變量液壓變壓器控制單出桿液壓缸系統(tǒng)及其控制方法，屬于液壓系統(tǒng)節(jié)能技術領域。本發(fā)明專利技術是為了解決現有液壓變壓器控制液壓缸系統(tǒng)效率低下的問題。包括第一壓力傳感器(1)和液壓蓄能器(2)、電磁換向閥(3)、位移傳感器(4)、單出桿液壓缸(5)、第二壓力傳感器(6)、液控單向閥(7)、變量液壓變壓器(8)和控制器(9)；控制器(9)的控制量主要包括變量液壓變壓器(8)的斜盤角度β1、變量液壓變壓器(8)的配流盤角度β2以及電磁換向閥(3)的開關和方向，控制器(9)通過協(xié)調β1和β2的耦合關系完成對目標量的控制。本發(fā)明專利技術利用變量液壓變壓器的變排量和變壓功能，可完成對單出桿液壓缸的速度控制，有效的提高液壓變壓器的效率。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種，屬于液壓系統(tǒng)節(jié)能
技術介紹
液壓系統(tǒng)由于具有功率密度大的特點而被應用到很多場合，但是液壓系統(tǒng)也同時存在著效率不高的缺點。在日益增長的能源危機下，液壓系統(tǒng)的節(jié)能研究正成為廣大科研人員關注的熱點。在眾多的液壓系統(tǒng)節(jié)能技術中，基于壓力共軌(Common Pressure Rail簡稱CPR) 的液壓系統(tǒng)近年來得到了快速的發(fā)展。壓力共軌液壓系統(tǒng)與電網相似，整個系統(tǒng)分成高壓和低壓兩個管路，高壓管路一般由恒壓變量泵和液壓蓄能器作為動力源，低壓管路一般與油箱連接。液壓執(zhí)行元件以并聯的方式接入系統(tǒng)，因為壓力共軌系統(tǒng)高壓管路的壓力波動較小，所以只需控制液壓執(zhí)行元件的排量就可完成對負載的控制，這種技術消除了傳統(tǒng)閥控液壓系統(tǒng)的節(jié)流損失，而且可以回收能量，所以效率較高且多個執(zhí)行元件之間干擾較小。但是，壓力共軌系統(tǒng)要求液壓執(zhí)行元件必須是可變排量的，對于驅動旋轉負載的變量液壓泵/馬達已經有成熟產品，而驅動直線負載的液壓缸通常不能變量，從而限制了壓力共軌系統(tǒng)的應用范圍，尤其是一些具備周期工作性質且有較大勢能回收潛力的工況。針對這個問題，液壓變壓器應運而生，通過在液壓缸前串接一個液壓變壓器可完成對液壓缸壓力的調整，它的最大特別之處在于配流盤結構(如圖I所示)，由三個油口組成，分別與壓力共軌系統(tǒng)的高壓端，負載端以及壓力共軌系統(tǒng)的低壓端組成，通過改變配流盤的角度來調整CPR高壓端和負載端之間的壓力比，從而實現CPR高壓端的壓力對不同負載壓力的適應?，F有的液壓變壓器一般通過軸向柱塞元件改造而成，但迄今為止，液壓變壓器仍然沒有廣泛的應用，主要原因是液壓變壓器的效率較低。而造成現有的液壓變壓器效率低下的一個原因是軸向柱塞元件在不同轉速下的效率差別較大。在工作過程中，液壓變壓器由于不能變量導致為了滿足不同流量的需求而使轉速變化頻繁且經常處在低效率區(qū)。申請?zhí)枮?00810137522. O的題名為“液壓缸控斜盤式柱塞液壓變壓器”的專利技術專利，結構上類似于斜盤式軸向柱塞元件，可以借鑒斜盤式軸向柱塞元件的變量方法，使液壓變壓器能夠變量從而控制轉速工作在高效率區(qū)成為可能。
技術實現思路
本專利技術是為了解決現有液壓變壓器控制液壓缸系統(tǒng)效率低下的問題，提供一種。