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CN108071620A - 电控阀、液压泵、和具备可切换控制功能的液压泵系统 - Google Patents

电控阀、液压泵、和具备可切换控制功能的液压泵系统 Download PDF

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CN108071620A
CN108071620A CN201611030563.0A CN201611030563A CN108071620A CN 108071620 A CN108071620 A CN 108071620A CN 201611030563 A CN201611030563 A CN 201611030563A CN 108071620 A CN108071620 A CN 108071620A
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CN
China
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hydraulic pump
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displacement
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Application number
CN201611030563.0A
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郭志敏
斯坦尼斯拉夫·斯莫尔卡
卡斯滕·费宾
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Danfoss Power Solutions Zhejiang Co Ltd
Original Assignee
Danfoss Power Solutions Zhejiang Co Ltd
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Publication date
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Abstract

本发明涉及用于可变排量泵的电控阀，液压泵，和具备可切换控制功能的液压泵系统。本发明通过单个电控阀与控制元件和传感器相组合，可实现对不同类型液压泵的多种控制功能。本发明的液压泵系统能够易于与总体应用系统进行集成以实现智能控制。

Description

电控阀、液压泵、和具备可切换控制功能的液压泵系统
技术领域
本发明涉及液压技术领域，尤其涉及一种电控阀、具备电控阀的液压泵、以及具备可切换控制功能的液压泵系统。
背景技术
液压泵是液压系统中的动力源，它将源自驱动电机或发动机的机械能转换成为液压能，供液压系统使用。不同的液压系统或同一液压系统在不同的工况下对压力源具有不同要求，这需要液压泵具有不同的控制方式来满足这样的要求。
当前液压泵的控制方式大部分是通过使用传统的机械式控制阀来实现的。对于这些机械式控制阀而言，特定的控制功能由特定的机械结构来实现，并且多个功能的组合是单一功能的简单的物理叠加。这些机械式控制阀结构复杂，需要的零件种类繁多，增加了装配线的复杂程度，容易出错。另一方面，这些机械式控制阀的开发周期长，导致投入大，成本高。此外，这些机械式控制阀的每种功能的设定值必须在试验台上手工调节，缺乏灵活性。
随着信息技术、网络技术的发展，越来越多的液压系统要求液压泵能够无缝集成以便于实现数字化、智能化控制，以提高液压系统的工作效率。传统的机械式控制阀无法满足此类需求。
发明内容
为至少部分地解决上述问题的至少一个方面，以及减少或至少部分消除现有技术中存在的缺陷和不足，本发明的目的是提供一种电控阀、基于电控阀的液压泵、和具备可切换控制功能的液压泵系统。
