1.本實(shí)用新型屬于軸向變量柱塞泵領(lǐng)域，尤其涉及一種柱塞泵恒功率控制結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

2.柱塞泵恒功率控制就是使泵的出口壓力與輸出流量的乘積為常數(shù)，泵的出口壓力和輸出流量需要滿足雙曲線函數(shù)關(guān)系。隨著負(fù)荷的變化，泵的出口壓力也隨之變化，需要調(diào)節(jié)輸出流量使輸出流量與出口壓力的乘積保持不變。

3.為使原動(dòng)機(jī)工作在最佳工況下，減少原動(dòng)機(jī)的能耗，工程機(jī)械中常使用恒功率的軸向柱塞變量泵?，F(xiàn)有軸向柱塞變量泵的恒功率控制機(jī)構(gòu)主要包括兩種形式，第一種形式是利用杠桿原理的恒功率變量機(jī)構(gòu)，第二種形式是利用雙彈簧的位移直接反饋機(jī)構(gòu)。利用杠桿原理的恒功率控制機(jī)構(gòu)可以讓出口壓力和輸出流量呈雙曲線變化，而采用雙彈簧的控制方式是讓壓力流量呈不同斜率的兩條直線變化，通過(guò)兩條直線來(lái)近似雙曲線，實(shí)際上并不是真正意義上的恒功率控制，如圖5所示，雙彈簧控制方式下的功率曲線與理想狀態(tài)下的恒功率曲線存在較大的軌跡差別，意味著在泵的需求輸出功率與實(shí)際輸出功率會(huì)有較大的差別，雙彈簧結(jié)構(gòu)的恒功率控制結(jié)構(gòu)控制精度低。

4.現(xiàn)有雙彈簧結(jié)構(gòu)的恒功率控制結(jié)構(gòu)，包括恒功率閥、撥塊和斜盤(pán)，恒功率閥通過(guò)撥塊驅(qū)動(dòng)斜盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，改變泵的輸出功率。恒功率閥的結(jié)構(gòu)如圖4所示，包括閥體6，閥體6內(nèi)設(shè)有可移動(dòng)的彈簧座組件11，彈簧座組件11的一側(cè)設(shè)有大彈簧13，大彈簧13內(nèi)設(shè)有小彈簧3，大彈簧13的一側(cè)設(shè)有與閥體6螺接的螺套4，螺套4上設(shè)有鎖緊螺母2，小彈簧3的一側(cè)設(shè)有與螺套4螺接的調(diào)節(jié)螺釘14，調(diào)節(jié)螺釘14上設(shè)有密封鎖緊螺母1。通過(guò)調(diào)節(jié)螺套4改變大彈簧13的初始預(yù)緊力，通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)螺釘14改變小彈簧3的初始預(yù)緊力。

5.現(xiàn)有雙彈簧結(jié)構(gòu)的恒功率控制結(jié)構(gòu)下，對(duì)泵的輸出功率進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，泵的功率曲線由兩段直線組成近似雙曲線，如圖4所示，ab段直線對(duì)應(yīng)只有大彈簧工作狀態(tài)，起點(diǎn)a和直線ab的斜率由大彈簧的剛度決定；bc段對(duì)應(yīng)大彈簧和小彈簧同時(shí)工作時(shí)的狀態(tài)，起點(diǎn)b由小彈簧的剛度決定，直線bc的斜率由大彈簧剛度和小彈簧剛度共同決定?，F(xiàn)有雙彈簧結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)過(guò)程比較復(fù)雜，調(diào)節(jié)時(shí)要先調(diào)節(jié)大彈簧，再調(diào)節(jié)小彈簧，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)在調(diào)節(jié)小彈簧時(shí)調(diào)好的大彈簧發(fā)生改變，即上一步調(diào)好的功率曲線ab段會(huì)發(fā)生偏移，功率起變點(diǎn)和功率值會(huì)發(fā)生變化，需要重新調(diào)節(jié)大彈簧，該過(guò)程使得整個(gè)調(diào)節(jié)過(guò)程變得復(fù)雜，不易調(diào)節(jié)。