本專利技術為解決上述技術問題采取的技術方案是本專利技術所述變量液壓變壓器控制單出桿液壓缸系統(tǒng)包括第一壓力傳感器和液壓蓄能器，它還包括電磁換向閥、位移傳感器、單出桿液壓缸、第二壓力傳感器、液控單向閥、變量液壓變壓器和控制器；液壓蓄能器連通CPR高壓端，電磁換向閥的P 口、第一壓力傳感器以及變量液壓變壓器的A 口連通CPR高壓端；電磁換向閥的T 口連通CPR低壓端，電磁換向閥的T 口還同時連通單出桿液壓缸的上油口，電磁換向閥的A 口連通液控單向閥的控制油口，電磁換向閥的B 口堵死；單出桿液壓缸的下油口連通液控單向閥的出油口，單出桿液壓缸的下油口還連通第二壓力傳感器；液控單向閥的進油口連通變量液壓變壓器的B 口 ；液壓變壓器的T口連通CPR低壓端；控制器的液壓缸目標速度信號輸入端接收由手柄發(fā)出的速度信號；控制器的兩個壓力信號輸入端分別連接第一壓力傳感器和第二壓力傳感器的壓力信號輸出端；控制器的位移信號輸入端連接位移傳感器的位移信號輸出端；控制器的兩個開關信號輸出端分別連接電磁換向閥的兩個開關控制信號輸入端；控制器的角度信號輸出端一連接變量液壓變壓器的斜盤角度信號輸入端β工，控制器的角度信號輸出端二連接變量液壓變壓器的配流盤角度信號輸入端β2。 基于上述變量液壓變壓器控制單出桿液壓缸系統(tǒng)的控制方法，具體過程為步驟一、控制器采集液壓缸速度控制手柄的目標速度信號、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器的壓力信號以及位移傳感器的信號；步驟二、設定控制器有兩個目標量一個是液壓缸的速度所對應的輸出流量，另一個是參照軸向柱塞元件的轉速與效率關系表來確定的處在高效率區(qū)的液壓變壓器轉速；控制器的控制量主要包括變量液壓變壓器的斜盤角度、變量液壓變壓器的配流盤角度β2以及電磁換向閥的開關和方向，控制器通過協(xié)調^和02的耦合關系完成對目標量的控制；步驟三、其中，當速度信號向上時，電磁換向閥處于右位，變量液壓變壓器將CPR高壓端的壓力油經變壓后通過液控單向閥傳到單出桿液壓缸下腔；當速度信號向下時，電磁換向閥處于左位，變量液壓變壓器將單出桿液壓缸下腔的壓力油經變壓后回收到CPR高壓端并儲存在液壓蓄能器中，完成重力勢能的回收。本專利技術的有益效果是本專利技術的優(yōu)點是利用變量液壓變壓器的變排量和變壓功能，不僅可完成對單出桿液壓缸的速度控制，而且可以通過調整斜盤角度以及配流盤角度的耦合關系使液壓變壓器處于效率高的轉速區(qū)間內，可有效的提高液壓變壓器的效率。通過加裝液控單向閥可以保證如圖所示的工況在停機狀態(tài)下保持位置穩(wěn)定，同時可以有效緩解單出桿液壓缸在向上運動的初始狀態(tài)下由于壓力建立所需時間而導致的振蕩問題。另夕卜，利用液壓變壓器可以完成重力勢能回收并存儲在液壓蓄能器中，所以更有利于提高液壓系統(tǒng)效率。附圖說明圖I為液壓變壓器配流盤結構圖，圖2為本專利技術的結構示意圖。具體實施例方式具體實施方式一下面結合圖I說明本實施方式，本實施方式所述變量液壓變壓器控制單出桿液壓缸系統(tǒng)，它包括第一壓力傳感器I和液壓蓄能器2，它還包括電磁換向閥3、位移傳感器4、單出桿液壓缸5、第二壓力傳感器6、液控單向閥7、變量液壓變壓器8和控制器9;液壓蓄能器2連通CPR高壓端，同時，電磁換向閥3的P 口、第一壓力傳感器I以及變量液壓變壓器8的A 口連通CPR高壓端；電磁換向閥3的T 口連通CPR低壓端，電磁換向閥3的T 口還同時連通單出桿液壓缸5的上油口，電磁換向閥3的A 口連通液控單向閥7的控制油口，電磁換向閥3的B 口堵死；單出桿液壓缸5的下油口連通液控單向閥7的出油口，同時，單出桿液壓缸5的下油口連通第二壓力傳感器6。液控單向閥7的進油口連通變量液壓變壓器8的B 口。液壓變壓器8的T 口連通CPR低壓端；控制器9的液壓缸目標速度信號輸入端接收由手柄發(fā)出的速度信號；控制器9的兩個壓力信號輸入端分別連接第一壓力傳感器I和第二壓力傳感器6 的壓力信號輸出端；控制器9的位移信號輸入端連接位移傳感器4的位移信號輸出端；控制器9的兩個開關信號輸出端分別連接電磁換向閥3的兩個開關控制信號輸入端;控制器9的角度信號輸出端一連接變量液壓變壓器8的斜盤角度信號輸入端β 1；控制器9的角度信號輸出端二連接變量液壓變壓器8的配流盤角度信號輸入端β 2。