本發(fā)明涉及到液壓電磁閥技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種響應(yīng)速度快，控制精度高且控制模式可獨立配置、靈活組合的電液雙閥芯換向閥。

背景技術(shù)：

電液閥作為液壓傳動與控制系統(tǒng)的一種重要的閥類，主要由先導(dǎo)閥和主閥組成，先導(dǎo)閥一般為電磁閥換向閥，主要通過換向控制進入主閥油路，從而起到弱電控制大流量、大壓力的作用。但一般先導(dǎo)閥為普通電磁換向閥，只能起到簡單的油路換向，沒法對油液的壓力、流量起到精確的控制，假如工況變化，比如執(zhí)行元件需要不同的運動速度，則需要用電液比例閥來實現(xiàn)。

電液比例閥雖然能對壓力和流量進行線性比例控制，但比例電磁鐵輸入電流大，高頻響應(yīng)慢等缺點。近年來，為了取得好的控制效果，人們用數(shù)字閥做為先導(dǎo)閥，從而發(fā)展成為電液數(shù)字閥。其可直接與計算機進行接口，不需要數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，與比例閥、伺服閥相此，此類閥結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好、重復(fù)性好、工作穩(wěn)定可靠，由于它將計算機和液壓技術(shù)緊密結(jié)合，因而有著廣闊的應(yīng)用前景。

傳統(tǒng)的數(shù)字閥控制方式一般采用增量控制法和脈寬調(diào)制控制法，增量控制法主要通過控制系統(tǒng)產(chǎn)生數(shù)字式脈沖信號驅(qū)動步進電機轉(zhuǎn)動，再通過機械轉(zhuǎn)換裝置將步進電機旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動，從而帶動閥芯移動，控制和調(diào)節(jié)液壓參數(shù)。但由于步進電機具有較大轉(zhuǎn)動慣量，在與液壓閥機械連接后，慣量增大，固有頻率進一步降低，因此頻響性能受到很大限制，甚至出現(xiàn)高頻失步現(xiàn)象。

脈寬調(diào)制數(shù)字閥一般為快速開關(guān)型數(shù)字閥，主要是調(diào)節(jié)輸入信號的脈寬來控制閥的開與關(guān)及開、并的時間長度，從而達到控制液流的方向、流量和壓力的目的。但其控制精度低，控制模式單一且結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，一般作為單獨的數(shù)字閥使用，很少做先導(dǎo)閥使用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種響應(yīng)速度快，控制精度高且控制模式可獨立配置、靈活組合的換向閥。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種新型電液換向閥，其特征在于，所述電液換向閥包括左先導(dǎo)閥；右先導(dǎo)閥；左主閥；右主閥；左先導(dǎo)閥芯驅(qū)動裝置；右先導(dǎo)閥芯驅(qū)動裝置；其中，所述左先導(dǎo)閥進油口P1的進油通道與所述右先導(dǎo)閥進油口P2的進油通道在先導(dǎo)閥體內(nèi)部與先導(dǎo)閥進油通道P'垂直連通，所述左先導(dǎo)閥出油口T1的出油通道與所述右先導(dǎo)閥出油口T2的出油通道在先導(dǎo)閥體內(nèi)部與先導(dǎo)閥回油通道T'垂直連通，所述左先導(dǎo)閥控制油口A1的油路通道與所述左主閥閥芯上端空腔通過先導(dǎo)閥體與主閥體內(nèi)部通道連通，所述左先導(dǎo)閥控制油口B1與所述左主閥閥芯下端空腔通過先導(dǎo)閥體與主閥體外部通道連通，所述右先導(dǎo)閥控制油口A2的油路通道與所述右主閥閥芯上端空腔通過先導(dǎo)閥體與主閥體內(nèi)部通道連通，所述右先導(dǎo)閥控制油口B2的油路通道與所述右主閥閥芯下端空腔通過先導(dǎo)閥體與主閥體外部通道連通，所述左主閥進油口P3的油路通道與所述右主閥進油口P4的油路通道在主閥體內(nèi)部與主閥進油口P的油路通道垂直連通，所述左主閥回油口T3的油路通道與所述右主閥回油口T4的油路通道在主閥體內(nèi)部與主閥回油口T的油路通道垂直連通；