6.因此，現(xiàn)有雙彈簧結(jié)構(gòu)的恒功率控制結(jié)構(gòu)存在控制精度低和不易調(diào)節(jié)的缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

7.本實(shí)用新型的目的在于，提供一種柱塞泵恒功率控制結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型具有控制精度高和容易調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)。

8.本實(shí)用新型的技術(shù)方案：一種柱塞泵恒功率控制結(jié)構(gòu)，包括恒功率閥、撥塊和斜盤(pán)；恒功率閥的調(diào)節(jié)螺釘和恒功率閥的彈簧座組件之間設(shè)有圓錐螺旋彈簧。

9.前述的柱塞泵恒功率控制結(jié)構(gòu)中，所述圓錐螺旋彈簧的兩端均設(shè)有平面。

10.前述的柱塞泵恒功率控制結(jié)構(gòu)中，所述圓錐螺旋彈簧的切變模量76000-82000mpa、彈簧剛度13-15k/mm、大端支承圈半徑9-11mm、小端支承圈半徑4-6mm、鋼絲直徑2.3-2.5mm及節(jié)距2.5-3.5mm。

11.前述的柱塞泵恒功率控制結(jié)構(gòu)中，所述圓錐螺旋彈簧的切變模量79000mpa、彈簧剛度14.125k/mm、大端支承圈半徑10mm、小端支承圈半徑5mm、鋼絲直徑2.4mm及節(jié)距3mm。

12.與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型在現(xiàn)有的雙彈簧結(jié)構(gòu)的恒功率控制結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對(duì)恒功率閥進(jìn)行了改進(jìn)，主要的改進(jìn)點(diǎn)是將原有恒功率閥中的兩個(gè)大小彈簧改進(jìn)為一根圓錐螺旋彈簧，對(duì)泵的輸出功率進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，只需要對(duì)圓錐螺旋彈簧進(jìn)行調(diào)節(jié)，即只需要調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)螺釘，然后將密封鎖緊螺母鎖死，即完成調(diào)節(jié)工作，不需要反復(fù)多次調(diào)節(jié)，使整個(gè)調(diào)節(jié)過(guò)程變得容易，并且能使泵的輸出功率曲線與與理想狀態(tài)下的恒功率曲線更加貼近，泵的需求輸出功率與實(shí)際輸出功率差別小，控制精度高。因此，本實(shí)用新型具有控制精度高和容易調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

13.圖1是本實(shí)用新型的恒功率閥的正視圖。

14.圖2是軸向變量柱塞泵的液壓原理圖。

15.圖3是軸向變量柱塞泵的剖視圖。

16.圖4是現(xiàn)有恒功率閥的正視圖。

17.圖5是實(shí)施例1功率曲線圖。

18.圖6是實(shí)施例1的圓錐螺旋彈簧的剛度曲線圖。

19.圖7是實(shí)施例1的圓錐螺旋彈簧的結(jié)構(gòu)示意圖。

20.附圖中的標(biāo)記為：1-密封鎖緊螺母，2-鎖緊螺母，3-小彈簧，4-螺套，5-閥芯閥套組件，6-閥體，7-小彈簧座，8-矩形密封圈，9-螺堵，10-小調(diào)節(jié)彈簧，11-彈簧座組件，12-o形圈，13-大彈簧，14-調(diào)節(jié)螺釘，20-圓錐螺旋彈簧，51-阻尼孔，52-流量閥，53-斜盤(pán)，54-撥塊。

具體實(shí)施方式

21.下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明，但并不作為對(duì)本實(shí)用新型限制的依據(jù)。

