[发明专利]基于数字液压泵/马达双模式工作特性的有级变量系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种基于数字液压泵/马达双模式工作特性的有级变量系统及其控制方法，包括至少两个不同排量的液压泵/马达、至少两个换向阀，每个液压泵/马达的P口连接换向阀的P口，每个换向阀的T口分别连接对应液压泵/马达的T口，液压泵/马达不直接接油箱，而是通过换向阀的B口接油箱，这使其能在两种状态模式间切换，当换向阀左位工作时，液压泵马达T口经换向阀从油箱吸油，处于液压泵状态，当换向阀右位工作时，同轴处于液压泵状态的液压泵/马达排出的高压油经换向阀P口进入液压泵/马达，驱动液压泵/马达，使其工作在马达状态，提升有级变量系统的动作平顺性和稳定性，使得机械元件的寿命、系统的可靠性和操作者的舒适性得到提高。

技术领域

本发明涉及数字液压领域，具体涉及一种基于数字液压泵/马达双模式工作特性的有级变量系统及其控制方法，特别涉及对流量控制精度要求不高，但需要高可靠性、低成本、对油液清洁度要求较低、且传统有级变量系统冲击及抖振较大、机械元件寿命和驾驶员舒适程度难以满足要求的场合。

背景技术

数字液压是通过对离散的变量液压元件进行实时控制得到系统输出的一种新兴技术，与传统液压变量控制技术相比具有低成本、高响应、易控制、高效率等优点，近年来得到了液压行业的广泛关注。

传统液压变量控制多采用柱塞式变量元件，对油液污染极为敏感，可靠性较差，成本高；在控制中存在变量响应慢、零点漂移、易受干扰等问题，采用可与数字控制形式直接对接的有级变量方式能够克服上述问题。

中国专利公布号为CN102141040B,公布日为2016年12月14日,发明名称为“多齿轮泵有级变量系统”，申请人为吉林大学。该专利采用多个定量泵/马达组成有级变量系统，利用组合序列中最低排量的泵/马达作为变量最小梯度，通过普通的开关阀逻辑控制实现泵/马达排量的有级调节。其元件采用串联液压泵/马达改制而成，具有自吸能力强、国产化技术成熟、价格低廉等优点，但是有级变量在变量过程中由于排量的阶梯性跃变会引起液压管路中的冲击和系统的抖振等现象，一方面易造成系统可靠性的降低，另一方面也可能恶化操作者的舒适性，这一缺陷是限制有级变量技术发展的一个重大问题。

液压泵/马达是一种工作模式可逆的液压元件。在有级变量数字液压泵 /马达中，利用油路的改变可以使其中的组合单元工作于泵或马达两种模式。当其工作于泵模式时，吸收机械能，输出液压能；当其工作于马达模式时，吸收液压能，输出机械能。基于上述原理，如果将机械-液压能在多级变量数字液压泵/马达内部进行分配和转化，就可以大大增加排量的组合方式。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是降低现有数字泵/马达有级变量系统的变量压力冲击，改善系统抖振，提高机械元件使用寿命、系统可靠性及驾驶员的舒适度。

本发明的技术方案是：

一种基于数字液压泵/马达双模式工作特性的有级变量系统，包括至少两个不同排量的液压泵/马达、每个所述的液压泵/马达分别对应一个换向阀，每个液压泵/马达的P口连接对应换向阀的P口，每个换向阀的T口分别连接对应液压泵/马达的T口，液压泵/马达不直接接油箱，而是通过换向阀的B口接油箱，每个换向阀的A口都与总排油口相连；所述换向阀组(4) 中采用的换向阀是具有p型中位机能的三位四通电磁换向阀或电液换向阀，或是能与p型中位机能的三位四通电磁换向阀或电液换向阀达到相同功能效果的其他阀的组合。

本发明所述数字液压泵/马达优先采用齿轮泵/马达。

本发明数字液压泵/马达进出口都接有压力传感器。

本发明原动机输出轴与液压泵/马达组中的液压泵/马达的输入轴通过联轴器刚性连接，其余各液压泵/马达采用通轴连接。

本发明中机械-液压能在多级变量数字液压泵/马达内部进行分配和转化，增加排量的组合方式。