優(yōu)選方案，其中，所述左先導(dǎo)閥的閥芯與所述右先導(dǎo)閥的閥芯水平對稱分布在先導(dǎo)閥的同一閥體孔中；

優(yōu)選方案，其中，所述左先導(dǎo)閥芯驅(qū)動裝置為左音圈電機，所述右先導(dǎo)閥芯驅(qū)動裝置為右音圈電機；

優(yōu)選方案，其中，所述左音圈電機與所述左先導(dǎo)閥的閥芯連接裝置、所述右音圈電機與所述右先導(dǎo)閥的閥芯連接裝置均為聯(lián)軸器；

優(yōu)選方案，其中，還包括中央控制單元，所述中央控制單元安裝在所述左先導(dǎo)閥的閥體上端中央；

優(yōu)選方案，其中，所述中央控制單元與所述左音圈電機、所述右音圈電機均通過CAN總線連接；

優(yōu)選方案，其中，所述左主閥的閥芯、所述右主閥的閥芯豎直對稱布置在所述左主閥的閥體、所述右主閥的閥體內(nèi)；

優(yōu)選方案，其中，所述左主閥的閥體與所述右主閥的閥體為同一閥體；

優(yōu)選方案，其中，還包括左位移傳感器、右位移傳感器，所述左位移傳感器上端安裝在先導(dǎo)閥閥體內(nèi)，下端插入所述左主閥的閥芯上端的圓孔內(nèi)，形成間隙配合，所述左位移傳感器導(dǎo)線通過先導(dǎo)閥閥體與所述中央控制單元連接；所述右位移傳感器上端安裝在先導(dǎo)閥閥體內(nèi)，下端插入所述右主閥的閥芯上端的圓孔內(nèi)，形成間隙配合，所述右位移傳感器導(dǎo)線通過先導(dǎo)閥閥體與所述中央控制單元連接；

優(yōu)選方案，其中，其特征在于，所述左位移傳感器、所述右位移傳感器均為LVDT位移傳感器。

本發(fā)明的特點在于：先導(dǎo)閥閥芯由音圈電機獨立控制，響應(yīng)速度快，控制精度高；主閥芯分別由先導(dǎo)閥獨立控制，由于設(shè)置有位移傳感器，可以對主閥芯位置進行精確控制，并且，可以根據(jù)實際平臺使用的工況，確定最佳的雙閥芯組合控制方案。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的一種電液換向閥結(jié)構(gòu)原理圖；

圖2為本發(fā)明所述的一種電液換向閥的應(yīng)用實施例；

圖3為本發(fā)明所述的一種電液換向閥的另一應(yīng)用實施例。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步描述。

如圖1所示，一種新型電液換向閥，所述電液換向閥包括左先導(dǎo)閥1；右先導(dǎo)閥2；左主閥3；右主閥4；左先導(dǎo)閥芯驅(qū)動裝置5；右先導(dǎo)閥芯驅(qū)動裝置6；其中，所述左先導(dǎo)閥1進油口P1的進油通道與所述右先導(dǎo)閥2進油口P2的進油通道在先導(dǎo)閥體內(nèi)部與先導(dǎo)閥進油通道P'垂直連通，所述左先導(dǎo)閥1出油口T1的出油通道與所述右先導(dǎo)閥2出油口T2的出油通道在先導(dǎo)閥體內(nèi)部與先導(dǎo)閥回油通道T'垂直連通，所述左先導(dǎo)閥1控制油口A1的油路通道與所述左主閥3閥芯上端空腔通過先導(dǎo)閥體與主閥體內(nèi)部通道連通，所述左先導(dǎo)閥1控制油口B1與所述左主閥3閥芯下端空腔通過先導(dǎo)閥體與主閥體外部通道連通，所述右先導(dǎo)閥2控制油口A2的油路通道與所述右主閥閥4芯上端空腔通過先導(dǎo)閥體與主閥體內(nèi)部通道連通，所述右先導(dǎo)閥2控制油口B2的油路通道與所述右主閥4閥芯下端空腔通過先導(dǎo)閥體與主閥體外部通道連通，所述左主閥3進油口P3的油路通道與所述右主閥4進油口P4的油路通道在主閥體內(nèi)部與主閥進油口P的油路通道垂直連通，所述左主閥3回油口T3的油路通道與所述右主閥4回油口T4的油路通道在主閥體內(nèi)部與主閥回油口T的油路通道垂直連通；

