阅读说明：本技术 二维压力伺服变量泵 (Two-dimensional pressure servo variable pump ) 是由 阮健 郑飞侠 王熙 宋占凯 赵建涛 吴圣 孟彬 于 2019-04-30 设计创作，主要内容包括：二维压力伺服变量泵,包括前端盖、泵体、后端盖、双联柱塞泵、压力伺服变量机构；压力伺服变量机构包括二维脉宽调制机构、二维压力伺服阀；双联柱塞泵包括二维脉宽调制机构和二维压力伺服阀；前端盖内设有主动齿轮、从动齿轮、深沟球轴承,主动齿轮与电机联轴器固连,从动齿轮与二维脉宽调制机构固连；双联柱塞泵包括上联泵芯与下联泵芯；上联泵芯的上联缸体左右两端均固连具有相同等加等减速曲面轨道的上联左导轨、上联右导轨,上联左导轨与上联右导轨的相位差90度；二维脉宽调制机构的传动轴拨叉与滚轮组件配合通过滚轮轴拨动第一阀芯,第一阀芯在第一阀套内做周向转动的同时轴向滑动,第一阀芯转动与轴向滑动相对独立。(The two-dimensional pressure servo variable pump comprises a front end cover, a pump body, a rear end cover, a duplex plunger pump and a pressure servo variable mechanism; the pressure servo variable mechanism comprises a two-dimensional pulse width modulation mechanism and a two-dimensional pressure servo valve; the duplex plunger pump comprises a two-dimensional pulse width modulation mechanism and a two-dimensional pressure servo valve; a driving gear, a driven gear and a deep groove ball bearing are arranged in the front end cover, the driving gear is fixedly connected with a motor coupler, and the driven gear is fixedly connected with a two-dimensional pulse width modulation mechanism; the duplex plunger pump comprises an upper pump core and a lower pump core; the left end and the right end of an upper cylinder body of the upper pump core are fixedly connected with an upper left guide rail and an upper right guide rail which are provided with the same equal deceleration curved surface track, and the phase difference between the upper left guide rail and the upper right guide rail is 90 degrees; a transmission shaft shifting fork of the two-dimensional pulse width modulation mechanism is matched with the roller assembly to shift the first valve core through the roller shaft, the first valve core rotates in the circumferential direction in the first valve sleeve and slides in the axial direction at the same time, and the rotation and the axial sliding of the first valve core are relatively independent.)

二维压力伺服变量泵

技术领域

本发明涉及一种压力伺服变量泵，尤其涉及一种压力可调式恒压伺服变量泵，属于流体传动及控制领域中的液压泵及液压马达。

背景技术

柱塞泵在工作过程中，柱塞在缸体内作往复运动，使密闭工作容积发生变化，完成吸、排油过程。轴向柱塞泵的每一个柱塞腔均周期性地在吸油口与排油口之间来回切换，油口的切换过程需要通过泵的配流机构来实现。

轴向柱塞泵主要有阀配流和端面配流两种配流方式。阀配流主要是靠单向阀实现配流，但是单向阀有一定的开启压力，响应存在一定的滞后性。端面配流要求泵的缸体转动使柱塞腔与配流盘上的吸排油窗***替连通，进行吸排油。柱塞泵缸体有多个柱塞孔，且缸体直径较大，高压力、高转速对缸体与配流盘这对关键摩擦副需要更高的设计要求，加大设计难度。轴向柱塞泵斜盘的倾角一般要求在20度以内，使配流的范围受到限制。

传统的伺服泵变量执行机构大多通过伺服阀控制一个液压缸来驱动泵的变量机构实现变排量。变量机构的工作油液由系统直接提供或采用与变量泵同轴的一个小泵提供。这种方式技术成熟，响应性能好，但附加的液压执行机构结构复杂，增加了系统故障率。

现有的二维泵均采用二维卸荷阀、二维稳压阀等阀组来实现压力和流量的调节，零部件较多，控制调节处较多，压力流量脉动较大。

本发明较一般的柱塞泵，配流过程简单，且配流范围广；较一般伺服泵，通过压力伺服变量机构实现了系统压力流量配流，实现了系统压力恒定并可调，不需要伺服电机或复杂的液压执行机构，结构新颖紧凑、并且调节范围广、可连续调节、敏感度高、响应速度快。

发明内容

为了克服传统柱塞泵配流方式响应速度慢、结构复杂、调节范围小，传统伺服泵使用的液压执行机构较复杂、二维伺服泵配流结构所需零部件较多、控制调节处较多、压力脉动较大等缺点，本发明提供一种结构新颖紧凑、体积小、重量轻、压力可调、压力敏感度高、响应速度快等优点的二维压力伺服变量泵。

本发明采用的技术方案如下：

二维压力伺服变量泵，其特征在于：包括前端盖、泵体、后端盖、双联柱塞泵、压力伺服变量机构。所述压力伺服变量机构包括二维脉宽调制机构、二维压力伺服阀。

所述前端盖与泵体通过螺钉固连；所述后端盖与泵体通过螺钉固连；所述双联柱塞泵固定在泵体内；所述二维脉宽调制机构和二维压力伺服阀通过螺钉与泵体固连。

所述前端盖内设有主动齿轮、从动齿轮、深沟球轴承，主动齿轮与电机联轴器固连，从动齿轮与二维脉宽调制机构固连。

所述泵体设有进油孔、出油孔、第一通孔、第二通孔、第三盲孔。所述出油口设在泵体顶部，所述第一通孔设在泵体下部，与进油口相通，安装有双联柱塞泵。所述第二通孔设在泵体上部，安装有二维脉宽调制机构。所述第三盲孔设在泵体上部，安装有二维压力伺服阀。

所述双联柱塞泵包括上联泵芯与下联泵芯，其中靠近前端盖的是上联泵芯，靠近后端盖的是下联泵芯。

所述上联泵芯包括上联缸体、上联柱塞、上联左端结构轴、上联右端结构轴、第一同心环、第二同心环、上联左导轨、上联右导轨、定位销。所述上联柱塞安装在上联缸体中，上联柱塞的左右两端分别用定位销固连了上联左端结构轴、上联右端结构轴，所述上联柱塞的左右两侧分别安装有第一同心环、第二同心环。所述上联缸体左右两端均固连具有相同等加等减速曲面轨道的上联左导轨、上联右导轨，上联左导轨与上联右导轨的等加等减速曲面轨道周向相互呈90度错开位置，即上联左导轨等加等减速曲面轨道的最高点和最低点分别与上联右导轨等加等减速曲面轨道的最低点和最高点相互对应。

所述上联柱塞中间有一台肩，表面开有均匀分布的四个矩形配流槽，并且四个矩形配流槽的槽口位置相互错开布置。

所述上联缸体上均匀分布有四个配流窗口，分别为两个进油口、两个出油口，进油口与出油***替布置，进油口通低压油，出油口通高压油，进油口与出油口互不沟通。所述出油口两侧用密封圈密封。所述配流窗口与上联柱塞上的配流槽对应设置。

所述上联左端结构轴包含有第一结构轴主体、第一大滚轮、第二大滚轮、第一小滚轮对、第二小滚轮对。所述第二大滚轮与第一大滚轮的结构完全相同，构成第一大滚轮组。所述第二小滚轮对与第一小滚轮对的结构完全相同，构成第一小滚轮组。所述第一大滚轮包括锥形滚轮轴承套、深沟球轴承，轴承套外部为锥面，内部为圆孔，轴承套内孔套在深沟球轴承外圆并固连。所述第一小滚轮对包括一大一小两个圆柱滚轮，所述大圆柱滚轮包括圆柱轴承套和深沟球轴承，轴承套外部为圆柱，内部为圆孔，轴承套内孔套在深沟球轴承外圆并固连。所述小圆柱滚轮包括圆柱滚轮套和铜套，滚轮套外部为圆柱，内部为圆孔，滚轮套内孔套在铜套外圆并固连。所述第一大滚轮与第二大滚轮用螺帽固连在第一结构轴主体两端，呈轴对称布置。所述第一小滚轮对和第二小滚轮对用定位销固连在第一结构轴主体两端，呈中心对称布置。

