[发明专利]一种流量阀、流量控制模块及液压系统

说明书

本发明提供了一种流量阀，及包括该流量阀的流量控制模块及液压系统，通过设置第一容腔、第二容腔和第三容腔及相应出口，第一容腔与第二容腔之间设置有可变开度通道，第一容腔C1与第三容腔之间设置有可变开度通道；在工作状态时，液压油从第一油口处进入流量阀推开阀芯，从第二油口和第三油口处流出，第二油口和第三油口可以连通。在液压油流经的第一容腔与第二容腔、第一容腔和第三容腔的阻尼通道及第三油口处均产生一定压差，稳态时，阀芯会相应地开度位置保持平衡。在压差一定的条件下，通过先导阀控制第三油口的开度，实现对流量的精确控制。

技术领域

本发明涉及液压流量控制领域，具体涉及一种流量阀流量控制模块及液压系统。

背景技术

流量是液压系统重要控制参数，是实现对液驱负载进行速度控制的直接方式。随着液压传动控制自动化和智能化程度的不断提高，传统机械设定式的流量阀，已不能满足负载实时速度调节的使用要求。比例流量控制技术近年来已经取得了长足的发展，目前世界名的液压件厂商都推出了集回路压力、流量和方向控制于一体的比例多路阀体系产品。但比例多路阀结构复杂，且各厂家产品自成体系通用性不强，造成比例多路阀的成本高，此外，先导式比例多路阀受先导级功率的限制和先导回路的空间限制，比例多路阀的频响都不高；直动式比例多路阀，虽然频响较先导式比例多路阀有所提高，但受电磁线圈推力特性的制约，其功率范围较小，目前已有的比例多路阀都不能满足大功率带可调缓冲快速启停的控制的工况要求，如大型伐木机，其自动进给动作，动作时间短，工作流量大，进给速度达到4-6m/s，进给位置控制精度要求达到厘米级，整个进给动作需要在0.6s内完成，对阀的启停控制和缓冲性能都提出了很高的要求，现有多路阀不能满足该控制要求。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种流量精确控制的流量阀，包括阀芯、第一容腔C1、第二容腔C2和第三容腔C3、第一油口Y1、第二油口Y2和第三油口Y3，第一容腔C1与第一油口Y1连通，第二容腔C2与第二油口Y2连通，第三容腔C3与第三油口连通Y3；其特征在于，所述第一容腔C1与所述第二容腔C2之间设置有可变开度通道T1，所述第一容腔C1与所述第三容腔C3之间设置有可变开度通道T2；所述第三容腔C3中还包括复位弹簧，所述流量阀在非工作状态时，所述复位弹簧可以使得所述阀芯保持在初始状态；所述流量阀在工作状态时，所述阀芯打开所述可变开度通道T1和T2，所述第三油口Y3为阻尼孔，通过控制所述第三油口Y3的过流面积能够控制所述阀芯的开度。

优选地，所述第三油口Y3由先导阀控制其过流面积的大小。

优选地，所述第二油口Y2与所述第三油口Y3相连通。

优选地，A₁+A₂＝A₃，其中，A₁为第一容腔C1中压力在阀芯上的作用面积，A₂为第二容腔C2中压力在阀芯上的作用面积，A₃为第三容腔C3中压力在阀芯上的作用面积。

优选地，ΔP＝ΔP₁+ΔP₂，其中，ΔP为第一容腔C1与第二容腔C2之间压差；ΔP₁为从第一容腔C1与第三容腔C3产生的压差，ΔP₂为流经第三油口Y3产生的压差。

优选地，所述第三油口Y3过流面积S_y与所述阀芯开度x的关系为：

其中，A₁为第一容腔C1中压力在阀芯上的作用面积A₁，A₂为第二容腔C2中压力在阀芯上的作用面积，x为阀芯的位移，ΔP为第一容腔C1与第二容腔C2之间压差；g(x)为第一容腔C1与第二腔C3间通道的阀口过流面积；F_x为流量阀弹簧的回复力。

优选地，所述复位弹簧作用力F_x在满足所述阀芯保持在初始状态的前提下，使得F_x足够的小。