具體地，所述左先導(dǎo)閥1的閥芯與所述右先導(dǎo)閥2的閥芯水平對稱分布在先導(dǎo)閥的同一閥體孔中；

具體地，所述左先導(dǎo)閥芯驅(qū)動裝置5為左音圈電機，所述右先導(dǎo)閥芯驅(qū)動裝置6為右音圈電機；

另外，所述左音圈電機與所述左先導(dǎo)閥1的閥芯連接裝置、所述右音圈電機與所述右先導(dǎo)閥2的閥芯連接裝置均為聯(lián)軸器；

具體地，還包括中央控制單元9，，所述中央控制單元9安裝在所述左先導(dǎo)閥的閥體上端中央；

具體地，所述中央控制單元9與所述左音圈電機、所述右音圈電機均通過CAN總線連接；

具體地，所述左主閥3的閥芯、所述右主閥4的閥芯豎直對稱布置在所述左主閥的閥體、所述右主閥的閥體內(nèi)；

具體地，所述左主閥3的閥體與所述右主閥4的閥體為同一閥體；

另外，還包括左位移傳感器7、右位移傳感器8，所述左位移傳感器7上端安裝在先導(dǎo)閥閥體內(nèi)，下端插入所述左主閥3的閥芯上端的圓孔內(nèi)，形成間隙配合，所述左位移傳感器7導(dǎo)線通過先導(dǎo)閥閥體與所述中央控制單元9連接；所述右位移傳感器8上端安裝在先導(dǎo)閥閥體內(nèi)，下端插入所述右主閥4的閥芯上端的圓孔內(nèi)，形成間隙配合，所述右位移傳感器8導(dǎo)線通過先導(dǎo)閥閥體與所述中央控制單元9連接；

另外，所述左位移傳感器7、所述右位移傳感器8均為LVDT位移傳感器。

下面就本發(fā)明的工作原理進行簡單介紹：

一、例如，中央控制單元9通過CAN總線向左音圈電機5發(fā)出“+”信號（+代表正向電流，－代表反向電流），左音圈電機5帶動左先導(dǎo)閥1的閥芯向右運動，進油口P1和控制油口A1接通，同時控制油口B1和回油口T1接通，先導(dǎo)閥控制油液從P'口進入P1口，然后進入A1口，通過A1口進入左主閥3閥芯上端空腔，推動左主閥3閥芯向下運動，左主閥3進油口P3和B口接通，主油路通過P口、P3口進入B口，然后從B口流出；

二、例如，中央控制單元9通過CAN總線向左音圈電機5發(fā)出“－”信號，左音圈電機5帶動左先導(dǎo)閥1的閥芯向左運動，進油口P1和控制油口B1接通，同時控制油口A1和回油口T1接通，先導(dǎo)閥控制油液從P'口進入P1口，然后進入B1口，通過B1口進入左主閥3閥芯下端空腔，推動左主閥3閥芯向上運動，左主閥3油口B和T3油口接通，油液通過B口進入T3口，然后從T口流回油箱；

三，右先導(dǎo)閥2對右主閥4的控制原理與左先導(dǎo)閥1對左主閥3的控制原理相同。

四，例如，對主閥芯位移進行精確控制，其控制過程為：中央控制單元9向左音圈電機5發(fā)出控制信號，左音圈電機5帶動左先導(dǎo)閥2閥芯位移某一距離，左先導(dǎo)閥2閥口開啟（開啟大小與左音圈電機輸入電流大小有關(guān)），先導(dǎo)閥控制油液從P'口進入P1口，然后進入A1口，通過A1口進入左主閥3閥芯上端空腔，推動左主閥3閥芯向下運動，左位移傳感器7將位移信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)電信號，通過CAN總線傳給中央控制單元9，與給定控制信號進行比較，比較誤差值經(jīng)過比例放大調(diào)整后，再次通過CAN總線傳輸給左音圈電機5，從而實現(xiàn)對左主閥3閥芯精確的閉環(huán)控制。