为实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种用于可变排量泵的电控阀，所述电控阀包括：控制阀壳体；阀芯，所述阀芯可移位地安装于所述控制阀壳体内；阀芯控制部件，所述阀芯控制部件工作于至少三种电流水平使得所述阀芯能够在至少三个对应的工作位置之间切换：当所述阀芯控制部件运行在中间电流IM时，所述阀芯稳定工作于使得所述可变排量泵的排量能够保持恒定的中位；以及当所述阀芯控制部件运行在高于中间电流IM的高电流IH与低于中间电流IM的低电流IL之一时，阀芯工作于使得所述可变排量泵的排量能够持续增大或持续减小的工作位置。
根据本发明的实施例，所述电控阀是数字阀，且所述中间电流IM、所述高电流IH以及所述低电流IL分别是离散电流值。
根据本发明的实施例，所述电控阀的所述高电流IH是在高于所述中间电流IM的连续范围中的电流值；且所述低电流IL是在低于所述中间电流IM的连续范围中的电流值。
根据本发明的实施例，所述阀芯控制部件包括：电致动器以及调节弹簧，其中所述电致动器以及所述调节弹簧对置地设置在所述控制阀壳体的两端处且沿相反方向作用于阀芯；并且所述电致动器根据电流水平施加不同力于阀芯以移动所述阀芯至对应的工作位置。
根据本发明的实施例，所述调节弹簧的预设弹簧力可以被改变以调节阀芯的中间电流的值。
根据本发明的实施例，所述电控阀被布置呈对称结构，且所述电致动器与所述调节弹簧在所述控制阀壳体的两端处的位置可互换。
根据本发明的实施例，所述控制阀壳体包括与所述可变排量泵的泵出口成流体连通的进口P、与用于调节所述可变排量泵的排量的伺服机构成流体连通的工作口A、和与所述可变排量泵的泵壳体成流体连通的出口T；其中，当所述阀芯控制部件运行于所述中间电流IM时，所述电控阀工作于中位，并且所述进口P、所述工作口A、所述出口T彼此不连通，由此使得所述可变排量泵的排量保持恒定；当所述阀芯控制部件运行于所述高电流IH与所述低电流IL之一的电流水平时，所述阀芯被移位以使所述工作口A与所述出口T能流体连通，从而使得可变排量泵的排量持续增大；和当所述阀芯控制部件运行于所述高电流IH与所述低电流IL中的另一电流水平时，所述阀芯被移位以使所述进口P与所述工作口A能流体连通，从而使得可变排量泵的排量持续减小。
另外，根据本发明的另一方面，提供了一种液压泵，其包括：具有斜盘的可变排量泵；与所述可变排量泵的泵出口常连通的出口活塞腔，其中，与所述斜盘的一端相连接的出口活塞可移动地设置于所述出口活塞腔中；伺服活塞腔，其中，与所述斜盘的另一端相连接的伺服活塞可移动地设置于所述伺服活塞腔中；和根据前述的电控阀，所述电控阀通过所述控制阀壳体上的三个端口分别流体连通至所述可变排量泵的泵出口、泵壳体、以及所述伺服活塞腔；所述伺服活塞与所述出口活塞共同作用于所述斜盘以调节所述斜盘的角度以改变所述可变排量泵的排量。
根据本发明的实施例，所述电控阀的三个端口分别是：与所述可变排量泵的泵出口成流体连通的进口P、与所述伺服活塞腔成流体连通的工作口A、和与所述可变排量泵的泵壳体成流体连通的出口T；当所述阀芯控制部件运行在中间电流IM时，所述电控阀工作于中位，并且所述进口P、所述工作口A、所述出口T彼此不连通，由此使得所述可变排量泵的排量保持恒定；当所述阀芯控制部件运行于所述高电流IH与所述低电流IL之一的电流水平时，所述阀芯被移位以使所述工作口A与所述出口T能流体连通，从而使得可变排量泵的排量持续增大；和当所述阀芯控制部件运行于所述高电流IH与所述低电流IL中的另一电流水平时，所述阀芯被移位以使所述进口P与所述工作口A能流体连通，从而使得可变排量泵的排量持续减小。
根据本发明的实施例，所述液压泵还包括连接于所述电控阀的泵出口与所述伺服活塞腔之间的液控安全阀，所述该液控安全阀被配置成：当泵出口处的压力超过预定值时被打开使得流体能流经所述液控安全阀而进入伺服活塞腔，由此减少所述可变排量泵的排量；以及当所述泵出口处的压力不超过预定值时，则所述液控安全阀闭合。
