[发明专利]充注头液位管位置的精确控制方法及系统

说明书

一种充注头液位管位置的精确控制方法及系统；该方法是采用液体和气体双介质复合作用驱动，使充注头中的液位管通过液压控制伸出，通过气压控制缩回，使液位管在任何位置锁止；该控制系统包括液压推进管路和气压缩回管路；液压推进管路用于连接充注头中执行缸的调节上腔，气压缩回管路用于连接充注头中执行缸的调节下腔。本发明通过气压‑液压‑液压‑气压的过程实现液位管伸出和缩回，先是气顶液，再是液顶气，液位管伸出和缩回时流体运行方向相反。实现了液位管位置的精确控制，精确可靠地实现了液位管任意位置锁止解决了液位管受充注压力作用位置不准或反复移动的问题。

技术领域

本发明涉及一种用于汽车系统储液罐抽真空和充注液体过程中对充注头液位管位置进行精确控制的方法和系统，属于液体精确充注控制技术领域。

背景技术

随着传统燃油汽车及新能源汽车的发展，车型越发多样和丰富，多车型共线生产成为当前的主流生产模式。充注液体是汽车运行的重要环节。如图1和图2所示，现有充注头25的结构包括执行缸和液位管26，执行缸是充注头25上用于控制液位管26升降的执行机构，执行缸内设置调节活塞28，调节活塞28将执行缸分为调节上腔20和调节下腔27。液位管26与调节活塞28连接，液位管26伸入油壶21内。用户车辆上自带有油壶21，油壶21用于盛装液体23，油壶21内设置液面下限22和液面上限24(油壶上的上下刻度线)。充注头25液位管26上设置有充注管17和回液管18，外部液体由充注管17进入油壶21，回液管18用于把多余的液体吸回来，低于液位管26底端出口的液体将无法吸回，也即起到控制油壶21内液面的作用。通过控制液位管26的位置使油壶21内的液位处于液面下限22和液面上限24之间。

目前，为满足汽车充注液体过程中多车型多液面的要求，在液体充注设备应用领域采用了多种技术：

1.采用气动缸两侧驱动活塞或者一侧气动缸一侧弹簧的方式，来驱动加注头加注管的伸缩，实现液位的调整。如CN105555703A公开的《加注接头》，该加注接头在活塞的轴向相对的侧面上具有第一气缸空腔和第二气缸空腔，其中第一气缸空腔与压缩气体连接，而且其中第二气缸空腔同样与压缩气体连接或者加载有弹力，从而活塞通过在第一气缸空腔和第二气缸空腔中不相等的压力和/或力能够移动并且通过在第一气缸空腔和第二气缸空腔中相等的压力和/或力能够位置固定地锁定，从而管道的通入口能够在两个终端位置之间的多个轴向管道位置上定位，在这些位置上可以进行填充和/或抽吸以及由此调整液体加注高度。

2.采用电动机的驱动方式，实现连续调整加注管位置的控制。如CN107428522A公开的《用于填充流体回路的转接器和方法》：包括至少一个导管，该至少一个导管能够连接至填充单元并且能够抽吸容纳在流体回路中的填充流体以及能够用填充流体填充流体回路；以及柱塞管，该柱塞管固定到在第一引导管中的能够在轴线Y上轴向调节的活塞。该转接器通过电致动器致动活塞，活塞推动两个腔室内液体的联动实现柱塞管位置的控制。

3.采用气缸的两点式位置模式，实现两个位置的液位控制。

以上现有汽车充注液体的方式存在的问题：

采用气动驱动活塞的方式，由于气体可以压缩，在加注头抽空和液体加注过程中，活塞驱动的可调节加注嘴受真空负压和加注液体正压压力的反作用，会导致加注嘴不受控制的移动，导致最终的液面不稳定，偏差超过2mm以上，无法实现精确控制位置的要求；

采用电动机驱动调节的方式也存在诸多问题，CN107428522A公开的《用于填充流体回路的转接器和方法》中其驱动液体是使用的伺服电动推缸，描述为“电致动器致动活塞”，其原理是通过伺服电动推缸加压推动活塞挤压液体，加注头的液位管位置是通过伺服电动推缸的电机编码器提供的位置，利用液体等体积换算的方式，计算出加注头上液位管移动的位置距离，其位置控制不在加注头上，是通过伺服电动推缸的位置变化利用计算的方式控制液位管的位置，不能实现液位管任意位置的精确锁止。此外，由于电机及驱动装置需要安装在加注头上，增加了加注头的重量和体积而且成本较高，并且由于电机驱动电缆易折损，带来故障率居高不下，也该方式逐渐被市场淘汰。