[发明专利]获取液压泵的排量控制机构特性参数的方法和检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种液压检测技术，特别涉及一种获取液压泵的排量控制机构特性参数的方法，该排量控制机构用于对液压泵的排量进行调节控制；还涉及到一种实施该方法的液压泵排量控制机构的检测装置。

背景技术

工程机械一般具有传动功率大、动作速度低、调速范围广、控制过程复杂多变的特点，而这正是液压传动的优点，因此，工程机械领域普遍采用液压系统作为主要的传动方式。而且，相继出现了很多全液压工程机械，如：全液压挖掘机、全液压推土机、全液压起重机、全液压平地机、全液压压路机、全液压摊铺机、全液压叉车等。

液压系统一般包括液压泵、液压阀和液压执行元件。液压泵将原动机的机械能转化为液压油的液压能，液压阀对液压油的压力、流量和方向进行调节，液压执行元件将液压油的液压能转化为机械能，执行相应的动作，完成预定的操作。

随着工作环境和工作要求的多样化，工程机械也对液压系统的功能提出了不同的要求，要求液压系统具有预定的控制功能，如恒功率控制功能、压力切断功能、负载敏感功能、本泵功率控制功能、交叉功率控制功能、负流量控制功能、正流量控制功能等。根据基本控制原理的不同，液压系统的控制功能主要包括三类：速度控制功能、功率控制功能和节能控制功能。

在液压系统中，液压执行元件执行动作的速度取决于液压油压力和液压泵的输出流量，液压系统的输出功率也与液压系统压力和液压泵的输出流量有关，由于液压系统的压力决定于负载的大小，所以对液压执行元件执行动作速度的控制和液压系统输出功率的控制实际上是通过控制液压泵的输出流量实现的。节能控制的基本思想是平衡流量供给和流量需求，即，通过调节液压泵的输出流量以恰好满足液压执行元件的对液压油流量需求为目的，减少无用液压能的输出，实现液压系统的节能，因此，实现节能控制也需要控制液压泵的输出流量。可见，液压系统的控制功能的实现主要取决于对液压泵的输出流量的控制。

液压泵的输出流量又与输入转速和排量有关。液压泵的转速由原动机提供，在工程机械行业，普遍采用发动机作为动力源；为了延长发动机的使用寿命、节省发动机的燃油消耗，一般会对柴油机进行转速控制，即，通过控制液压泵的吸收功率基本恒定使发动机的转速保持基本恒定，以使发动机免受液压系统负载冲击的影响；因此，在实际作业中，液压泵的输入转速基本保持恒定，这样，对液压泵输出流量的控制实质上是对其排量的控制。

为了实现液压泵排量的自动调节，一般用排量控制机构实现液压泵排量的自适应调节。排量控制机构根据液压泵出口压力的变化对液压泵的排量进行调节，以满足预定的要求。排量控制机构调节液压泵排量的基本原理是：排量控制机构接收液压泵出口的压力信号，再根据液压泵出口压力驱动液压泵的变量机构进行预定的动作，实现对液压泵排量的调节。虽然液压系统的具体的控制功能存在差别，但其基本控制原理是相同的，只是液压泵的变量机构与出口压力之间有不同的传递函数，以下以液压系统的恒功率控制功能为例对排量控制机构的工作原理进行说明。

具有恒功率控制功能的液压系统中，排量控制机构的输入端与液压泵出口相连，输出端与液压泵的变量机构相连，一般变量机构包括变量活塞。排量控制机构根据液压泵出口压力的变化，通过机械结构和液压油路推动液压泵的变量活塞进行预定的动作，使变量活塞伸出和缩回，进而使液压泵的斜盘倾角产生适当的变化，改变液压泵的排量，实现对液压泵输出流量的调节。当液压泵出口压力升高时，减小液压泵排量，使液压泵输出流量降低；当液压泵出口压力降低时，使液压泵排量增加，使液压泵输出流量增加，进而使液压泵输出功率保持基本恒定，使液压系统以基本恒定的方式输出液压能，实现液压系统的恒功率控制。

由此，可以看出，液压系统控制功能的实现主要决定于液压泵的控制性能，而液压泵控制性能又取决于排量控制机构的性能。因此，获取排量控制机构的特性参数，以了解排量控制机构的性能，成为液压系统特定控制功能实现的关键。

对于具有恒功率控制功能的液压泵来讲，其排量控制机构的性能可以用液压泵的输出功率与液压泵压力的关系曲线来评价。如果随着压力的变化，液压泵的输出功率基本不变，认为该排量控制机构的性能较好，反之认为其性能较差。

液压泵的输出功率又与液压泵出口压力和液压泵的输出流量有关，因此，为了实现对该液压泵的排量控制机构的性能进行评价，需要获取压力参数和输出流量参数。同样，在具有速度控制功能和节能控制功能的液压系统中，对液压泵的排量控制机构的特性进行评价也需要以压力参数和输出流量参数为基础。