根据本发明的实施例，所述该液控安全阀包括：安全阀壳体；液控阀芯，其中，所述液控阀芯被可移位地安装在所述安全阀壳体内；液压通路，其中，所述液压通路与所述泵出口成流体连通，并且使得所述泵出口的压力能作用于所述液控阀芯；以及设置弹簧，其中，所述设置弹簧在与所述液压通路的作用方向相反的方向上作用于所述液控阀芯，并且设置所述预定值。
另外，根据本发明的又一方面，提供了一种液压泵系统，所述液压泵系统包括：根据前述的液压泵；与所述液压泵连接的至少一个传感器；以及控制器，所述控制器具备与所述传感器相连接的至少一个输入端和与所述液压泵的所述电控阀的电致动器相连以进行控制的输出端。
根据本发明的实施例，所述至少一个传感器包括选自包含以下传感器的组中的至少一个传感器：角度传感器，所述角度传感器用于检测所述液压泵的斜盘角度；第一压力传感器，所述第一压力传感器用于测量所述液压泵的泵出口压力；速度传感器，所述速度传感器用于检测所述液压泵的转速；第二压力传感器，所述第二压力传感器用于检测负载压力。
根据本发明的实施例，所述至少一个传感器的输出可以用于不同的控制功能中，并且所述至少一个传感器与所述控制器相组合成以下至少一种控制构造以用于执行所述液压泵的至少一种控制功能：电比例排量控制构造，包括所述角度传感器、及所述控制器，其中，所述控制器基于由所述角度传感器感测到的角度信号来计算出所述液压泵的排量信号，并且控制所述电控阀来改变所述液压泵的排量直至达到所需排量；压力补偿控制构造，包括所述第一压力传感器、及所述控制器，其中，所述控制器将由所述第一压力传感器测量的所述液压泵的泵出口压力与预定的最高工作压力进行比较，并且当所述泵出口压力达到所述预定的最高工作压力时控制所述电控阀将所述液压泵的排量改变为最小值并且保持该状态，以及当所述泵出口压力低于所述预定的最高工作压力时将所述液压泵的排量改变为最大值并且保持该状态；恒功率控制构造，包括所述角度传感器，所述速度传感器和所述第一压力传感器、及所述控制器，其中，所述控制器基于所述泵出口压力、斜盘角度、所述液压泵的转速和工作效率来计算出所述液压泵的输入功率，并且控制所述电控阀改变所述液压泵的排量来维持所述液压泵的输入功率处于设定值；和负载敏感控制构造，包括所述第一压力传感器和所述第二压力传感器、及所述控制器，其中，所述控制监控源自所述第一和第二压力传感器的压力值并将二者的差值与预设的负载敏感设定值进行对比，并且在所述差值不等于所述负载敏感设定值的情况下，所述控制器控制所述电控阀来改变所述液压泵的排量，直至所述差值再次等于所述负载敏感设定值。
本发明的有益技术效果包括：首先，能够经由一个单一的电控阀来实现不同类型的液压泵的多种控制功能。第二，能够方便地改变液压泵的控制功能的设定参数，使得液压泵系统的柔性得到极大提高，并且液压泵系统的节能效果得到实现，由此提高液压泵系统所应用于的总体应用系统的效率。第三，对液压泵的控制变得更加智能，并且液压泵与总体应用系统的集成变得更容易。而且，所有控制功能的配置以及控制功能的优先级可以根据客户的实际应用需求定义。此外，目前市场上已经存在的液压泵能够根据本发明方便地升级。最后，由于能够选用外围控制部件及传感器并且将它们可拆卸地安装到液压泵系统内/上，从而液压泵系统更加紧凑，因而，能够容易地将液压泵系统安装到不同的总体应用系统内。
附图说明
现在参照随附的示意性附图，仅以举例的方式，描述本发明的实施例，其中，在附图中相应的附图标记表示相应的部件。附图的简要描述如下：
图1是根据本发明实施例所示的包括电控阀的液压泵的示意图；
图2是根据本发明另一实施例所示的包括电控阀的液压泵的示意图；
图3是包括根据图1所示的液压泵的液压泵系统的示意图；
图4是包括根据图2所示的液压泵的液压泵系统的示意图；
图5a是根据图3所示的液压泵系统处于电比例排量控制模式的示意图；
图5b是根据图4所示的液压泵系统处于电比例排量控制模式的示意图；
图6a是根据图3所示的液压泵系统处于压力补偿控制模式的示意图；
图6b是根据图4所示的液压泵系统处于压力补偿控制模式的示意图；
图7a是根据图3所示的液压泵系统处于恒功率控制模式的示意图；
图7b是根据图4所示的液压泵系统处于恒功率控制模式的示意图；
图8a是根据图3所示的液压泵系统处于负载敏感控制模式的示意图；
图8b是根据图4所示的液压泵系统处于负载敏感控制模式的示意图。