所述上联右端结构轴与左端结构轴结构上完全相同。

所述上联左端结构轴、上联右端结构轴的大滚轮组滚动面分别与对应的上联左导轨和上联右导轨适配，所述上联左端结构轴的小滚轮组滚动面与电机联轴器所带轨道适配；所述上联右端结构轴的小滚轮组滚动面与第三结构轴主体的拨叉结构所带的轨道适配。

所述第一同心环、上联柱塞和上联缸体共同围合的空间构成第一左腔室，所述第二同心环、上联柱塞和上联缸体共同围合的空间构成第一右腔室，第一左腔室与第一右腔室的容积随柱塞的往复运动交错变化。

所述下联泵芯包括下联缸体、下联柱塞、下联左端结构轴、下联右端结构轴、第三同心环、第四同心环、下联左导轨、下联右导轨、定位销。所述下联柱塞安装在下联缸体中，下联柱塞的左右两端分别用定位销固连了下联左端结构轴和下联右端结构轴，所述下联柱塞的左右两侧分别安装有第三同心环、第四同心环。所述下联缸体左右两端均固连具有相同等加等减速曲面轨道的下联左导轨、下联右导轨。下联左导轨和下联右导轨的布置方式与上联左导轨和上联右导轨相同。

所述下联缸体与所述上联缸体结构上完全相同。

所述下联柱塞与所述上联柱塞结构上完全相同，上联柱塞与下联柱塞同心放置。

所述下联左端结构轴包含有第三结构轴主体、第三大滚轮组。第三结构轴主体有拨叉结构，和上联右端结构轴的小滚轮组配合连接，使上联泵芯与下联泵芯在空间上错开45度。下联的右端结构轴包含有第四结构轴主体、第四大滚轮组。所述第三大滚轮组、第四大滚轮组与上联左端结构轴的第一大滚轮组的结构完全相同，且放置方式也相同。所述下联左端结构轴、下联右端结构轴的第三大滚轮组和第四大滚轮组的滚动面分别与下联缸体上的下联左导轨和下联右导轨适配。

所述第三同心环、下联柱塞和下联缸体共同围合的空间构成第二左腔室，所述第四同心环、下联柱塞和下联缸体共同围合的空间构成第二右腔室，第二左腔室与第二右腔室的容积随柱塞的往复运动交错变化。

当双联柱塞泵工作时，由于上联右端结构轴与下联左端结构轴的配合连接，使上联柱塞与下联柱塞一起作周向旋转，又上联左右结构轴的大滚轮组与下联左右结构轴的大滚轮组均置于各自左等加等减速曲面轨道和右等加等减速曲面轨道上，在大滚轮组作周向旋转时，由于受到曲面轨道的约束，上联柱塞和下联柱塞在轴向上必定作往复运动。随着柱塞的往复运动，第一左腔室、第一右腔室、第二左腔室、第二右腔室的容积发生交错变化，柱塞上的配流槽与相应缸体上的配流窗***替发生沟通，容积逐渐变大的腔室从油箱吸油，容积逐渐变小的腔室向外排油，从而实现连续地吸排油。

所述二维脉宽调制机构，其特征在于：包括传动轴、零位弹簧、滚轮轴、左滚轮组件、右滚轮组件、前同心环、第一阀芯、第一阀套、后同心环、第一阀芯螺堵。传动轴拨叉与滚轮组件配合通过滚轮轴拨动第一阀芯，使第一阀芯在第一阀套内做周向转动的同时轴向滑动，第一阀芯转动与轴向滑动相对独立，前同心环和后同心环分别固连在第一阀套两端，零位弹簧安装在第一阀芯与传动轴中间且处于压缩状态。

所述传动轴一端为圆柱端，连接传动机构；传动轴另一端为门框形，连接两个U形拨叉，拨叉面为轴向的不完整圆柱面轨道，配合左滚轮组件、右滚轮组件，使第一阀芯做周向旋转的同时轴向滑动；传动轴轴向中间端面有一圆形凹槽，用于固定零位弹簧。

所述零位弹簧两平端面分别固定在传动轴圆形凹槽和第一阀芯左端阶梯轴处，零位弹簧初始和工作过程中均处于压缩状态，保证初始状态第一阀芯处于最右端，保持第一阀芯零位。

所述滚轮轴为一阶梯圆柱轴，中间有一台肩，中间圆柱直径大于两边圆柱直径；中间台肩轴***第一阀芯左端圆柱孔并固连，两端轴分别***左滚轮组件、右滚轮组件中心圆孔并固连。

所述右滚轮组件与左滚轮组件结构完全相同，包括轴承套、深沟球轴承，轴承套外部为球面，内部为圆孔，两端为平端面，轴承套内孔套在深沟球轴承外圆并固连，轴承套球面与传动轴U形拨叉圆柱面配合。

所述前同心环为圆环形，两端面为平面，前同心环外圆与第一阀套固连，内孔套在第一阀芯左端轴上。

所述后同心环为圆环形，两端面为平面，内孔有一阶梯孔为第一阀芯的第二圆形通孔提供避让空间，后同心环外圆与第一阀套固连，内孔套在第一阀芯右端轴上。

所述第一阀套内孔为中心通孔，和第一阀芯配合，两端分别有前阶梯孔和后阶梯孔，分别与前同心环、后同心环固连；第一阀套的外圆设有四个环形槽, 自左到右分别是控制油槽、出油槽、进油槽和回油槽，控制油槽上均匀设有若干相同的径向的控制油孔，出油槽上均匀设有若干相同的径向的出油孔，进油槽上均匀设有若干相同的径向的菱形配流窗口，菱形配流窗口的顶点在同一平面内且该平面垂直于第一阀芯轴线，回油槽上均匀设有若干相同的径向的回油孔。

所述第一阀芯最左端有一阶梯轴，用于安装零位弹簧，阶梯轴右侧设有滚轮轴圆形通孔，与滚轮轴固连，用于给第一阀芯传递扭矩使第一阀芯转动；第一阀芯有三个台肩,自左到右依次有第一台肩、第二台肩和第三台肩，第一台肩与第二台肩之间的第一阀芯轴径向设有第一圆形通孔，靠近第三台肩右端面的第一阀芯轴径向设有第二圆形通孔，第一阀芯中心轴向设有中心流道，中心流道口用第一阀芯螺堵堵住，第一圆形通孔和第二圆形通孔通过第一阀芯中心流道沟通；第一阀芯第二台肩上开有两列交错的三角形配流窗口分别为左三角形配流窗口、右三角形配流窗口，其顶点在同一平面内且该平面垂直于第一阀芯的轴线。

所述轴承套外圆球面与传动轴U形拨叉为间隙配合，受力时单边接触，能实现正反转，传动轴通过左滚轮组件、右滚轮组件和滚轮轴带动第一阀芯转动，第一阀芯在液压力作用下轴向滑动，带动轴承套在传动轴U形拨叉上轴向滚动。

所述前同心环和后同心环外圆分别固连在第一阀套两端面的前阶梯孔和后阶梯孔内，前同心环内孔套在第一阀芯左端轴上，为间隙密封，后同心环内孔套在第一阀芯右端轴上，为间隙密封。

所述第一阀芯可旋转地设置在第一阀套内，前同心环与第一阀芯第一台肩将第一阀套内腔密封形成控制容腔，控制容腔通过控制油孔与控制油槽沟通，控制油槽通控制压力油；第一阀芯第一台肩与第二台肩将第一阀套内腔密封形成高压容腔，高压容腔通过出油孔与出油槽沟通，同时通过菱形配流窗口与进油槽沟通，进油槽通液压泵高压油，出油槽通系统油路；第一阀芯第二台肩与第三台肩将第一阀套内腔密封形成低压容腔，低压容腔通过回油孔与回油槽沟通，回油槽通低压油箱；第一阀芯第三台肩与后同心环将第一阀套内腔密封形成反馈容腔，反馈容腔通过第一阀芯第一圆形通孔、中心流道、第二圆形通孔与高压容腔沟通，两腔压力相同；第一阀套控制油槽、出油槽、进油槽和回油槽在第一阀套外部互不沟通。第一阀芯第二台肩上开有两列交错的三角形配流窗口，分别为左三角形配流窗口、右三角形配流窗口，第一阀套菱形配流窗口位于第一阀芯第二台肩的运动轨迹上，第一阀芯在第一阀套内匀速转动的同时在液压力作用下轴向滑动，使第一阀芯左三角形配流窗口、右三角形配流窗口分别与第一阀套菱形配流窗口配流时间占比发生变化，从而改变出油流量实现流量配流。

