[发明专利]一种斜盘式变量轴向柱塞泵的变量控制特性工况模拟实时检测系统及方法

权利要求书

1.一种斜盘式变量轴向柱塞泵的变量控制特性工况模拟实时检测系统，其特征在于包括被测泵、模型泵、控制器和先导阀；

所述的被测泵包括被测泵主轴、被测泵出油口、被测泵端盖、被测泵泵壳、被测泵变量活塞、被测泵角位移传感器、被测泵柱塞、被测泵斜盘、被测泵回程弹簧、被测泵柱塞压力传感器；被测泵的柱塞腔下死点位安装有被测泵柱塞压力传感器，被测泵斜盘上安装有被测泵角位移传感器，变量活塞腔内安装油液压力传感器，被测泵柱塞压力传感器、被测泵角位移传感器、被测泵油液压力传感器分别与控制器连接；

所述的模型泵包括模型泵角位移传感器、模型泵回程弹簧、电动推杆、模型泵斜盘、模型泵接触力传感器、模型泵变量活塞、模型泵端盖、模型泵泵壳；模型泵斜盘与变量活塞分别和被测泵的斜盘与变量活塞具有相同的结构和尺寸，模型泵上各部件与被测泵上对应部件采用相同的布置方式，且对应部件所在位置的分布圆半径一致；电动推杆安装在模型泵端盖上，电动推杆的推出侧紧贴模型泵斜盘，每个电动推杆与模型泵斜盘之间安装有模型泵接触力传感器，模型泵斜盘上安装有模型泵角位移传感器，变量活塞腔内安装油液压力传感器，模型泵接触力传感器、模型泵角位移传感器、模型泵油液压力传感器分别与控制器连接；

被测泵出油口连接先导阀，先导阀出口分别连接模型泵变量活塞和被测泵变量活塞。

2.根据权利要求1所述的斜盘式变量轴向柱塞泵的变量控制特性工况模拟实时检测系统，其特征在于所述的被测泵为斜盘式轴向变量柱塞泵，所述的模型泵安装在被测泵主轴上，被测泵端盖与所述的模型泵端盖紧贴布置；被测泵与所述的模型泵上对应部件采用镜像对称的布置方式。

3.根据权利要求1所述的斜盘式变量轴向柱塞泵的变量控制特性工况模拟实时检测系统，其特征在于所述的模型泵还包括模型泵主轴，所述的模型泵与被测泵相互独立，先导阀分别连接模型泵变量活塞和被测泵变量活塞；模型泵主轴与被测泵主轴同步转动。

4.根据权利要求1所述的斜盘式变量轴向柱塞泵的变量控制特性工况模拟实时检测系统，其特征在于所述的模型泵泵壳为透明材质。

5.根据权利要求1-4任一项所述的斜盘式变量轴向柱塞泵的变量控制特性工况模拟实时检测系统，其特征在于，所述的模型泵变量活塞的数量与被测泵变量活塞的数量相同。

6.根据权利要求1-4任一项所述的斜盘式变量轴向柱塞泵的变量控制特性工况模拟实时检测系统，其特征在于，所述的电动推杆的数量与被测泵柱塞的数量相同，电动推杆在模型泵端盖上的布置和被测泵柱塞在被测泵端盖上的布置方式相同，布置位置所在的分布圆半径一致。

7.一种如权利要求6所述检测系统的变量控制特性工况模拟实时检测方法，其特征在于包括如下步骤：

被测泵与模型泵同步转动；通过被测泵油液压力传感器和模型泵油液压力传感器，测得被测泵出口压力Y₁和模型泵出口压力Y₂，调整先导阀使Y₁＝Y₂，保证测试开始时被测泵和模型泵处于相同的油液压力下；

被测泵的出口油液流经先导阀后，再分别接入被测泵变量活塞和模型泵变量活塞，通过控制先导阀使流入两个变量活塞的流量相等，进而使模型泵斜盘和被测泵斜盘的倾角一致；

通过被测泵柱塞压力传感器和被测泵角位移传感器测得各被测泵柱塞的柱塞压力Pi和斜盘倾角α₁，其中i为被测泵柱塞的数量；柱塞压力Pi随被测泵主轴的转动而实时变化；该压力数据被实时发送给控制器；由于电动推杆不转动，而被测泵柱塞实时转动，依照电动推杆在模型泵分布圆上的位置，以被测泵分布圆上相同的位置作为各电动推杆的虚拟位置，将此虚拟位置数据输入控制器；控制器实时选取与每个电动推杆虚拟位置距离最近的两个被测泵柱塞的压力值，然后根据分布圆上每个电动推杆虚拟位置距离相邻两个被测泵柱塞的角度值，按比例计算出每个电动推杆虚拟位置处对应的压力值，即每个电动推杆需要平衡的压力值P_i合，最后根据公式F_i＝P_i合A输出各个电动推杆需要施加的推力值Fi，其中A为电动推杆的截面积；电动推杆作用在模型泵斜盘上，通过模型泵接触力传感器和模型泵角位移传感器测得各电动推杆对模型泵斜盘的推力Ti以及模型泵的斜盘倾角α₂；

将所测得模型泵的推杆压力Ti和斜盘倾角α₂反馈给控制器；控制器计算推杆压力Ti与被测泵柱塞的柱塞压力Pi的差值，然后形成压力偏差信号，控制器根据压力偏差信号调整施加给推杆的推力Fi；

控制器计算模型泵的斜盘倾角α₂与被测泵的斜盘倾角α₁的差值，然后形成角度偏差信号，控制器根据角度偏差信号调整流入被测泵变量活塞和模型泵变量活塞的流量；

当被测泵的斜盘倾角α₁保持稳定不变时，通过模型泵斜盘上的角位移传感器测得模型泵的斜盘倾角α₂即为被测泵运行状态中的斜盘倾角；通过对模型泵各部件的工况观察以及传感器的参数显示，即可实现对被测泵真实变量控制特性的工况模拟。