具体实施方式
下面将对本发明的技术方案通过实施例结合附图1至8b的方式进行进一步的详细解释。在说明书中，相同或相似的附图标记和字母指示相同或相似的部件。参照附图对本发明实施例的以下说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，不应当理解为对本发明的一种限制。
附图被用于说明本发明的内容。附图中各部件尺寸和形状不反映液压泵及包含液压泵的系统中的部件的真实比例。
根据本发明的总体构思，提供一种电控阀。所述电控阀包括：控制阀壳体、阀芯、电致动器和调节弹簧。所述阀壳体包括P口、A口和T口。所述P口经由第一通路连通至所述可变排量泵的泵出口。所述A口经由第二通路连通至伺服活塞腔。所述T口经由第三通路连通至泵壳体。所述阀芯可移位地安装于所述控制阀壳体内。所述电致动器在所述控制阀壳体一端处连接至阀芯，且所述调节弹簧设置在所述控制阀壳体的另一端处，因而所述调节弹簧与所述电致动器相反地作用于阀芯。所述阀芯工作于三个位置。当阀芯工作于中位时，所述P口、所述A口、所述T口相互不连通；当阀芯工作于伺服压力降低位置时，所述阀芯处于使得所述A口与所述T口相连通的位置；当阀芯工作于伺服压力增加位置时，阀芯处于使得所述P口与所述A口相连通的位置。所述电致动器工作于三个电流水平以使得所述阀芯能在所述三个工作位置之间切换。当所述电致动器工作于中间电流IM时，所述阀芯处于所述中位；以及当所述电致动器工作于不同于中间电流IM的电流水平时，所述阀芯在所述控制阀壳体内被移动至所述伺服压力降低位置或伺服压力增加位置。该不同于中间电流IM的电流水平可以是高于中间电流IM的高电流IH，或是低于中间电流IM的低电流IL。
作为示例性实施例，所述电控阀是一端具有电致动器且另一端具有调节弹簧的三位三通电控阀，并且所述电致动器和所述调节弹簧可互换以实施正向控制或负向控制。
作为示例性实施例，所述电控阀是数字阀，且所述中间电流IM、所述高电流IH以及所述低电流IL分别是离散电流值。
作为示例性实施例，所述电致动器包括但不限于为电磁阀，比例电磁阀，电比例减压阀。
图1是根据本发明实施例所示的包括电控阀的液压泵的示意图。如图1所示，所述电控液压泵1包括：可变排量泵11，其由驱动轴12驱动；电控阀20，伺服活塞腔13，以及出口活塞腔14。所述可变排量泵11例如为具有斜盘133的轴向柱塞泵，该斜盘133的角度由分别与之在两端处相连的伺服活塞131和出口活塞的共同作用来调节。所述电控阀20例如为阀芯处于中位的三位三通数字阀(如图1所示)。伺服活塞腔13的内部设有伺服活塞131和第一弹簧132。出口活塞腔14包括出口活塞和第二弹簧。
另外，所述电控液压泵1还可包括定量泵10，所述定量泵10与可变排量泵11例如由同一驱动轴12驱动且布置成串联(诸如如图1所示，所述定量泵10位于所述可变排量泵11的上游)，从而实质上形成泵组。
电控阀20例如为数字阀，其包括阀芯201，控制阀壳体202，电磁致动器203，以及调节弹簧204。所述阀芯201可移位地安装于所述控制阀壳体202内。所述电控阀20的控制阀壳体202包括P口、A口和T口。所述P口经由第一通路15而连通至所述可变排量泵11的泵出口112。控制阀壳体202的A口经由第二通路16而连通至伺服活塞腔13。控制阀壳体202的T口经由第三通路17而连通至泵壳体18。
如图1所示，所述电控阀20是三位三通阀，并且工作于至少三个不同的电流水平。
当电磁铁致动器203工作于高电流IH时，其产生的电磁力大于调节弹簧204的弹簧力，由此使得阀芯201能移动到伺服压力降低位置，即如图所示的左位(接近于电磁致动器203的位置)。在此情况下，A口与T口相连通，并且伺服活塞腔13内的压力降低。由于出口活塞腔14与泵出口112常连通，此时出口活塞在可变排量泵11的泵出口112的高压力的作用下推动斜盘133转动，斜盘133的倾斜角度增大。继而伺服活塞在斜盘133推动下反向移动，并且伺服活塞腔13的第一弹簧132确保伺服活塞131与斜盘133常接触。在此情况下，可变排量泵11的排量持续增大。