所述二维压力伺服阀，其特征在于：由阀体模块、位移传感器模块和电-机械转换器模块组成，位移传感器模块与阀体模块相配合，电-机械转换器模块与阀体模块相配合；所述位移传感器模块实时监测阀体模块中2D活塞的位移与电 -机械转换器模块的力矩马达电信号构成闭环反馈。

所述阀体模块包括第二阀芯、第二阀芯外壳、2D活塞、左垫片、右垫片、同心环、调压弹簧、第二阀套、阀套螺堵、定位销。所述第二阀芯设置在第二阀芯外壳的内孔中，2D活塞设置在第二阀套的右侧，阀套螺堵通过定位销固连在第二阀套左端部，第二阀芯外壳经阀套螺堵定位，固定在第二阀套的左侧。左垫片连接在第二阀芯的右端，右垫片连接在2D活塞的左端，左垫片和右垫片之间连接有调压弹簧，2D活塞右侧设置有同心环。

所述第二阀套上设有三个环形槽，自左向右分别为进油槽、出油槽、回油槽，进油槽上均匀设有若干相同的径向的进油孔，出油槽上均匀设有若干相同的径向的出油孔，回油槽上均匀设有若干相同的径向的回油孔。所述第二阀套右侧内孔壁上开设有与2D活塞台肩上的高低压槽相配合的一对阻尼斜槽。所述第二阀套在每个油口两侧均安装了O型密封圈，保证伺服阀的局部密封。

所述2D活塞安装于第二阀套中，在第二阀套中具有周向转动和轴向滑动两个运动方向；2D活塞左侧端部设有台肩，台肩上配合设有一对高压槽和一对低压槽，与第二阀套内孔壁上开设的一对阻尼斜槽相配合，一对高压槽与进油孔相通，一对低压槽与回油孔相通，2D活塞的台肩、同心环与第二阀套密封形成左敏感腔和右敏感腔，2D活塞的台肩上的一对高压槽和一对低压槽与一对阻尼斜槽相交形成四个微小的开口面积串联构成液压阻力半桥，控制左敏感腔压力变化，右敏感腔与进油孔连通，左敏感腔和右敏感腔的压力受控于液压阻力半桥，所产生的压力差驱动2D活塞轴向运动。

所述第二阀芯外壳在左端台肩上均匀设有4个相同的径向的通孔，与进油孔连通；第二阀芯外壳右侧环形槽上均匀设有4个相同的径向的通孔，与出油孔连通。第二阀芯外壳与阀套螺堵配合，构成控制腔。

所述第二阀芯左右两侧各设有一台肩，与第二阀芯外壳配合，在第二阀芯作轴向运动时改变进油口、回油口的油口开度。第二阀芯左端面设为圆盘型结构，当第二阀芯左、右移动时，第二阀芯的圆盘型结构与第二阀芯外壳和阀套螺堵形成的密闭容腔之间形成挤压油膜，其作用是为了引入挤压油膜阻尼系数，增大系统粘性阻尼，提高阻尼比使系统更稳定。第二阀芯内部开有中心流道，与第二阀芯右侧一通孔相连，同时与控制腔连通。

当2D活塞顺时针转动时(从传动机构一侧向左看)，高压槽与阻尼斜槽的相交面积减小，低压槽与阻尼斜槽的相交面积增大，此时左敏感腔压力减小，右敏感腔压力不变，2D活塞左移。左移过程中，高压槽与阻尼斜槽的相交面积增大，低压槽与阻尼斜槽的相交面积减小，左敏感腔压力逐渐增大，2D活塞最终稳定在某一位置。2D活塞左移产生向左的力，并通过调压弹簧将力传送至第二阀芯，第二阀芯右端受力变大，原液压力平衡失效，使第二阀芯左移，第二阀芯左移增大阀口开度，出油口压力变大，出油口与控制腔连通，故第二阀芯左端面受到向右的液压力增大，当向右的液压力小于调压弹簧力时，第二阀芯继续左移，阀口开度继续增大，输出压力继续增大；当向右的液压力与调压弹簧力相等时，第二阀芯停止左移，并稳定在某一位置，同时保持出油口的压力基本为定值。

所述电-机械转换器模块采用力矩马达，包括外壳、衔铁、永磁铁、导磁体、卡件、马达外罩、线圈、弹簧、弹簧杆、弹簧座、限位杆、连接板，外壳和马达外罩均与连接板连接，外壳通过螺钉与连接板固连，弹簧一端与弹簧杆相连，另一端与固定在外壳上的弹簧座相连。所述电-机械转换器模块通过连接板与阀体连接。所述二维压力伺服阀采用干式力矩马达，所以在马达外罩和连接板还放置了O型密封圈，将输出部件密封起来以阻止油液进入围绕衔铁、线圈和永磁铁周围的空间。

所述电-机械转换器模块包括磁路部分、传动部分和马达外罩。连接板与马达外罩通过螺钉连接。磁路部分由2个线圈、2个导磁体、1个衔铁和2个永磁体组成。线圈不通电时，衔铁保持平衡；线圈通电会产生磁路线，破坏之前的平衡状态，衔铁发生偏转。传动部分包括弹簧、弹簧座、弹簧杆、限位杆和马达销。同时外壳和卡件用于固定和定位零件。衔铁偏转时，会带动2D活塞和弹簧杆转动。弹簧一端与所述弹簧杆相连，另一端与固连在外壳上的弹簧座相连，这样弹簧杆的旋转运动可以有效地传递到弹簧上，保证在异常情况下，弹簧自动回零，从而使衔铁和2D活塞回到初始位置。

所述位移传感器模块包括LVDT连接杆、LVDT传感器(由铁芯和线圈骨架组成)，LVDT传感器与外壳和卡件的圆弧配合，通过螺钉使卡件压紧LVDT 传感器，实现LVDT传感器的固定；弹簧杆与LVDT连接杆相互垂直地连接；LVDT连接杆与铁芯连接，铁芯与LVDT传感器采用间隙配合，可在LVDT 传感器内孔直动。所述LVDT传感器通过螺纹连接杆与阀体模块的2D活塞相连。

力矩马达工作过程中，衔铁带动弹簧杆及2D活塞旋转，结合2D伺服螺旋定理，2D活塞将作直线运动，同时带动弹簧杆以及铁芯作直线运动，结合LVDT 原理，铁芯的位移将以电信号的形式传递到控制器，从而实现第二阀芯位移的闭环控制。

泵体中存在多条油路，通过这些油路，将二维脉宽调制机构的进油槽与双联柱塞泵的出油口沟通；二维脉宽调制机构的出油槽与泵体的出油口沟通；二维脉宽调制机构的回油槽与系统油箱沟通；二维脉宽调制机构的控制油槽与二维压力伺服阀的出油槽沟通；二维脉宽调制机构的进油槽与二维压力伺服阀的进油槽沟通；二维脉宽调制机构的回油槽与二维压力伺服阀的回油槽沟通。

具体工作过程如下：

外部电机启动时，上联柱塞在电机联轴器带动下匀速转动，由于上联右端结构轴和下联左端结构轴的配合连接，使得上联柱塞与下联柱塞一起作周向旋转，又上联左结构轴和下联左结构轴的大滚轮组置于对应的上联左轨道、下联左轨道上，上联右结构轴和下联右结构轴的大滚轮组置于对应的上联右轨道、下联右轨道上，大滚轮组作旋转运动的同时，由于受到曲面轨道的约束，在轴向上必定做往复运动。因此随着大滚轮组在各自对应的左、右等加等减速曲面轨道上连续滚动，就可以使上联柱塞、下联柱塞进行轴向连续往复运动。

