[发明专利]用于控制液压马达的扭矩平衡的方法

说明书

一种用于控制液压马达(1)的扭矩平衡的方法，包括：‑在控制系统(100)中设定扭矩平衡基准位置(r)；‑在控制系统(100)中设定基准方向(d)；‑在控制系统(100)中确定沿基准方向(d)朝向扭矩平衡基准位置(r)的一个或更多个高压扭矩产生气缸(10‑1、10‑2……)；‑打开位于一个或更多个高压扭矩产生气缸(10‑1、10‑2……)中的每一个高压扭矩产生气缸上的高压阀(10‑1H、10‑2H……)以在马达的传动轴(20)上产生沿基准方向(d)朝向扭矩平衡基准位置(r)的扭矩。图2a用于摘要。

技术领域

本发明属于液压机械领域。更具体地，本发明涉及通过强制数字阀控制的液压致动器和马达的位置和低速控制。

背景技术

液压机械、比如液压马达和液压泵经常用于工业应用中。原则上，液压马达和液压泵可以是可互换的，因为它们执行相反的功能，即分别将液压压力和液压流量转换成机械扭矩和机械旋转，以及将机械扭矩转换成液压压力。然而，如下面将解释的，情况并非总是如此。

液压泵和马达通常组合成具有大量可能应用的液压传动系统或液压传动装置，比如用于企业机器、农业设备、采矿设备、输送机、风力涡轮机等的传动系统。

通过改变泵、马达或两者上的排量，可以改变马达的扭矩和旋转速度，以提供具有可变齿轮的传动系。

大多数液压泵和马达具有机械阀系统，在机械阀系统中，旋转开口和静止开口穿过彼此，并且一起形成供应室与排放室之间的连接。一些本领域中的可用的公开描述了具有带有平衡致动的提升阀的液压机械，即其中，阀上的压力差用于打开或关闭阀。复位弹簧可以用于将阀返回至其初始的关闭位置或打开位置。

通过用电致动阀、比如作用在阀的磁性部分上的电磁阀来替换被动阀，已经实现了高速泵和马达的效率和可控性的提高。

然后，电磁阀可以在已经达到打开位置时将阀保持处于打开位置，而不是在阀上的打开压力差减小时使阀被动地返回至其初始位置。

众所周知，电磁阀用于使阀保持打开。与关闭的阀上的压力相比，电磁阀较弱，但强度足以在阀已经打开的情况下使阀抵抗流量而保持打开。这种电磁启动阀可以用于通过使用外部控制系统来控制电磁阀的启动并且因此控制对应的气缸的启动或停用来提高液压机械的效率。

图1中示出了具有用于将阀保持处于打开位置的电磁阀的平衡阀的主要示意图。示出了具有气缸室(4)和活塞(3)的一个气缸。左手侧的阀(H)连接至高压源，并且左侧的阀(L)连接至高压管线。可以在电磁阀被启动时作用在阀上的力(FL、FH)用箭头表示。

国际专利公布WO9003519 A1公开了一种通过控制气缸中的每个气缸上的可电选择的提升阀来对多活塞流体泵进行排量控制的方法。提升阀配备有环形永磁体以锁定至电磁阀。

然而，虽然现有技术可以适用于一定数量的应用，比如适用于液压传动系统、例如动力生产或作为车辆传动系的一部分，但是其将无法很好地适用于在下述应用中的液压机械，在该应用中，需要速度和/或扭矩和/或方向和/或位置的低速和精细粒度控制，例如是高扭矩、低速应用或需要在负载下启动和停止的高速应用。

这种应用的一个示例是液压绞盘，其中，绞盘必须以较小步长、例如沿一个方向20度、向后10度等来操作。

与现有技术的液压机械相关的另一问题在于它们通常设计成连续旋转，并且因此无法容易地锁定在固定位置中并且在负载下再次释放。此外，考虑在绞盘线上具有较大负载的绞盘，其中，负载达到所需位置。在该位置中，在再次启动之前，必须停止绞盘并且将其锁定在该位置一段时间。

国际公布WO2015112025 A1公开了一种液压机械阀装置，其具有先导阀以能够实现阀的强制启动，该强制启动能够实现在负载下启动和停止马达以及精细粒度位置控制和低速控制。此外，其描述了排量控制的各种方案。