一种多联组合泵及其负载敏感控制方法技术

本发明专利技术提供一种多联组合泵及其负载敏感控制方法，包括包括多联组合泵、机械传动系统、多联组合泵阀块、手柄、换向阀、液压缸、油箱、单输入双输出分动箱和单输入四输出分动箱；本发明专利技术可根据负载需求提供相匹配的流量和压力，实现了负载敏感的功能，具有显著的节能效果,降低溢流损失，可替代常规复杂的负载敏感系统，无需负载敏感泵、电动泵、负载敏感多路阀、负载敏感阀等高昂且不易控制的元件，降低了成本，且本发明专利技术电控和机械控制相结合，使得液压系统的响应速度快，控制精度高,提高了整车液压系统运行的可靠性，克服了传统负载敏感系统响应慢的问题，同时具有很好的容错性，阀组互换性强，便于更换，也可批量生产。

A multi connected combined pump and its load sensitive control method

【技术实现步骤摘要】
一种多联组合泵及其负载敏感控制方法
本专利技术涉及液压泵
，具体涉及一种多联组合泵及其负载敏感控制方法，主要适用于工程机械控制领域。
技术介绍
近年来，环境问题、能源问题不断涌现，节能减排、保护环境、节约资源成为时代主题。我国工业起步较晚，相对发达国家发展较落后，经济迅猛发展的背后是巨大的能源浪费和环境污染代价，在意识到这个问题之后，国家出台各种政策支持环保和节能减排事业，因此促进了各行各业的节能研究的开展。工程机械因其任务较重，需要消耗的功率较大，当系统与负载匹配不合理时，易造成巨大的能源浪费。负载敏感系统是一种感受负载功率不断变化可以自动调节系统压力流量，且仅提供系统所需的流量和压力的系统，具有显著的节能效果，近年来广泛应用于工程机械领域；负载敏感控制分为两种：液压控制和电负荷传感控制。液压负载敏感系统必不可少的元件有：负载敏感多路阀，负载敏感泵，附带负载敏感阀、压力切断阀等，负载的压力反馈到负载敏感阀上，使负载敏感泵输出一个比负载略大的压力，其差值由负载敏感阀弹簧设定。目前，这些元件往往价格昂贵，阻碍了其推广普及，且控制困难，具有零点漂移、系统震颤等缺点，核心技术被国外垄断，负载压力以及泵出口压力通过梭阀比较得出并采集，系统中LS管路较长时，很难保证稳定性和响应时间，电控负载敏感控制主要包括电动变量泵，压力补偿阀和电反馈闭环控制系统，阀和泵之间的LS压力信号不是靠管路而是电信号，保证了很好的响应特性，但还是没有从根本上解决负载敏感系统价格高昂，控制困难的缺点，多联组合泵近年来逐渐走进人们的视野，但做为定量泵使用存在大量的高压溢流损失。
技术实现思路
为避免上述现有技术所存在的不足之处，本专利技术提供一种多联组合泵及其负载敏感控制方法，以解决上述问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种多联组合泵，包括多联组合泵、机械传动系统、多联组合泵阀块、手柄、换向阀、液压缸、油箱、单输入双输出分动箱和单输入四输出分动箱，所述多联组合泵轴向连接有机械传动系统，所述多联组合泵出油口分别连接多联组合泵阀块的a，b,c,d口，所述多联组合泵进油口连接油箱，所述换向阀的P口连接多联组合泵阀块的f口，所述换向阀的T口连接油箱，所述换向阀的A口依次连接第六压力传感器和液压缸的有杆腔，所述换向阀的B口依次连接第七压力传感器和液压缸的无杆腔，所述手柄可通过机械、液压、电控等方式连接换向阀。所述多联组合泵阀块包括第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器.、第四压力传感器、第五压力传感器、第六压力传感器、第七压力传感器、第一螺纹插装电磁换向阀、第二螺纹插装电磁换向阀、第三螺纹插装电磁换向阀、第四螺纹插装电磁换向阀、第一螺纹插装单向阀、第二螺纹插装单向阀、第三螺纹插装单向阀和第四螺纹插装单向阀.。所述多联组合泵可设置为四联泵，所述四联泵可设置为四联齿轮泵同轴连接，将中间元件取消或合并，并集成在一起的多齿轮泵集成元件。所述多联组合泵可设置为3+1联泵，所述3+1联泵为一个单齿轮泵和一个三联齿轮泵通过单输入双输出分动箱并联，所述单输入双输出分动箱为单输入双输出的齿轮传动。所述多联组合泵可设置为2+2联泵，所述2+2联泵为两个双联泵通过单输入双输出分动箱并联。所述多联组合泵可设置为1+1+1+1联泵，所述1+1+1+1联泵为四个单齿轮泵通过单输入四输出分动箱并联，所述单输入四输出分动箱为单输入四输出的齿轮传动。所述多联组合泵中每个泵均设置有单独的进油口和出油口。所述手柄上安装旋转角度传感器，所述手柄可向前和后分别旋转三十度。