柱塞的连续周向旋转与轴向往复运动，使柱塞上的沟槽与缸体上的窗口发生周期性沟通，容积逐渐变大的容腔通过沟通的沟槽和窗口从油箱吸油，容积逐渐减小的腔室通过沟通的矩形沟槽和窗口将腔内油液排出；柱塞往复运动使左右腔的体积不断交错变化，实现连续的吸排油。

双联柱塞泵排出的油经泵体液道通入压力伺服变量机构中。由于齿轮传动，压力伺服变量机构与上联泵芯同时开始工作。

压力伺服变量机构有恒压变量与压力伺服两种工作状态。

当二维压力伺服阀未收到给定信号或系统给定反馈信号时，处于恒压变量状态的工作过程，系统压力不变，此时若系统流量发生变化，那么系统压力也会随之发生微小变化。当系统需求流量增加，系统压力降低，即反馈容腔的压力降低，二维脉宽调制机构的第一阀芯左右两端的平衡状态被打破，第一阀芯左端合力大于右端合力，使得二维脉宽调制机构的第一阀芯向右运动，进油口与出油口开度增大，开启时间加长，更多的流量流入系统中为系统供能，反馈容腔的压力升高，使第一阀芯维持原有的力平衡状态。相反的，当系统需求流量减小，系统压力升高，即反馈容腔的压力升高，第一阀芯左右两端的平衡状态被打破，第一阀芯左端合力小于右端合力，第一阀芯向左运动，进油口与回油口开度增大，开启时间加长，更多的流量流回油箱使系统中供油量降低，反馈容腔的压力降低，以维持原有的力平衡状态。

当二维压力伺服阀收到给定信号或系统给定反馈信号时，处于压力伺服状态的工作过程，力矩马达驱动2D活塞发生周向转动，由于左、右敏感腔的压力差发生变化，轴向输出一定位移，并通过调压弹簧把力传递给第二阀芯，第二阀芯所受液压力与调压弹簧力失衡，发生轴向移动，阀口开度发生变化，使得输出压力发生变化，直至第二阀芯左端面受到的液压力与调压弹簧力重新达到平衡，伺服阀的出口压力基本为定值，系统压力重新实现恒定。二维压力伺服阀的出油口与二维脉宽调制机构的控制容腔连通，因此二维压力伺服阀的出油口压力发生变化，打破了二维脉宽调制机构的第一阀芯原有的平衡状态，使第一阀芯发生轴向移动，第一阀芯左三角形配流窗口、右三角形配流窗口分别交替扫过第一阀套菱形配流窗口所需时间分别占总时间的比发生相应变化，出油流量和回油流量发生相应变化，进入系统的流量发生相应的变化，反馈容腔压力发生相应变化，直至第一阀芯轴向合力再次平衡时，第一阀芯达到新的平衡状态，系统压力重新恒定。

需要降低系统压力时，减小2D活塞左、右敏感腔的压力差，第二阀芯向右移动减小阀口开度，压力油口与控制腔连通，第二阀芯左端面向右的液压力减小，该力与调压弹簧力进行平衡。当输出压力大于设定压力值时，第二阀芯左端面收受到的液压力大于调压弹簧力，第二阀芯继续右移，阀口开度继续减小，输出压力继续减小，当输出压力达到阀的设定值时，第二阀芯所受液压力重新达到平衡，此时阀口开度变小，实现减小出油口压力，并保持出油口的压力基本为定值。二维压力伺服阀的出油口压力减小，使二维脉宽调制机构的控制容腔压力降低，第一阀芯左端合力小于右端合力，第一阀芯向左移动，此时进油口的阀口开度变小 (直至完全关闭)，出油口压力随着系统中油液的流失而下降，直到第一阀芯两端合力再次相等的时候，第一阀芯达到新的平衡状态，实现降压作用，并保持系统压力恒定。

相反地，需要提高系统压力时，增大2D活塞左、右敏感腔的压力差，第二阀芯向左移动增大阀口开度，第二阀芯左端面向右的液压力增加，该力与调压弹簧力进行平衡。当输出压力小于设定压力值时，第二阀芯左端面受到的液压力小于调压弹簧力，第二阀芯继续向左移动，阀口开度继续增大，输出压力继续增大；当输出压力达到阀的设定压力值时，第二阀芯所受液压力重新达到平衡，此时阀口开度变大，实现增大出油口压力，并保持出油口的压力基本为定值。二维压力伺服阀的出油口压力增大，使二维脉宽调制机构的控制容腔压力增大，第一阀芯左端合力大于右端合力，第一阀芯向右移动，此时回油口的阀口开度变小(直至完全关闭)，出油口压力随着系统中油液的大量流入而升高，直至第一阀芯两端合力再次相等的时候，第一阀芯达到新的平衡状态，实现增压作用，并保持系统压力恒定。

通过上述动作，实现了双联柱塞泵的连续吸排油工作，实现了双联柱塞泵与压力伺服变量机构的同步工作，实现了压力伺服变量泵在系统流量发生变化时保持系统恒压，实现了当外部给定信号时，系统压力变大或变小后重新趋于稳定，形成新的恒压环境。

所述双联柱塞泵中涉及的轴向指的是柱塞中心轴所在的方向；涉及的径向指的是垂直于柱塞中心轴所在的方向；涉及的周向指的是柱塞绕中心轴旋转所在的方向；涉及的轴对称指的是以柱塞中心轴对称；涉及的中心对称指的是以柱塞中心点对称。

所述二维脉宽调制机构中涉及的轴向指的是脉宽调制机构的第一阀芯中心轴所在的方向；涉及的径向指的是垂直脉宽调制机构的第一阀芯中心轴所在的方向；涉及的周向指的是脉宽调制机构的第一阀芯绕中心轴旋转所在的方向。

所述二维压力伺服阀中涉及的轴向指的是二维压力伺服阀的2D活塞中心轴所在的方向；涉及的径向指的是垂直二维压力伺服阀的2D活塞中心轴所在的方向；涉及的周向指的是二维压力伺服阀的2D活塞绕中心轴旋转所在的方向。