并且，如图1所示，当电磁铁致动器203工作于低电流IL时，其产生的电磁力小于调节弹簧204的弹簧力，从而使得阀芯201移动到伺服压力增加位置，即如图所示的右位(接近于调节弹簧204的位置)。在此情况下，P口与A口相连通，并且伺服活塞腔13与泵出口112连通。伺服活塞131在所述可变排量泵11的泵出口112的高压力的作用下驱动斜盘133转动，所述斜盘133的倾斜角度减小。出口活塞腔在斜盘133驱动下反向移动，并且所述出口活塞腔14的第二弹簧保障出口活塞与斜盘之间的常接触。在此情况下，可变排量泵11的排量持续减小。
基于以上的原理，当电磁致动器203在高电流水平下工作以能使可变排量泵11的排量增加时，所述电控阀20是进行正向控制。反之，当电磁铁在高电流水平下工作以能使可变排量泵11的排量减小时，所述电控阀20是进行负向控制。由于所述电控阀20可以被设计为对称结构，通过简单地互换在所述电控阀20两端处的调节弹簧204和电磁致动器203，可以获得正向控制功能或负向控制功能。此外，所述调节弹簧204的预设弹簧力可以被改变以调节阀芯201的中间电流值IM。
图2是根据本发明另一实施例所示的包括电控阀20的液压泵1’的示意图。所述液压泵1’还包括液控安全阀30。所述液控安全阀30用于向如图1所示的液压泵1’提供安全保护。具体而言，该液控安全阀30是二位二通阀，其包括液控阀芯301、安全阀壳体302、液压通路303以及设置弹簧304。当由所述可变排量泵11作用在液控阀芯301上产生的液压力大于设置弹簧304的设置力时，则所述液控阀芯301工作于连通位置(如图2中所示的左侧位)。在此情况下，所述可变排量泵11的泵出口112的高压流体连通至所述伺服活塞腔13，并且伺服活塞131在高压流体作用下致所述可变排量泵11变为最小排量。因为在伺服活塞腔13与液控阀30之间没有节流孔，从而所述可变排量泵11能够快速响应。该液控阀30充当安全保护装置。以下描述的包括电控阀20的液压泵系统中，将可选地包含此液控阀30。对于这些液压泵系统，所述液控安全阀30的详细描述将被省略。
前述当如图1或图2所示的液压泵配备有(一个或多个)控制器和(一个或多个)传感器的组合时，即可形成一个液压泵系统用于实施一种或多种控制功能。在实际应用中，根据待实现的控制功能选取传感器，并且经由所选的传感器可实现多种控制功能。传感器可以被选择为通过可拆卸方式安装于和接入到液压泵系统中用于实施某种或某些控制功能。替代地，各种传感器可被预先安装到液压泵系统中，进而通过接通或断开传感器来实现某控制功能。所述控制功能包括但不限于：电比例排量控制、恒功率控制、压力补偿控制和负载敏感控制。
下面将详细描述被预先安装有多种传感器的前述液压泵系统，其中，通过接通或断开传感器来实施某控制功能；并且其中，此系统中所包括的电控阀在所有下列示例中进行正向控制。
具体地，如图3所示，如图1所示的液压泵1安装有控制器31和若干传感器。所述传感器包括(但不限于)例如：角度传感器32，第一压力传感器33，速度传感器34和第二压力传感器35。所述控制器31具备与传感器相连接的至少一个输入端和与所述电控阀20的电磁致动器203相连以对所述电磁致动器203进行控制的输出端；角度传感器32用于检测斜盘的角度；所述第一压力传感器33用于测量泵出口压力；所述速度传感器用于检测所述液压泵的转速；所述第二压力传感器35用于检测负载压力。
下面将详细描述如图3所示的具有多种控制功能的液压泵系统。其中通过接通或断开传感器，实现某控制功能。
I.电比例排量控制
图5a是根据图3所示的本发明一实施例的液压泵系统处于电比例排量控制模式的示意图，其中，断开如图3所示的液压泵系统中的第一压力传感器33、速度传感器34及第二压力传感器35。当然，如图5a中所示的液压泵系统也可以通过将所述控制器31和所述角度传感器32安装至如图1中所示的液压泵1而获得。
在如图5a所示的液压泵系统中，电控阀20与控制器31和角度传感器32一起工作来实现电比例排量控制。