另外，需要說明的是，先導(dǎo)閥芯的位移與音圈電機輸入電流的大小成正比，輸入電流大，則先導(dǎo)閥芯位移量大，閥的開口就大，通過閥口的流量就大，反之亦然。

圖2為本發(fā)明所述的一種電液換向閥的應(yīng)用實施例，在本實施例中，控制要求為，液壓缸有桿腔：配置為流量控制模式，實現(xiàn)液壓缸在某一運動速度的精確控制，液壓缸無桿腔：配置為壓力控制模式，實現(xiàn)最小背壓，節(jié)能高效。

其控制過程為：中央控制單元9向左音圈電機5發(fā)出對應(yīng)運動速度的控制電流，左音圈電機5帶動左先導(dǎo)閥1的閥芯向右位移某一距離，左先導(dǎo)閥1的閥口打開（開口大小和電流大小成正比關(guān)系），一定壓力和流量的油液通過P'、P1口進入A1口，然后流入左主閥3的閥芯上端，破壞左主閥3閥芯的受力平衡，推動左主閥3閥芯向下位移某一距離，左主閥3的閥口打開（開口大小與流入上腔的油液壓力成比例關(guān)系），此時，某一流量的主油路油液通過P口、P3口、B口進入液壓缸有桿腔，因為流量和液壓缸有桿腔有效截面積均為定值，液壓缸的運動速度為定值，從而實現(xiàn)對液壓缸活塞運動速度的精確控制；中央控制單元9同時向右音圈電機6發(fā)出控制電流，右音圈電機6帶動右先導(dǎo)閥2的閥芯向右運動，運動位移量由輸入電流大小控制，進油口P2和控制油口B2接通，回油口T2和控制油口A2接通，控制油路油液從P'口、P2口、B2口進入右主閥2閥芯下端空腔，推動右主閥4閥芯向上運動，右主閥4閥口完全打開，液壓缸無桿腔油液通過A口進入T4口，然后通過T口流回油箱，由于和油箱直接連接，所以實現(xiàn)最小背壓控制。

圖3為本發(fā)明所述的一種電液換向閥的另一應(yīng)用實施例，在本實施例中，控制要求：兩液壓缸實現(xiàn)不同的運動速度。

其控制過程為：中央控制單元9通過CAN總線向左音圈電機5和右音圈電機6輸出不同的控制電流，左音圈電機5帶動左先導(dǎo)閥1的閥芯向右運動對應(yīng)距離，控制油液從P'、P1口、A1口進入左主閥3的閥芯上端空腔，推動左主閥3閥芯向下移動某一距離，某一流量的主油液從P口、P3口、B口進入左液壓缸無桿腔，推動左液壓缸活塞桿以某一速度前行；同時右音圈電機6帶動右先導(dǎo)閥2閥芯向左運動對應(yīng)的距離，控制油液從P'、P2口、A2口進入右主閥4閥芯上端空腔，推動右主閥4閥芯向下移動相應(yīng)距離，某一流量的主油液從P口、P4口、A口進入右液壓缸無桿腔，推動右液壓缸活塞桿以另一速度前行，從而實現(xiàn)兩液壓缸以不同的速度前行。

另外，需要說明的，本說明書及其附圖2、附圖3為本發(fā)明的應(yīng)用實施例，并不說明本發(fā)明只有這二個應(yīng)用實施例，例如，可以對二個及以上的液壓缸同時實施同一時間不同速度或者同一時間相同速度控制，例如，可以對三個及以上的液壓缸實施不同時間相同速度或者不同時間不同速度控制，例如，可以對每個液壓缸實施不同速度、不同壓力控制，例如，可以通過對主閥閥芯的精確位移的閉環(huán)控制實現(xiàn)對每一個液壓缸活塞桿運動位移的精確控制。