本发明的有益效果体现在：

1、本发明通过压力伺服变量机构实现系统压力可调式恒压流量配流，压力流量的调节范围广、可连续调节、敏感度高、响应速度快。

2、与传统伺服泵相比，本发明压力流量伺服变量时不需要伺服电机，可同时实现系统压力流量的调节；

3、对二维压力伺服阀的信号输入范围广，既可以自行输入需要信号，也可以根据系统压力或系统某局部压力给定反馈信号，实现压力流量调节。

4、取代了之前二维(2D)泵阀组控制配流，减少调节机构，简化设计。

附图说明

图1a为二维压力伺服变量泵结构示意图。

图1b为二维压力伺服变量机构结构示意图。

图2为泵体结构示意图。

图3a为上联泵芯结构示意图。

图3b为上联泵芯***图。

图4为上联左端结构轴***图。

图5a为下联泵芯结构示意图。

图5b为下联泵芯***图。

图6a1～图6c2为双联柱塞泵工作原理示意图，

其中图6a1是上联柱塞运动到最左端时的示意图；

图6a2是图6a1的A-A向剖视图；

图6b1是上联柱塞运动到中位时的示意图；

图6b2是图6b1的A-A向剖视图；

图6c1是上联柱塞运动到最右端时的示意图；

图6c2是图6c1的A-A向剖视图。

图7为二维脉宽调制机构结构示意图。

图8a为二维脉宽调制机构的第一阀套结构示意图。

图8b为图8a的A-A截面图。

图9a为二维脉宽调制机构的第一阀芯结构示意图。

图9b为图8a的B-B截面图。

图10为二维脉宽调制机构传动轴的结构示意图。

图11为二维脉宽调制机构右滚轮组件的结构示意图。

图12为二维脉宽调制机构滚轮轴的结构示意图。

图13a为二维脉宽调制机构第一阀套配流窗口原理示意图。

图13b为二维脉宽调制机构第一阀芯配流窗口原理示意图。

图13c为二维脉宽调制机构第一阀芯中位时流量分配原理示意图。

图13d为二维脉宽调制机构第一阀芯下移时流量分配原理示意图。

图14a为二维压力伺服阀立体示意图e。

图14b为图14a的轴向剖视图。

图15a为二维压力伺服阀2D活塞结构示意图。

图15b为图15a的C-C向剖视图。

图16a为二维压力伺服阀第二阀套结构示意图。

图16b为图16a的D-D向剖视图。

图17a为二维压力伺服阀第二阀芯立体示意图。

图17b为图17a的轴向剖视图。

图18a为二维压力伺服阀第二阀芯外壳立体示意图。

图18b为图18a的轴向剖视图。

图19a为二维压力伺服阀力矩马达的立体示意图。

图19b为图19a的轴向剖视图。

图20为二维压力伺服变量泵的工作原理示意图。

具体实施方式

下面参照图1a至图20进一步说明本发明的技术方案。

本实例的工作原理：

所述二维压力伺服变量泵，其特征在于：包括前端盖1、泵体8、后端盖9、双联柱塞泵6、压力伺服变量机构10。所述压力伺服变量机构包括二维脉宽调制机构11、二维压力伺服阀12。

所述前端盖1与泵体8通过螺钉固连；所述后端盖9与泵体8通过螺钉固连；所述双联柱塞泵6固定在泵体8内；所述二维脉宽调制机构11和二维压力伺服阀12通过螺钉与泵体固连。

所述前端盖1内有主动齿轮2、从动齿轮4、深沟球轴承3，主动齿轮2与电机联轴器固连，从动齿轮4与二维脉宽调制机构11固连。

所述泵体设有第一通孔(即进油孔)m1、第二通孔m2、第三盲孔m3、出油孔m4。所述第一通孔m1设在泵体8下部，安装有双联柱塞泵6，所述第二通孔m2设在泵体8上部，安装有二维脉宽调制机构11，所述第三盲孔m3设在泵体8上部，安装有二维压力伺服阀12。

所述双联柱塞泵6包括上联泵芯5与下联泵芯7，其中靠近前端盖1的是上联泵芯5，靠近后端盖9的是下联泵芯7。

所述上联泵芯5包括上联缸体509、上联柱塞504、上联左端结构轴501、上联右端结构轴507、第一同心环503、第二同心环505、上联左导轨510、上联右导轨508、定位销502、506。所述上联柱塞504安装在上联缸体509中，上联柱塞504的左右两端分别用定位销502、506固连了上联左端结构轴501、上联右端结构轴507，所述上联柱塞504的左右两侧分别安装有第一同心环503、第二同心环505。所述上联缸体509左右两端均固连具有相同等加等减速曲面轨道的上联左导轨510、上联右导轨508，上联左导轨510与上联右导轨508的等加等减速曲面周向相互呈90度错开位置，即上联左导轨等加等减速曲面轨道的最高点和最低点分别与上联右导轨等加等减速曲面轨道的最低点和最高点相互对应。

所述上联柱塞504中间有一台肩，表面开有均匀分布的四个矩形配流槽a、 b、c、d，并且四个矩形配流槽的槽口位置相互错开布置。

所述上联缸体上均匀分布有四个配流窗口e、f、g、h，分别为两个进油口 e和g、两个出油口f和h，进油口与出油***替布置，进油口通低压油，出油口通高压油，进油口与出油口互不沟通。所述出油口两侧用密封圈密封。所述配流窗口e、f、g、h与上联柱塞504上的配流槽a、b、c、d对应设置。

所述上联左端结构轴501包含有第一结构轴主体501.2、第一大滚轮501.1、第二大滚轮501.6、第一小滚轮对501.7、第二小滚轮对501.4。所述第二大滚轮501.6与第一大滚轮501.1的结构完全相同，构成第一大滚轮组501.16。所述第二小滚轮对501.4与第一小滚轮对501.7的结构完全相同，构成第一小滚轮组501.17。所述第一大滚轮501.1包括锥形滚轮轴承套501.14、深沟球轴承 501.13，轴承套外部为锥面，内部为圆孔，轴承套内孔套在深沟球轴承外圆并固连，第一大滚轮501.1用螺帽501.15固连于第一结构轴主体501.2。所述第一小滚轮对501.7包括一大一小两个圆柱滚轮，所述大圆柱滚轮501.3包括圆柱轴承套501.9和深沟球轴承501.10，轴承套外部为圆柱，内部为圆孔，轴承套内孔套在深沟球轴承外圆并固连，大圆柱滚轮用定位销501.8固定于第一结构轴主体501.2。所述小圆柱滚轮501.5包括圆柱滚轮套501.11和铜套501.12，滚轮套外部为圆柱，内部为圆孔，滚轮套内孔套在铜套外圆并固连，小圆柱滚轮固定于第一结构轴主体501.2。所述第一大滚轮501.1与第二大滚轮501.6固连在第一结构轴主体510.2两端，呈轴对称布置。所述第一小滚轮对501.7和第二小滚轮对501.4固连在第一结构轴主体501.2两端，呈中心对称布置。

所述上联右端结构轴507与上联左端结构轴501结构上完全相同。

所述上联左端结构轴501、上联右端结构轴507的第一大滚轮组501.16、第二大滚轮组507.2的滚动面分别与对应的上联左导轨510和上联右导轨508 适配，所述上联左端结构轴501的第一小滚轮组501.17的滚动面与电机联轴器所带轨道适配；所述上联右端结构轴507的第二小滚轮组507.1的滚动面与下联左端结构轴主体702的拨叉结构所带的轨道适配。

所述第一同心环503、上联柱塞504和上联缸体509共同围合的空间构成第一左腔室，所述第二同心环505、上联柱塞504和上联缸体509共同围合的空间构成第一右腔室，第一左腔室与第一右腔室的容积随柱塞的往复运动交错变化。

所述下联泵芯包括下联缸体713、下联柱塞706、下联左端结构轴701、下联右端结构轴709、第三同心环705、第四同心环707、下联左导轨714、下联右导轨712、定位销704、708。所述下联柱塞706安装在下联缸体713中，下联柱塞706的左右两端分别用定位销704、708固连了下联左端结构轴701和下联右端结构轴709，所述下联柱塞706的左右两侧分别安装有第三同心环705、第四同心环707。所述下联缸体713左右两端均固连具有相同等加等减速曲面轨道的下联左导轨714、下联右导轨712。下联左导轨714和下联右导轨712的布置方式与上联左导轨510和上联右导轨508相同。

所述下联缸体713与所述上联缸体509结构上完全相同。

所述下联柱塞706与所述上联柱塞504结构上完全相同，上联柱塞504与下联柱塞706同心放置。

所述下联左端结构轴701包含有第三结构轴主体702、第三大滚轮组703。第三结构轴主体702有拨叉结构，和上联右端结构轴507的第二小滚轮组507.1 配合连接，使上联泵芯5与下联泵芯7在空间上错开45度。

所述下联右端结构轴709包含有第四结构轴主体711、第四大滚轮组710。所述下联左端结构轴701、下联右端结构轴709的第三大滚轮组703、第四大滚轮组710在结构上与上联左端结构轴的第一大滚轮组501.16完全相同，放置方式也相同。所述下联左端结构轴701、下联右端结构轴709的第三大滚轮组703、第四大滚轮组710的滚动面分别与下联缸体713上的下联左导轨714和下联右导轨712适配。

所述第三同心环705、下联柱塞706和下联缸体713共同围合的空间构成第二左腔室，所述第四同心环707、下联柱塞706和下联缸体713共同围合的空间构成第二右腔室，第二左腔室与第二右腔室的容积随柱塞的往复运动交错变化。