具體實施方式二 下面結合圖I說明本實施方式，本實施方式為基于實施方式一所述變量液壓變壓器控制單出桿液壓缸系統(tǒng)的控制方法，來實現對單出桿液壓缸的速度控制，具體過程為控制器9根據采集獲得的液壓缸速度控制手柄的目標速度信號、第一壓力傳感器I、第二壓力傳感器6的壓力信號以及位移傳感器4的信號組成閉環(huán)速度控制系統(tǒng)。設定控制器9有兩個目標量，一個是液壓缸的速度所對應的輸出流量，另一個是參照軸向柱塞元件的轉速與效率關系表來確定的處在高效率區(qū)的液壓變壓器轉速，控制器9的控制量主要包括變量液壓變壓器8的斜盤角度β i、變量液壓變壓器8的配流盤角度β 2以及電磁換向閥3的開關和方向，控制器9通過協(xié)調^和β2的耦合關系完成對目標量的控制，具體為首先調整P1處本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種變量液壓變壓器控制單出桿液壓缸系統(tǒng)，它包括第一壓力傳感器(1)和液壓蓄能器(2)，其特征在于：它還包括電磁換向閥(3)、位移傳感器(4)、單出桿液壓缸(5)、第二壓力傳感器(6)、液控單向閥(7)、變量液壓變壓器(8)和控制器(9)；液壓蓄能器(2)連通CPR高壓端，電磁換向閥(3)的P口、第一壓力傳感器(1)以及變量液壓變壓器(8)的A口連通CPR高壓端；電磁換向閥(3)的T口連通CPR低壓端，電磁換向閥(3)的T口還同時連通單出桿液壓缸(5)的上油口，電磁換向閥(3)的A口連通液控單向閥(7)的控制油口，電磁換向閥(3)的B口堵死；單出桿液壓缸(5)的下油口連通液控單向閥(7)的出油口，單出桿液壓缸(5)的下油口還連通第二壓力傳感器(6)；液控單向閥(7)的進油口連通變量液壓變壓器(8)的B口；液壓變壓器(8)的T口連通CPR低壓端；控制器(9)的液壓缸目標速度信號輸入端接收由手柄發(fā)出的速度信號；控制器(9)的兩個壓力信號輸入端分別連接第一壓力傳感器(1)和第二壓力傳感器(6)的壓力信號輸出端；控制器(9)的位移信號輸入端連接位移傳感器(4)的位移信號輸出端；控制器(9)的兩個開關信號輸出端分別連接電磁換向閥(3)的兩個開關控制信號輸入端；控制器(9)的角度信號輸出端一連接變量液壓變壓器(8)的斜盤角度信號輸入端β1，控制器(9)的角度信號輸出端二連接變量液壓變壓器(8)的配流盤角度信號輸入端β2。...
【技術特征摘要】
1.一種變量液壓變壓器控制單出桿液壓缸系統(tǒng)，它包括第一壓力傳感器(I)和液壓蓄能器(2)，其特征在于它還包括電磁換向閥(3)、位移傳感器(4)、單出桿液壓缸(5)、第二壓力傳感器出)、液控單向閥(7)、變量液壓變壓器(8)和控制器(9)； 液壓蓄能器⑵連通CPR高壓端，電磁換向閥(3)的P 口、第一壓力傳感器⑴以及變量液壓變壓器(8)的A 口連通CPR高壓端；電磁換向閥(3)的T 口連通CPR低壓端，電磁換向閥⑶的T 口還同時連通單出桿液壓缸(5)的上油口，電磁換向閥(3)的A 口連通液控單向閥⑵的控制油口，電磁換向閥(3)的B 口堵死；單出桿液壓缸(5)的下油口連通液控單向閥(7)的出油口，單出桿液壓缸(5)的下油口還連通第二壓力傳感器(6);液控單向閥(7)的進油口連通變量液壓變壓器(8)的B 口 ；液壓變壓器(8)的T 口連通CPR低壓端；控制器(9)的液壓缸目標速度信號輸入端接收由手柄發(fā)出的速度信號；控制器(9)的兩個壓力信號輸入端分別連接第一壓力傳感器(I)和第二壓力傳感器(6)的壓力信號輸出端；控制器(9)的位移信號輸入端連接位移傳感器(4)的位移信號輸出端；控制器(9)的兩個開關信號輸出端分別連接電磁換向閥(3)的兩個開關控制信號輸入...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：姜繼海，沈偉，王克龍，楊冠中，劉成強，高麗新，
申請(專利權)人：哈爾濱工業(yè)大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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