一种闭式电液控制系统属于液压控制技术领域，具体来讲是一种用液压泵（传统伺服或比例泵、变转速泵）连续控制差动液压缸运动速度、方向和位置的装置。本发明专利技术由差动液压缸［１］、安全阀［２］和［３］、小通径液控单向阀［４］和［５］、位移传感器［６］，减法器［８］、控制器［７］和［１２］、液压泵［９］、原动机［１０］、低压供油系统［１１］、转速控制器［１３］共１３个部件组成。本发明专利技术的特征在于是液压泵有３个油口［ｐ↓［Ａ］］、［ｐ↓［Ｂ］］、［ｐ↓［Ｔ］］，分别与差动液压缸的无杆腔［Ａ］、有杆腔［Ｂ］和低压供油系统［１１］相联通。泵在工作中自动适应差动液压缸面积差产生的不对称流量，从而使系统可以按照类似泵控双出杆缸的原理工作，在实际应用中可简化油路，具有结构紧凑，能量效率高的特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术一种闭式电液控制系统，属于电液控制领域，具体来讲是一种用液压泵(传统伺服或比例泵、变转速泵)连续控制差动液压缸运动速度、方向和位置的装置。
技术介绍
电液控制系统有容积控制和节流(阀控)控制两大类。传统的观点是，在对动态响应要求高的中小功率系统中采用节流控制技术，而在大功率系统中采用容积控制技术。节流控制电液系统最大的不足是存在大的节流损失，系统能量效率低并引起系统发热。所以新的发展方向是不经过阀，用液压泵直接控制液压缸的运动。当执行器是液压马达和双出杆的等截面液压缸时，因其两腔流量对称，泵从液压缸吸入的油流量与排出到液压缸的油流量相等，液压泵的进出油口就可以和液压马达或等截面液压缸的两腔直接相连，并控制液压缸的运动，液压缸的运动速度与泵的排量和转速成比例。为了消除系统的泄漏和油液压缩性的影响，在液压缸的两腔分别连接一小通径的单向阀，通过一低压油源(低压蓄能器、低压油箱、低压泵等)向系统补油，同时对液压缸两腔预压紧。这样的系统具有能量损失小，能量效率高的特点，已有了相应的专利技术。但是在液压技术中广泛应用的执行器是单出杆的差动液压缸。其特点是占用空间小，输出力大，但进出油口排出的油的流量不相等。这样如仍沿用控制等截面缸的回路原理，系统就无法正常工作，因此泵控差动缸一直是泵控技术的难点。有文献表明，在回路中设置一液压泵和马达组成的液压变压器，通过对压力和流量的变换，可适应差动缸的流量差。为了补偿差动缸的流量偏差，德国Rexroth公司发展了用两台伺服泵复合驱动差动缸的回路原理，用2台泵来补偿差动缸的流量差。本专利技术者将这一原理应用于变速电机与定量液压泵组成的电液控制系统。但是，用液压变压器和两台泵组成的系统结构复杂、成本高，不利于推广利用。经德国汉堡工业大学研究，提出了利用单台伺服泵，配合液控单向阀或电控阀来平衡差动缸不对称流量的原理。该回路中，两个液控单向阀的出口分别与液压缸二腔和液压泵的进出油口相连，二液控单向阀的进口连通，并连接到补油的油箱或低压蓄能器上，当液压泵向液压缸的无杆腔供油时，因液压泵从有杆腔吸出的油流量大于缸运动所提供的油流量，使这一腔压力降低，系统通过单向阀向有杆腔补油，补充的油量就是液压缸二腔的流量差。当液压缸收回时，液压缸有杆腔进油，无杆腔排油，这时有杆腔的压力使另一单向阀打开，将无杆腔多余的油液排回油箱。这种回路存在的主要问题是有近一半的流量要经过液控单向阀交换，不仅要产生较大的能量损失，也需要大通径的液控单向阀和较大容积的蓄能器。传统的液压泵都只有二个油口，一个进油口，一个出油口。如不计容积效率，理论上泵的吸排油口流量是相等的。以轴向柱塞泵为例，在设计配流盘时，泵就只有二个配流窗口，吸油和排油配流窗口所占角度范围相等，这样就不能平衡差动缸的不对称流量。
技术实现思路
本专利技术一种闭式电液控制系统目的在于，提供一种根据液压缸的面积差，通过重新设计液压泵配流盘或吸、排油腔，在液压泵内就平衡掉差动缸的流量差，只需非常小的液控单向阀和蓄能器补偿泵的泄漏和油的压缩即可使系统正常运转，使液压泵与差动液压缸就像泵控双出杆缸一样工作，用液压泵直接控制差动液压缸回路，液压系统自动补偿差动缸不对称流量、消除传统阀控技术存在的节流损失、解决现有技术能耗大、系统发热问题和实现电液控制技术节能的一种闭式电液控制系统。本专利技术一种闭式电液控制系统，它包含有差动液压缸、安全阀和、小通径液控单向阀和、位移传感器，减法器、控制器和、液压泵、原动机、低压供油系统、转速控制器，其特征是所采用的液压泵有3个与外界相连通的油口，液压泵的油口通过液压管路与差动液压缸的无杆腔相联通、油口通过液压管路与差动液压缸的有杆腔相联通、油口通过液压管路与低压油源相联通。