具体地，当液压泵系统需要增加排量时，控制器31向电磁致动器203给予高电流IH，使得电控阀20工作于伺服压力降低位置，其中A口与T口成流体连通以能使得伺服活塞腔13与泵壳体18之间相通，从而液压泵1的排量增加。在此过程中，控制器31监控角度传感器32的输出，当液压泵1的排量增大达到系统需要时，控制器31向电磁致动器203给予中间电流IM，以使得电控阀20工作于中位，从而液压泵11保持工作于当前排量。同理，当液压泵系统需要减小排量时，控制器31向电磁致动器203给予低电流IL，以使得电控阀20工作于伺服压力增加位置，其中，当液压泵的排量减少的同时利用角度传感器32监控斜盘角度。当达到所需排量时，向电磁致动器203给予中间电流IM以使得电控阀20工作于中位，从而使液压泵1稳定工作于当前排量。
II.压力补偿控制
图6a是根据图3所示的本发明一实施例的液压泵系统处于压力补偿控制模式的示意图，其中，断开如图3所示的液压泵系统中的角度传感器32、速度传感器34及第二压力传感器35。当然，如图6a中所示的液压泵系统也可以通过将所述控制器31和所述第一压力传感器33安装至如图1中所示的液压泵1而获得。
在如图6a所示的液压泵系统中，电控阀20与控制器31和第一压力传感器33一起工作来实现压力补偿控制。
具体地，当所述液压泵系统工作时，控制器31通过第一压力传感器33检测并监控液压泵1的泵出口压力，当泵出口压力达到预定的最高工作压力时，控制器31向电磁致动器203给予低电流IL，以使得电控阀20工作于伺服压力增加位置。在液压泵1的排量降低到最小排量后，向电磁致动器203给予中间电流IM从而保持所述液压泵1稳定工作于该最小排量。在外部载荷减小并且泵出口压力降低至小于预定的最高工作压力的情况下，控制器31向电磁致动器203给予高电流IH以增加所示液压泵的排量。当液压泵1的排量达到最大水平时，向电磁致动器203给予中间电流IM从而保持所示液压泵稳定工作于该最大排量。
作为压力比较参考值的压力补偿的设定值可以针对不同应用而设定为不同值。
III.恒功率(转矩)控制
图7a是根据图3所示的本发明一实施例的液压泵系统处于恒功率控制模式的示意图，其中，断开如图3所示的液压泵系统中的第二压力传感器35，当然，如图7a中所示的液压泵系统也可以通过将所述控制器31、角度传感器32、速度传感器34、和第一压力传感器33安装至如图1中所示的液压泵1而获得。
在如图7a所示的液压泵系统中，电控阀20与控制器31、角度传感器32、速度传感器34、和第一压力传感器33一起工作来实现恒功率(转矩)控制。
具体地，当所述液压泵系统工作时，控制器31通过利用第一压力传感器33来监控液压泵1的工作压力，利用角度传感器32来监控斜盘角度，利用速度传感器34来监控泵的转速，并且考虑液压泵的工作效率来计算所述液压泵的当前输入功率，当液压泵1的输入功率达到设定值时，如果需要根据系统负载而增加液压泵1的工作压力，控制器31向电磁致动器203给予低电流IL以减小所述液压泵1的排量，以保证液压泵的输入功率保持在设定值。如果系统负载减小，控制器31向电磁致动器203给予高电流IH以增加液压泵1的排量至维持液压泵1的输入功率在设定值，或者增加到最大。
作为功率比较的参考值的恒功率的设定值可以针对不同应用而设定为不同值。
IV.负载敏感控制
图8a是根据图3所示的本发明一实施例的液压泵系统处于负载敏感控制模式的示意图，其中，断开如图3所示的液压泵系统中的角度传感器32、速度传感器34。当然，如图8a中所示的液压泵系统也可以通过将所述控制器31、第一压力传感器33、和第二压力传感器35安装至如图1中所示的液压泵1而获得。
在如图8a所示的液压泵系统中，电控阀20与控制器31、第一压力传感器33、和第二压力传感器35一起工作来实现负载敏感控制。
具体地，当所述泵系统工作时，所述第一压力传感器33监控泵出口压力，所述第二压力传感器35监控负载敏感反馈压力。控制器31监控源自两个压力传感器的数值并将二者进行对比。当泵出口压力不等于负载敏感反馈压力加上负载敏感设定值二者的和时，控制器31向电磁致动器203施加高电流IH或低电流IL之一以改变液压泵1的排量，直到泵出口压力等于反馈压力加上负载敏感设定值二者的和，此时，所述控制器31向电磁致动器203给予中间电流IM从而保持所示液压泵1稳定工作于当前状态。