所述二维脉宽调制机构11，其特征在于：包括传动轴1101、零位弹簧1102、滚轮轴1103、左滚轮组件1104、右滚轮组件1105、前同心环1106、第一阀芯1108、第一阀套1107、后同心环1109、第一阀芯螺堵1110。传动轴1101拨叉与滚轮组件1103、1104配合通过滚轮轴1103拨动第一阀芯1108，使第一阀芯1108在第一阀套1107内作周向转动的同时进行轴向滑动，第一阀芯1108的周向转动与轴向滑动相对独立，前同心环1106和后同心环1109分别固连在第一阀套1107两端，零位弹簧1102安装在第一阀芯1108与传动轴1101中间且处于始终压缩状态。

所述传动轴1101一端为圆柱端，连接从动齿轮2；传动轴另一端为门框形，连接两个U形拨叉，拨叉面为轴向的不完整圆柱面轨道，配合左滚轮组件1104、右滚轮组件1105，使第一阀芯1108作周向旋转的同时进行轴向滑动；传动轴1101 的轴向中间端面有一圆形凹槽，用于固定零位弹簧1102。

所述零位弹簧1102两平端面分别固定在传动轴1101圆形凹槽和第一阀芯 1108左端阶梯轴处，零位弹簧1102初始和工作过程中均处于压缩状态，保证初始状态第一阀芯1108处于最右端，保持第一阀芯零位。

所述滚轮轴1103为一阶梯圆柱轴，中间有一台肩，中间圆柱直径大于两边圆柱直径；中间台肩轴***第一阀芯1108左端圆柱孔并固连，两端轴分别***左滚轮组件1104、右滚轮组件1105中心圆孔并固连。

所述右滚轮组件1105与左滚轮组件1104结构完全相同，包括轴承套1105.1、深沟球轴承1105.2，轴承套1105.1外部为球面，内部为圆孔，两端为平端面，轴承套内孔套在深沟球轴承外圆并固连，轴承套1105.1球面与传动轴1102的U 形拨叉圆柱面配合。

所述前同心环1106为圆环形，两端面为平面，前同心环1106外圆与第一阀套1107固连，内孔套在第一阀芯1108左端轴上。

所述后同心环1109为圆环形，两端面为平面，内孔有一阶梯孔为第一阀芯 1108的第二圆形通孔b2提供避让空间，后同心环1109外圆与第一阀套1107固连，内孔套在第一阀芯1108右端轴上。

所述第一阀套1107内孔为中心通孔，和第一阀芯1108配合，两端分别有前阶梯孔和后阶梯孔，分别与前同心环1106、后同心环1109固连；第一阀套1107 的外圆设有四个环形槽自左到右分别是控制油槽K1、出油槽A1、进油槽P1和回油槽T1，控制油槽上K1均匀设有若干相同的径向的控制油孔k1，出油槽A1 上均匀设有若干相同的径向的出油孔a1，进油槽P1上均匀设有若干相同的径向的菱形配流窗口p，菱形配流窗口p的顶点在同一平面内且该平面垂直于第一阀芯轴线，回油槽T1上均匀设有若干相同的径向的回油孔t1。

所述第一阀芯1108最左端有一阶梯轴，用于安装零位弹簧1102，阶梯轴右侧设有滚轮轴圆形通孔，与滚轮轴1103固连，用于给第一阀芯1108传递扭矩使第一阀芯转动；第一阀芯1108有三个台肩自左到右依次有第一台肩1108.1、第二台肩1108.2和第三台肩1108.3，第一台肩1108.1与第二台肩1108.2之间的第一阀芯轴径向设有第一圆形通孔b1，靠近第三台肩1108.3右端面的第一阀芯轴径向设有第二圆形通孔b2，第一阀芯中心轴向设有中心流道B1，中心流道口用第一阀芯螺堵1110堵住，第一圆形通孔b1和第二圆形通孔b2通过第一阀芯中心流道B1沟通；第一阀芯第二台肩1108.2上开有两列交错的三角形配流窗口分别为左三角形配流窗口p1、右三角形配流窗口p2，其顶点在同一平面内且该平面垂直于第一阀芯轴线。

所述轴承套1105.1外圆球面与传动轴U形拨叉为间隙配合，受力时单边接触，能实现正反转，传动轴通过左滚轮组件1104、右滚轮组件1105和滚轮轴1103 带动第一阀芯1108转动，第一阀芯1108在液压力作用下轴向滑动，带动轴承套 1105.1在传动轴1101的U形拨叉上轴向滚动。

所述前同心环1106和后同心环1109外圆分别固连在第一阀套1107两端面的前阶梯孔和后阶梯孔内，前同心环1106内孔套在第一阀芯1108左端轴上，为间隙密封，后同心环1109内孔套在第一阀芯1108右端轴上，为间隙密封。

所述第一阀芯1108可旋转地设置在第一阀套1107内，前同心环1106与第一阀芯第一台肩1108.1将第一阀套1107内腔密封形成控制容腔K1.1，控制容腔K1.1通过控制油孔k1与控制油槽K1沟通，控制油槽K1通控制压力油；第一阀芯第一台肩1108.1与第二台肩1108.2将第一阀套1107内腔密封形成高压容腔A1.1，高压容腔A1.1通过出油孔a1与出油槽A1沟通，同时通过菱形配流窗口p与进油槽P1沟通，进油槽P1通液压泵高压油，出油槽A1通泵体油路；第一阀芯第二台肩1108.2与第三台肩1108.3将第一阀套1107内腔密封形成低压容腔T1.1，低压容腔T1.1通过回油孔t1与回油槽T1沟通，回油槽T1通低压油箱；第一阀芯第三台肩1108.3与后同心环1109将第一阀套内腔密封形成反馈容腔A1.2，反馈容腔A1.2通过第一阀芯第一圆形通孔b1、中心流道B、第二圆形通孔b2与高压容腔A1.1沟通，两腔压力相同；第一阀套控制油槽K1、出油槽A1、进油槽P1和回油槽T1在第一阀套1107外部互不沟通。第一阀芯第二台肩1108.2上开有两列交错的三角形配流窗口，分别为左三角形配流窗口p1、右三角形配流窗口p2，第一阀套菱形配流窗口p位于第一阀芯第二台肩1108.2 的运动轨迹上，第一阀芯1108在第一阀套1107内匀速转动的同时在液压力作用下轴向滑动，使第一阀芯左三角形配流窗口p1、右三角形配流窗口p2分别与第一阀套菱形配流窗口p配流时间占比发生变化，从而改变出油流量实现流量配流。

为了说明所述二维脉宽调制机构的配流原理，将第一阀芯左三角形配流窗口p1、右三角形配流窗口p2、第一阀套菱形配流窗口p圆周展开，简化为原理图，如图13a、图13b、图13c、图13d。原理示意图中第一阀芯左右直线运动代表结构示意图中第一阀芯周向转动，原理示意图中第一阀芯上下垂直移动代表结构示意图中第一阀芯轴向滑动。图13a、图13b中，P0为进油口，等同进油槽 P1，A0为出油口，等同出油槽A1，T0是回油口，等同回油槽T1。

第一阀芯1108可以在第一阀套1107内自由周向转动和轴向滑动，随着第一阀芯1108转动，第一阀芯1108左三角形配流窗口p1、右三角形配流窗口p2 与第一阀套1107菱形配流窗口p交替沟通呈周期性变化，因第一阀芯1108左右三角形配流窗口p1、p2与第一阀套1107菱形配流窗口p数量很多，阀口面积梯度很大，使得阀口开度的大小对通过阀口的流量影响很小，通过阀口的流量可以认为是一个与阀口开度无关而只与阀口开起时间有关的量，即任一周期内第一阀芯1108左侧三角形配流窗口p1、右侧三角形配流窗口p2分别交替扫过第一阀套1107菱形配流窗口p所需时间分别占总时间的比，为进油流量的分配比，出油流量和回油流量按此比例进行流量分配。