22.如圖2所示，當(dāng)軸向變量柱塞泵(a7v117型)的工作壓力達(dá)到恒功率起調(diào)點(diǎn)時(shí)，恒功率閥50溢流，通過(guò)阻尼孔51的流量增大，造成流量閥52右端壓力降低，流量閥52的閥芯右移，流量閥52處于左位，壓力油經(jīng)流量閥52進(jìn)入變量活塞腔無(wú)桿腔，推動(dòng)斜盤(pán)53運(yùn)動(dòng)，使得斜盤(pán)53傾角減小，流量減小，與此同時(shí)，斜盤(pán)53帶動(dòng)撥塊54撥動(dòng)恒功率閥50的閥套，使恒功率閥50的閥口關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)反饋。此時(shí)，流量閥52右端壓力增大，流量閥52閥芯左移，變量柱塞運(yùn)動(dòng)速度近乎為零，此時(shí)流量在該工作壓力下穩(wěn)定。

23.如圖3所示，現(xiàn)有雙彈簧結(jié)構(gòu)的恒功率控制結(jié)構(gòu)，包括恒功率閥50、撥塊54和斜盤(pán)53。

24.如圖4所示，現(xiàn)有恒功率閥50的結(jié)構(gòu)，包括閥體6，閥體6的左端設(shè)有螺紋連接的螺套4，螺套4與閥體6之間設(shè)有防滲漏的o形圈12，螺套4上設(shè)有鎖緊螺母2，螺套4通過(guò)鎖緊螺母2固定在閥體6上，螺套4內(nèi)設(shè)有調(diào)節(jié)螺釘14，調(diào)節(jié)螺釘14上設(shè)有密封鎖緊螺母1；閥體6的

右端設(shè)有螺堵9，閥體6和螺堵9之間設(shè)有矩形密封圈8，閥體6內(nèi)設(shè)有閥芯閥套組件5，閥芯閥套組件5由外側(cè)的閥套和內(nèi)側(cè)的閥芯組成，閥套可在閥體6內(nèi)左右移動(dòng)，閥芯可在閥套內(nèi)左右移動(dòng)，閥套的右側(cè)設(shè)有小彈簧座7，小彈簧座7通過(guò)小調(diào)節(jié)彈簧10連接螺堵9，閥套的左側(cè)設(shè)有彈簧座組件11，彈簧座組件11與螺套4之間設(shè)有大彈簧13，彈簧座組件11與調(diào)節(jié)螺釘14之間設(shè)有小彈簧3。

25.現(xiàn)有雙彈簧結(jié)構(gòu)的恒功率控制結(jié)構(gòu)對(duì)泵的輸出功率的調(diào)節(jié)，實(shí)際上是對(duì)大彈簧13和小彈簧3進(jìn)行調(diào)節(jié)，包括兩部分，第一部分是調(diào)節(jié)功率曲線ab段，即對(duì)大彈簧13進(jìn)行調(diào)節(jié)，第二部分是調(diào)節(jié)功率曲線bc段，即對(duì)小彈簧3進(jìn)行調(diào)節(jié)。首先調(diào)節(jié)功率曲線的ab段，此時(shí)只有大彈簧13工作，先將調(diào)節(jié)螺釘14退空，然后調(diào)節(jié)螺套4，最后將鎖緊螺母2鎖死，完成第一部分調(diào)節(jié)；其次調(diào)節(jié)功率曲線bc段，此時(shí)大彈簧13和小彈簧3共同工作，此時(shí)對(duì)調(diào)節(jié)螺釘14進(jìn)行調(diào)節(jié)，然后將密封鎖緊螺母1鎖死，完成第二部分調(diào)節(jié)。對(duì)小彈簧3進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，容易對(duì)大彈簧的調(diào)節(jié)結(jié)果產(chǎn)生影響，有時(shí)需要反復(fù)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)過(guò)程復(fù)雜。并且從圖5中可以看出，現(xiàn)有雙彈簧結(jié)構(gòu)的恒功率控制結(jié)構(gòu)下的功率曲線(wa所示)由兩個(gè)直線段組成，與理想狀態(tài)下的恒功率曲線(wb所示)存在較大偏差，導(dǎo)致泵的輸出功率實(shí)際上變化幅度較大，恒功率效果差，控制精度低。