作为比较参考值的负载敏感设定值可以针对不同理想负载状况而设定为不同值。
类似地，基于上述实施例，可以实现具有修改和变型的其它实施例。
图4是包括根据图2所示的液压泵的液压泵系统的示意图，其中包括了液控安全阀30。图5b示出了处于电比例排量控制模式的如图4所示的液压泵系统；图6b示出了处于压力补偿控制模式的如图4所示的液压泵系统；图7b示出了处于恒功率控制模式的如图4所示的液压泵系统；图8b示出了处于负载敏感控制模式的如图4所示的液压泵系统。
另外，根据前述的本发明实施例可以理解，经由所需传感器的集成实现前述控制功能的任意两种或两种以上的组合的任何技术方案，也落入本发明的保护范围内。
需要理解的是，本发明的说明书中方位术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”等，是用来解释附图所示的方位关系。这些方位术语不应解释为对本发明保护范围的限制。
本发明的实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
前述实施例的说明是用于帮助理解本发明，而并非是对本发明的范围的限制。

Claims (14)

1.一种用于可变排量泵的电控阀，包括：
控制阀壳体；
阀芯，所述阀芯可移位地安装于所述控制阀壳体内；
阀芯控制部件，所述阀芯控制部件工作于至少三种电流水平以使得所述阀芯能够在至少三个对应的工作位置之间切换：
当所述阀芯控制部件运行在中间电流(IM)时，所述阀芯工作于使得所述可变排量泵的排量能够保持恒定的中位；以及
当所述阀芯控制部件运行在高于中间电流(IM)的高电流(IH)与低于中间电流(IM)的低电流(IL)之一时，阀芯工作于使得所述可变排量泵的排量能够持续增大或持续减小的工作位置。
2.根据权利要求1所述的电控阀，其特征在于，所述电控阀是数字阀，且所述中间电流(IM)、所述高电流(IH)以及所述低电流(IL)分别是离散电流值。
3.根据权利要求1所述的电控阀，其特征在于，所述电控阀的所述高电流(IH)是在高于所述中间电流(IM)的连续范围中的电流值；且所述低电流(IL)是在低于所述中间电流(IM)的连续范围中的电流值。
4.根据权利要求1所述的电控阀，其特征在于，所述阀芯控制部件包括：电致动器以及调节弹簧，其中所述电致动器以及所述调节弹簧对置地设置在所述控制阀壳体的两端处且沿相反方向作用于阀芯；并且所述电致动器根据电流水平施加不同力于阀芯以移动所述阀芯至对应的工作位置。
5.根据权利要求4所述的电控阀，其特征在于，所述调节弹簧的预设弹簧力可以被改变以调节阀芯的中间电流的值。
6.根据权利要求4所述的电控阀，其特征在于，所述电控阀被布置呈对称结构，且所述电致动器与所述调节弹簧在所述控制阀壳体的两端处的位置可互换。
7.根据权利要求1-6所述的电控阀，其特征在于，所述控制阀壳体包括：
与所述可变排量泵的泵出口成流体连通的进口(P)；
与用于调节所述可变排量泵的排量的伺服机构成流体连通的工作口(A)；和
与所述可变排量泵的泵壳体成流体连通的出口(T)；
其中，当所述阀芯控制部件运行在中间电流(IM)时，所述电控阀工作于中位，所述进口(P)、所述工作口(A)、所述出口(T)彼此不连通，由此使得所述可变排量泵的排量保持恒定；
当所述阀芯控制部件运行于所述高电流(IH)与所述低电流(IL)之一的电流水平时，所述阀芯被移位以使所述工作口(A)与所述出口(T)能流体连通，从而使得可变排量泵的排量持续增大；和
当所述阀芯控制部件运行于所述高电流(IH)与所述低电流(IL)中的另一电流水平时，所述阀芯被移位以使所述进口(P)与所述工作口(A)能流体连通，从而使得可变排量泵的排量持续减小。
8.一种液压泵，包括：
具有斜盘的可变排量泵；
与所述可变排量泵的泵出口常连通的出口活塞腔，其中，与所述斜盘的一端相连接的出口活塞可移动地设置于所述出口活塞腔中；
伺服活塞腔，其中，与所述斜盘的另一端相连接的伺服活塞可移动地设置于所述伺服活塞腔中；和
根据权利要求1-7中任一项所述的电控阀，其中，所述电控阀通过所述控制阀壳体上的三个端口分别流体连通至所述可变排量泵的泵出口、泵壳体、以及所述伺服活塞腔；