如图13c、图13d，设纵坐标进油口P0流量Q，横坐标时间t，任一周期时间Δt内，第一阀芯1108左侧三角形配流窗口p1扫过第一阀套1107菱形配流窗口p所需时间Δt1，第一阀芯1108右侧三角形配流窗口p2扫过第一阀套1107 菱形配流窗口p所需时间Δt2，出油口A0流量为Q·Δt1/Δt，回油口T0流量为Q·Δt2/Δt。比较图13c、图13d可以看出，第一阀芯的轴向滑动改变了Δt1 和Δt2的占比，从而改变进入液压系统的油液流量，因此，利用此结构对系统流量进行调节的方式可以看作由第一阀芯位置控制的脉宽调制。

所述二维压力伺服阀12，其特征在于：由阀体模块、位移传感器模块和电- 机械转换器模块组成，位移传感器模块与阀体模块相配合，电-机械转换器模块与阀体模块相配合；所述位移传感器模块实时监测阀体模块中2D活塞的位移与电-机械转换器模块的力矩马达电信号构成闭环反馈。

所述阀体模块包括第二阀芯1203、第二阀芯外壳1204、2D活塞1212、左垫片1205、右垫片1207、同心环1208、调压弹簧1206、第二阀套1213、阀套螺堵1201、定位销1202。所述第二阀芯1203设置在第二阀芯外壳1204的内孔中，所述2D活塞1212设置在第二阀套1213的右侧，所述阀套螺堵1201通过定位销1202固连在第二阀套1213左端部，所述第二阀芯外壳1204经阀套螺堵 1201定位，固定在第二阀套1213的左侧。所述左垫片1205连接在第一阀芯1203 的右端，右垫片1207连接在2D活塞1212的左端，左垫片1205和右垫片1207 之间连接有调压弹簧1206，2D活塞1212右侧设置有同心环1208。

所述第二阀套1213上设有三个环形槽，自左向右分别为进油槽P2、出油槽A2、回油槽T2，进油槽P2上均匀设有若干相同的径向的进油孔p3，出油槽 A2上均匀设有若干相同的径向的出油孔a2，回油槽T2上均匀设有若干相同的径向的回油孔t2。所述第二阀套1213右侧内孔壁上开设有与2D活塞1212台肩 1212.1上的高低压槽c1、c2相配合的一对阻尼斜槽。所述第二阀套在每个油口两侧均安装了O型密封圈，保证伺服阀的局部密封。

所述2D活塞1212安装于第二阀套1213中，在第二阀套1213中具有周向转动和轴向滑动两个运动方向；2D活塞1212左侧端部设有台肩1212.1，台肩上配合设有一对高压槽c1和一对低压槽c2，与第二阀套1213内孔壁上开设的一对阻尼斜槽相配合，一对高压槽c1与进油孔p3相通，一对低压槽c2通过中心流道B3与回油孔t2相通，2D活塞的台肩1212.1、同心环1208与第二阀套 1213密封形成左敏感腔d1和右敏感腔d2，2D活塞的台肩1212.1上的一对高压槽c1和一对低压槽c2与一对阻尼斜槽相交形成四个微小的开口面积串联构成液压阻力半桥，控制左敏感腔d1压力变化，右敏感腔d2与进油孔p3连通，左敏感腔d1和右敏感腔d2的压力受控于液压阻力半桥，所产生的压力差驱动2D活塞1212轴向运动。

所述第二阀芯外壳1204在左端台肩1204.1上均匀设有4个相同的径向的通孔e1，与进油孔p3连通；第二阀芯外壳右侧环形槽上均匀设有4个相同的径向的通孔e2，与出油孔a2连通。第二阀芯外壳1204与阀套螺堵1201配合，构成控制腔K3。

所述第二阀芯1203设有第一台肩1203.1，第二台肩1203.2，与第一阀芯外套1204配合，在第二阀芯1203作轴向运动时改变油口开度。第二阀芯左端面 S3设为圆盘型结构，当第二阀芯1203左、右移动时，第二阀芯的圆盘型结构与控制腔K3之间形成挤压油膜，其作用是为了引入挤压油膜阻尼系数，增大系统粘性阻尼，提高阻尼比使系统更稳定。第二阀芯第一台肩1203.1右侧设有一通孔e3，与出油口a2相通，并通过中心流道B2与控制腔K3连通。

当2D活塞1212顺时针转动时(从传动机构一侧向左看)，高压槽c1与阻尼斜槽的相交面积减小，低压槽c2与阻尼斜槽的相交面积增大，此时左敏感腔 d1压力减小，右敏感腔d2压力不变，2D活塞1212左移。左移过程中，高压槽 c1与阻尼斜槽的相交面积增大，低压槽c1与阻尼斜槽的相交面积减小，左敏感腔d1压力逐渐增大，最终与右敏感腔d2压力相等，2D活塞稳定在某一位置。 2D活塞1212左移产生向左的力，并通过调压弹簧1206将力传送至第二阀芯1203，第二阀芯1203右端受力变大，原液压力平衡失效，使第二阀芯1203左移，第二阀芯1203左移增大阀口开度，出油口a2压力变大，出油口a2与控制腔K3连通，故第二阀芯左端面S3受到向右的液压力增大，当向右的液压力小于调压弹簧力时，第二阀芯1203继续左移，阀口开度继续增大，输出压力继续增大；当向右的液压力与调压弹簧力相等时，第二阀芯1203停止左移，并稳定在某一位置，同时保持出油口的压力基本为定值。

所述电-机械转换器模块采用力矩马达1210，包括马达外罩1209、外壳 1210.1、衔铁1210.2、永磁铁1210.3、导磁体1210.4、卡件1210.5、线圈1210.6、弹簧1210.7、弹簧杆1210.8、弹簧座1210.10、限位杆1210.9、连接板1210.11，外壳1210.1和马达外罩1209均与连接板1210.11连接，外壳1210.1通过螺钉与连接板1210.11固连，弹簧1210.7一端与弹簧杆1210.8相连，另一端与固定在外壳上的弹簧座1210.10相连。所述电-机械转换器模块通过连接板1210.11 与泵体8连接。二维压力伺服阀12采用干式力矩马达，所以在马达外罩1209 和连接板1210.11还放置了O型密封圈，将输出部件密封起来以阻止油液进入围绕衔铁1210.2、线圈1210.6和永磁铁1210.3周围的空间。

所述电-机械转换器模块包括磁路部分、传动部分和马达外罩。磁路部分由 2个线圈1210.6、2个导磁体1210.4、1个衔铁1210.2和2个永磁体1210.3组成。线圈不通电时，衔铁保持平衡1210.2；线圈1210.6通电会产生磁路线，破坏之前的平衡状态，衔铁1210.2发生偏转。传动部分包括弹簧1210.7、弹簧座 1210.10、弹簧杆1210.8、限位杆1210.9。同时外壳1210.1和卡件1210.5用于固定和定位零件。衔铁1210.2偏转时，会带动2D活塞1212和弹簧杆1210.8 转动。弹簧1210.7一端与所述弹簧杆1210.8相连，另一端与固连在外壳上的弹簧座1210.10相连，这样弹簧杆1210.8的旋转运动可以有效地传递到弹簧 1210.7上，保证在异常情况下，弹簧1210.7自动回零，从而使衔铁1210.2和 2D活塞1212回到初始位置。

所述位移传感器(LVDT传感器)模块包括LVDT连接杆1210.12、LVDT 传感器(由铁芯1210.13和线圈骨架1210.14组成)，LVDT传感器与外壳1210.1 和卡件1210.5的圆弧配合，通过螺钉使卡件1210.5压紧LVDT传感器，实现 LVDT传感器的固定，弹簧杆1210.8与LVDT连接杆1210.12相互垂直地连接， LVDT连接杆1210.12与铁芯1210.13连接，铁芯1210.13与LVDT传感器采用间隙配合，可在LVDT传感器内孔直动。所述LVDT传感器通过螺纹连接杆与阀体模块的2D活塞1212相连。

力矩马达工作过程中，衔铁1210.2带动弹簧杆1210.8及2D活塞1212旋转，结合2D伺服螺旋定理，2D活塞将作直线运动，同时带动弹簧杆1210.8以及铁芯1210.13作直线运动，结合LVDT原理，铁芯1210.13的位移将以电信号的形式传递到控制器，从而实现2D活塞位移的闭环控制。

