已将弹簧118压缩到其中活塞136抵靠止动结构132的前止动件178定位在活塞缸138内的时刻，来自活塞136的在方向D2上的任何额外力就传递到止动结构132并进入阀体128而不是第一弹簧118。
[0053] 以上所描述的各种实施例仅借助于说明提供，且不应理解为限制在此所附权利要求书。本领域的技术人员将容易地认识到，在不遵循本文中所说明和描述的实例实施例和应用的情况下且在不脱离以下权利要求书的真正精神和范围的情况下可作出各种
修改和改变。