其中所述伺服活塞与所述出口活塞共同作用于所述斜盘以调节所述斜盘的角度以改变所述可变排量泵的排量。
9.根据权利要求8所述的液压泵，其特征在于，所述电控阀的三个端口分别是：
与所述可变排量泵的泵出口成流体连通的进口(P)；
与所述伺服活塞腔成流体连通的工作口(A)；和
与所述可变排量泵的泵壳体成流体连通的出口(T)；
其中，
当所述阀芯控制部件运行于所述中间电流(IM)时，所述电控阀工作于中位，并且所述进口(P)、所述工作口(A)、所述出口(T)彼此不连通，由此使得所述可变排量泵的排量保持恒定；
当所述阀芯控制部件运行于所述高电流(IH)与所述低电流(IL)之一的电流水平时，所述阀芯被移位以使所述工作口(A)与所述出口(T)能流体连通，从而使得可变排量泵的排量持续增大；和
当所述阀芯控制部件运行于所述高电流(IH)与所述低电流(IL)中的另一电流水平时，所述阀芯被移位以使所述进口(P)与所述工作口(A)能流体连通，从而使得可变排量泵的排量持续减小。
10.根据权利要求9所述的液压泵，其特征在于，所述液压泵还包括连接于所述泵出口与所述伺服活塞腔之间的液控安全阀，所述该液控安全阀被配置成：
当泵出口处的压力超过预定值时被打开使得流体能流经所述液控安全阀而进入伺服活塞腔，由此减少所述可变排量泵的排量；以及
当所述泵出口处的压力不超过预定值时，则所述液控安全阀闭合。
11.根据权利要求10所述的液压泵，其特征在于，所述该液控安全阀包括：
安全阀壳体；
液控阀芯，其中，所述液控阀芯被可移位地安装在所述安全阀壳体内；
液压通路，其中，所述液压通路与所述泵出口成流体连通，并且使得所述泵出口的压力能作用于所述液控阀芯；以及
设置弹簧，其中，所述设置弹簧在与所述液压通路的作用方向相反的方向上作用于所述液控阀芯，并且设置所述预定值。
12.一种液压泵系统，其特征在于，所述液压泵系统包括：
根据权利要求8至11中任一项所述的液压泵；
与所述液压泵连接的至少一个传感器；以及
控制器，所述控制器具备与所述传感器相连接的至少一个输入端和与所述液压泵的所述电控阀的电致动器相连以进行控制的输出端。
13.根据权利要求12所述的液压泵系统，其特征在于，所述至少一个传感器包括选自包含以下传感器的组中的至少一个传感器：
角度传感器，所述角度传感器用于检测所述液压泵的斜盘角度；
第一压力传感器，所述第一压力传感器用于检测所述液压泵的泵出口压力；
速度传感器，所述速度传感器用于检测所述液压泵的转速；和
第二压力传感器，所述第二压力传感器用于检测负载压力。
14.根据权利要求13所述的液压泵系统，其特征在于，所述至少一个传感器与所述控制器相组合成以下至少一种控制构造以用于执行所述液压泵的至少一种控制功能：
电比例排量控制构造，包括所述角度传感器、及所述控制器，其中，所述控制器基于由所述角度传感器感测到的角度信号来计算出所述液压泵的排量，并且控制所述电控阀来改变所述液压泵的排量直至达到所需排量；
压力补偿控制构造，包括所述第一压力传感器、及所述控制器，其中，所述控制器将由所述第一压力传感器测量的所述液压泵的泵出口压力与预定的最高工作压力进行比较，并且当所述泵出口压力达到所述预定的最高工作压力时控制所述电控阀将所述液压泵的排量改变为最小值并且保持该状态，以及当所述泵出口压力低于所述预定的最高工作压力时将所述液压泵的排量改变为最大值并且保持该状态；
恒功率控制构造，包括所述角度传感器，所述速度传感器和所述第一压力传感器、及所述控制器，其中，所述控制器基于所述泵出口压力、斜盘角度、所述液压泵的转速和工作效率来计算出所述液压泵的输入功率，并且控制所述电控阀改变所述液压泵的排量来维持所述液压泵的输入功率处于设定值；和
负载敏感控制构造，包括所述第一压力传感器和所述第二压力传感器、及所述控制器，其中，所述控制器监控源自所述第一和第二压力传感器的压力值并将二者的差值与预设的负载敏感设定值进行对比，并且在所述差值不等于所述负载敏感设定值的情况下，所述控制器控制所述电控阀来改变所述液压泵的排量，直至所述差值等于所述负载敏感设定值。
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