泵体中存在多条油路，通过这些油路，将二维脉宽调制机构的进油槽P1与双联柱塞泵的出油口K沟通；二维脉宽调制机构的出油槽A1与泵体的出油口 M4沟通；二维脉宽调制机构的回油槽T1与系统油箱沟通；二维脉宽调制机构的控制油槽A1与二维压力伺服阀的出油槽A2沟通；二维脉宽调制机构的进油槽P1与二维压力伺服阀的进油槽P2沟通；二维脉宽调制机构的回油槽T1与二维压力伺服阀的回油槽T2沟通。

本实例的工作原理：

外部电机启动时，上联柱塞504在电机联轴器带动下匀速转动，由于上联右端结构轴507和下联左端结构轴701的配合连接，使得上联柱塞与504下联柱塞706一起作周向旋转，又上联左结构轴501和下联左结构轴701的大滚轮组置于对应的上联左轨道510、下联左轨道714上，上联右结构轴507和下联右结构轴709的大滚轮组置于对应的上联右轨道508、下联右轨道712上，各大滚轮组作旋转运动的同时，由于受到曲面轨道的约束，在轴向上必定做往复运动。因此随着大滚轮组在各自对应的左、右等加等减速曲面轨道上连续滚动，就可以使上联柱塞504、下联柱塞706进行轴向连续往复运动。

先看上联泵芯5，随着上联柱塞504作往复运动，第一左腔室和第二右腔室的容积发生规律性变化。当上联柱塞504从最左端往最右端轴向运动时，第一左腔室容积逐渐变大，第一右腔室容积逐渐变小；同理，当上联柱塞504从最右端往最左端轴向运动时，第一右腔室容积逐渐变大，第一左腔室容积逐渐变小。下联泵芯7与上联泵芯5的运动方式相同。

当双联柱塞泵工作时，柱塞上的配流槽与缸体上的窗口发生沟通，容积逐渐变大的容腔通过沟通的配流槽和窗口从油箱吸油，容积逐渐变小的容腔通过沟通的配流槽和窗口向外排油，柱塞往复运动使左右腔的体积不断交错变化，实现连续的吸排油。

如图6所示，为二维双联柱塞泵工作原理示意图(以上联泵芯为例)。上联柱塞顺时针转动(从左往右看)，a、b、c、d是上联柱塞上的矩形配流槽。e、f、 g、h为上联缸体的配流窗口，e、g为吸油窗口，f、h为排油窗口。如图6a所示为上联柱塞运动到最左端时，此时矩形配流槽a、b、c、d未和窗口e、f、g、h 发生沟通。当上联柱塞转动的同时往右端开始移动，如图6b所示，矩形配流槽 a、b、c、d分别和窗口e、f、g、h沟通。容腔逐渐变大的第一左腔室由于自吸性，通过沟通通道a-e、c-g从油箱中吸油；容积逐渐变小的第一右腔室将腔内的油通过沟通通道b-f、d-h将油液挤出。如图6c所示，当上联柱塞移动到最右端，此时上联柱塞上的矩形配流槽a、b、c、d和窗口e、f、g、h不再沟通。当上联柱塞继续转动，则上联柱塞开始往左运动，第一右腔室开始通过沟通通道b-g、d-e从油箱吸油；第一左腔室通过沟通通道a-f、c-h将油挤出，双联柱塞泵的两缸体所排油在泵体上沟通，由同一出油口排出。

双联柱塞泵6排出的油经泵体液道通入压力伺服变量机构10中。由于齿轮传动，压力伺服变量机构10与双联柱塞泵6同时开始工作。

压力伺服变量机构10有恒压变量与压力伺服两种工作状态。

处于恒压变量状态的工作过程时，二维压力伺服阀12未收到给定信号或系统给定反馈信号，系统压力不变，此时若系统流量发生变化，那么系统压力也会随之发生微小变化。当系统需求流量增加，系统压力降低，即二维脉宽调制机构的反馈容腔A1.2的压力降低，二维脉宽调制机构的第一阀芯1108左右两端的平衡状态被打破，其第一阀芯左端S1合力大于右端S2合力，使得二维脉宽调制机构的第一阀芯1108向右运动，进油口P1开度增大，开启时间加长，更多的流量流入系统中为系统供能，反馈容腔A1.2的压力升高，使第一阀芯维持原有的力平衡状态。相反的，当系统需求流量减小，系统压力升高，即反馈容腔A1.2 的压力升高，第一阀芯左右两端的平衡状态被打破，第一阀芯左端S1合力小于右端S2合力，第一阀芯1108向左运动，回油口T1开度增大，开启时间加长，更多的流量流回油箱使系统中供油量降低，反馈容腔A1.2的压力降低，以维持原有的力平衡状态。

处于压力伺服状态的工作过程时，二维压力伺服阀12收到给定信号或系统给定反馈信号，力矩马达1210驱动2D活塞1212运动，轴向输出一定位移，并通过弹簧把力传递给第二阀芯1203，第二阀芯1203所受液压力失衡，发生轴向移动，阀口开度发生变化，使得输出压力发生变化，直至第二阀芯左端面S3受到的液压力与弹簧力重新达到平衡，伺服阀的出口压力基本为定值，系统压力重新实现恒定。二维压力伺服阀的出油口A2与二维脉宽调制机构的控制容腔K1.1 连通，二维压力伺服阀的出油口A2压力发生变化，打破了二维脉宽调制机构的第一阀芯1108原有的平衡状态，使第一阀芯1108发生轴向移动，第一阀芯左三角形配流窗口p1、右三角形配流窗口p2分别交替扫过第一阀套菱形配流窗口p 所需时间分别占总时间的比发生相应变化，出油流量和回油流量发生相应变化，进入系统的流量发生相应的变化，反馈容腔A1.2压力发生相应变化，直至第一阀芯1108轴向合力再次平衡时，第一阀芯1108达到新的平衡状态，系统压力重新恒定。

需要降低系统压力时，减小2D活塞敏感腔d1和压力腔d2的压力差，第二阀芯1203向右移动减小阀口开度，压力油口p3与控制腔K3连通，第二阀芯左端面S3向右的液压力减小，该力与调压弹簧力进行平衡。当输出压力大于设定压力值时，第二阀芯左端面S3受到的液压力大于调压弹簧力，第二阀芯1203 继续右移，阀口开度继续减小，输出压力继续减小，当输出压力达到阀的设定值时，第二阀芯1203所受液压力重新达到平衡，此时阀口开度变小，实现减小出油口压力，并保持出油口的压力基本为定值。二维压力伺服阀的出油口A2压力减小，使二维脉宽调制机构的控制容腔K1.1压力降低，第一阀芯左端S1合力小于右端S2合力，第一阀芯1108向左移动，此时进油口p1的阀口开度变小(直至完全关闭)，出油口A1压力随着系统中油液的流失而下降，直到第一阀芯1108 两端合力再次相等的时候，第一阀芯1108达到新的平衡状态，实现降压作用，并保持系统压力恒定。

相反地，需要提高系统压力时，增大2D活塞敏感腔d1和压力腔d2的压力差，第二阀芯1203向左移动增大阀口开度，第二阀芯左端面S3向右的液压力增加，该力与调压弹簧力进行平衡。当输出压力小于设定压力值时，第二阀芯左端面S3受到的液压力小于调压弹簧力，第二阀芯1203继续向左移动，阀口开度继续增大，输出压力继续增大；当输出压力达到阀的设定压力值时，第一阀芯1203 所受液压力重新达到平衡，此时阀口开度变大，实现增大出油口压力，并保持出油口A2的压力基本为定值。二维压力伺服阀的出油口A2压力增大，使二维脉宽调制机构的控制容腔K1.1压力增大，第一阀芯左端S1合力大于右端S2合力，第一阀芯1108向右移动，此时回油口p2的阀口开度变小(直至完全关闭)，出油口A1压力随着系统中油液的大量流入而升高，直至第一阀芯1108两端合力再次相等的时候，第一阀芯1108达到新的平衡状态，实现增压作用，并保持系统压力恒定。

本说明书实施例所述内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。