上述的闭式电液控制系统，其特征是所述的液压泵是电子控制的变排量泵或是排量固定的定量液压泵。上述的闭式电液控制系统，其特征是所述的原动机是转速可调的电动机、不含转速控制装置的普通电动机或是燃油驱动的内燃发动机。上述的闭式电液控制系统中的液压泵，其特征是泵结构为轴向柱塞形式，液压泵有3个配流窗口、、、它们在液压泵的内部通过流道与泵的进出油口、、相连通，其3个配流窗口、、沿圆周方向串联或并联布置，其中串联布置时，配流窗口占有二分之一圆周的角度、配流窗口、共占有二分之一圆周的角度，配流窗口、所占角度范围的比值根据液压缸的面积比来确定；并联布置时，配流窗口、都占有二分之一圆周的角度范围，配流窗口占有另外二分之一圆周的角度范围。上述的闭式电液控制系统中的液压泵，其特征是泵结构为双作用的叶片泵或双作用的叶片马达，配流窗口、通过流道在泵的内部与泵的出油口连通，配流窗口、分别与泵的油口、相连通。本专利技术闭式电液控制系统主要优点在于是通过对液压泵进出油口的重新布置和对配流盘的改进设计，使液压泵本身就能适应差动缸面积差产生的不对称流量，并组成差动快速回路，从而可很方便地控制差动缸在正反两个方向的运动，而不需要通过单向阀过多地交换流量，使组成的系统简单、可靠、能量效率高。本专利技术通过改变泵的转速或泵的排量来控制差动液压缸的运动，实现节能。同现有技术相比，其最大优点是液压泵本身就可以基本平衡差动液压缸的不对称流量，不需要较大通径的液控单向阀来进行油的交换。仅需较小通径的液控单向阀，甚至仅仅是单向阀，补偿系统泄漏、油液压缩产生的流量差，从而避免了采用大通径液控单向阀补油产生较大的节流损失和由此引起的发热。特别是当液压缸的面积比与配流窗口2与1之间的比值相同时，系统完全可按照与控制双出杆缸一样的方法工作，将二只液控单向阀改为二只只需补偿系统少量泄漏的小通径的单向阀，进一步简化回路并增加系统的可靠性。在大多数的应用场合，如飞行器中的电液执行器、工程机械等设备中，本项专利技术可代替传统的阀控技术获得应用。四附图说明图1变量泵、变速电机和差动缸组成的闭式电液控制系统。其中，1-液压缸、2，3-安全阀、4，5-小通径液控单向阀、6-位移传感器，7，12-控制器、8-减法器，9-有三个油口的液压泵、10-电动机、11-低压供油系统、13-电机转速控制器、14-活塞杆。图2轴向柱塞泵配流盘设计方案1。其中，15，16，17-腰形配流槽、18，19-卸荷槽、20-对称轴、PA，PB-进油口，PT-回油口图3轴向柱塞泵配流盘设计方案2。其中，15，16，17-腰形配流槽、18，19-卸荷槽、20-对称轴，PA，PB-进油口，PT-回油口图4定量泵、变速电机和差动缸组成的闭式电液控制系统。其中，1-液压缸、2，3-安全阀、4，5-小通径液控单向阀、6-位移传感器，8-减法器，9-有三个油口的液压泵、10-电动机、11-低压供油系统、12-控制器、13电机转速控制器、14-活塞杆。图5双作用叶片泵配流原理。其中，21，22，23，24-配流窗口，PA，PB-进油口，PT-回油口图6变量泵、内燃发动机和差动缸组成的闭式电液控制系统。其中，1-液压缸、2，3-安全阀、4，5-小通径液控单向阀、6-位移传感器，7-控制器、8-减法器，9-有三个油口的液压泵、10-内燃发动机、11-低压供油系统、。14-活塞杆下面结合附图对本专利技术的原理和结构作进一步详细说明。液压泵差动缸组成的闭式电液控制系统是由差动液压缸、安全阀和、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种闭式电液控制系统，它包含有差动液压缸［１］、安全阀［２］和［３］、小通径液控单向阀［４］和［５］、位移传感器［６］，减法器［８］、控制器［７］和［１２］、液压泵［９］、原动机［１０］、低压供油系统［１１］、转速控制器［１３］，其特征是所采用的液压泵有３个与外界相连通的油口，液压泵的油口［ｐ↓［Ａ］］通过液压管路与差动液压缸的无杆腔［Ａ］相联通、油口［ｐ↓［Ｂ］］通过液压管路与差动液压缸的有杆腔［Ｂ］相联通、油口［ｐ↓［Ｔ］］通过液压管路与低压油源［１１］相联通。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：权龙，李凤兰，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]
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