26.實(shí)施例1(最佳實(shí)施例)。一種柱塞泵恒功率控制結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有雙彈簧結(jié)構(gòu)的恒功率控制結(jié)構(gòu)的差別，如圖1所示，將大彈簧13和小彈簧3替換成了圓錐螺旋彈簧20，并去除了鎖緊螺母2，螺套4直接擰緊在閥體6上。所述圓錐螺旋彈簧20的切變模量79000mpa、彈簧剛度14.125k/mm、大端支承圈半徑(圖7中r2所示)10mm、小端支承圈半徑(圖7中r1所示)5mm、鋼絲直徑(圖7中d所示)2.4mm及節(jié)距(圖7中p所示)3mm。通過(guò)對(duì)圓錐螺旋彈簧20的各項(xiàng)參數(shù)的限定，使得圓錐螺旋彈簧20的剛度曲線如圖6所示。

27.實(shí)施例2。與實(shí)施例1不同的是，所述圓錐螺旋彈簧20的切變模量75000mpa、彈簧剛度12k/mm、大端支承圈半徑8mm、小端支承圈半徑5.5mm、鋼絲直徑2.2mm及節(jié)距3.5mm。

28.實(shí)施例3。與實(shí)施例1不同的是，所述圓錐螺旋彈簧(20)的切變模量83000mpa、彈簧剛度16k/mm、大端支承圈半徑12mm、小端支承圈半徑4.5mm、鋼絲直徑2.6mm及節(jié)距2.5mm。

29.本實(shí)用新型對(duì)泵的輸出功率的調(diào)節(jié)，實(shí)際上是對(duì)圓錐螺旋彈簧20進(jìn)行調(diào)節(jié)，先調(diào)調(diào)節(jié)螺釘14，然后將密封鎖緊螺母1鎖死，即完成調(diào)節(jié)，非常容易調(diào)節(jié)。

30.從圖5中可以看到，實(shí)施例1的控制結(jié)構(gòu)可使泵的輸出功率曲線(wc所示)為雙曲線形，與理想狀態(tài)下的恒功率曲線(wb所示)相接近，泵的需求輸出功率與實(shí)際輸出功率差別小，控制精度高。

31.本實(shí)用新型具有控制精度高和容易調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)。技術(shù)特征：

1.一種柱塞泵恒功率控制結(jié)構(gòu)，包括恒功率閥(50)、撥塊(54)和斜盤(pán)(53)；其特征在于：恒功率閥(50)的調(diào)節(jié)螺釘(14)和恒功率閥(50)的彈簧座組件(11)之間設(shè)有圓錐螺旋彈簧(20)，所述圓錐螺旋彈簧(20)的切變模量75000-83000mpa、彈簧剛度12-16k/mm、大端支承圈半徑8-12mm、小端支承圈半徑4.5-5.5mm、鋼絲直徑2.2-2.6mm及節(jié)距2.5-3.5mm。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柱塞泵恒功率控制結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述圓錐螺旋彈簧(20)的兩端均設(shè)有平面。

技術(shù)總結(jié)

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種柱塞泵恒功率控制結(jié)構(gòu)，包括恒功率閥(50)、撥塊(54)和斜盤(pán)(53)；恒功率閥(50)的調(diào)節(jié)螺釘(14)和恒功率閥(50)的彈簧座組件(11)之間設(shè)有圓錐螺旋彈簧(20)，所述圓錐螺旋彈簧(20)的切變模量75000-83000MPa、彈簧剛度12-16k/mm、大端支承圈半徑8-12mm、小端支承圈半徑4.5-5.5mm、鋼絲直徑2.2-2.6mm及節(jié)距2.5-3.5mm；所述圓錐螺旋彈簧(20)的兩端均設(shè)有平面。本實(shí)用新型具有控制精度高和容易調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)。度高和容易調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)。度高和容易調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：史海勇 李夢(mèng)科 李小明 魏雪園

受保護(hù)的技術(shù)使用者：力源液壓（蘇州）有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.11.30

技術(shù)公布日：2022/5/17