本专利技术还提供一种采用上述多联组合泵的负载敏感控制方法，包括如下步骤：1)在微处理器中预先设定固定压差Δp的值；2)粗调:首次启动时，微处理器通过旋转角度传感器采集手柄的角度并进行低通滤波处理，得到稳定的角度值，微处理器按照事先定义的表1，根据不同角度输出不同的编码值，每个编码对应泵的一个排量值，多联组合泵的排量可表示为：其中，N代表泵的排量编码，排量编码值取反并转换为电压信号依次输出给第一螺纹插装电磁换向阀、第二螺纹插装电磁换向阀、第三螺纹插装电磁换向阀和第四螺纹插装电磁换向阀；3)以专家经验为基础建立规则表，如表2，进行模糊控制，首先，第五压力传感器采集泵出口的压力p1，第六压力传感器，第七压力传感器采集负载的压力，并在微处理器中进行比较选出最大压力p2，在微处理器中进行运算e＝p1-p2-Δp，选取e和e的变化率ec(t)做为模糊控制的输入值，多联组合泵的编码变化ΔN为输出量，制定初始模糊推理规则表，初始模糊推理规则表以专家经验为基础完成制定；其次，选取e的基本论域为[-18MPa,18MPa]，e的模糊集为U＝[-3，-2，-1,0,1,2,3]，量化因子为6，将其划分为七个等级模糊化处理，建立隶属度函数·所示，横轴根据偏差的取值范围定义的论域范围，纵轴为隶属度函数，范围为(0～1)，越接近1，表示隶属度的程度越高，图中PB代表正大,PM代表正中,PS代表正小，ZO代表零，NS代表负小，NM代表负中，NB代表负大；再次，选取ec(t)的基本论域为[-36MPa/s,36MPa/s]，ec(t)的模糊集为V＝[-3，-2，-1,0,1,2,3]，量化因子为12，将其划分为七个等级模糊化处理，建立隶属度函数如图9所示，横轴根据偏差的取值范围定义的论域范围，纵轴为隶属度函数，范围为(0～1),越接近1，表示隶属度的程度越高，图中PB代表正大,PM代表正中,PS代表正小，ZO代表零，NS代表负小，NM代表负中，NB代表负大；另外，输出量为多联组合泵的编码变化值ΔN，为离散论域，取值范围为ΔN＝{-3,-2,-1,0,1,2,3}，编码增加代表泵排量增加，为正，编码减少代表泵排量减少，为负，将其划分为七个等级模糊化处理，建立隶属度函数如图10所示，横轴根据偏差的取值范围定义的论域范围，纵轴为隶属度函数，范围为(0～1),越接近1，表示隶属度的程度越高，图中PB代表正大,PM代表正中,PS代表正小，ZO代表零，NS代表负小，NM代表负中，NB代表负大，最后，采用重心法进行模糊控制的解模糊化，根据模糊控制规则得出精确的多联组合泵的编码变化值ΔN*；微处理器内进行运算，N(n)＝N(n-1)+ΔN*，N(n)的值在微处理器内取反后转换为电压信号依次输出给第一螺纹插装电磁换向阀、第二螺纹插装电磁换向阀、第三螺纹插装电磁换向阀和第四螺纹插装电磁换向阀，进而控制多联组合泵的工作状态。有益效果本专利技术可根据负载需求提供相匹配的流量和压力，实现了负载敏感的功能，具有显著的节能效果,降低了成本的同时几乎不存在溢流损失，有少量节流损失，提高了效率，可替代常规复杂的负载敏感系统，无需负载敏感泵、电动泵、负载敏感多路阀、负载敏感阀等高昂且不易控制的元件，有效降低了成本，且本专利技术电控和机械控制相结合，使得液压系统的响应速度快，控制精度高,提高了整车液压系统运行的可靠性，克服了传统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多联组合泵，包括多联组合泵(1)、机械传动系统(2)、多联组合泵阀块(100)、手柄(6)、换向阀(7)、液压缸(8)、油箱(9)、单输入双输出分动箱(10)和单输入四输出分动箱(11)，其特征在于，所述多联组合泵(1)轴向连接有机械传动系统(2)，所述多联组合泵(1)出油口分别连接多联组合泵阀块(100)的a，b,c,d口，所述多联组合泵(1)进油口连接油箱(9)，所述换向阀(7)的P口连接多联组合泵阀块(100)的f口，所述换向阀(7)的T口连接油箱(9)，所述换向阀(7)的A口依次连接第六压力传感器(3.6)和液压缸(8)的有杆腔，所述换向阀(7)的B口依次连接第七压力传感器(3.7)和液压缸(8)的无杆腔，所述手柄(6)可通过机械、液压、电控等方式连接换向阀(7)。/n

【技术特征摘要】
1.一种多联组合泵，包括多联组合泵(1)、机械传动系统(2)、多联组合泵阀块(100)、手柄(6)、换向阀(7)、液压缸(8)、油箱(9)、单输入双输出分动箱(10)和单输入四输出分动箱(11)，其特征在于，所述多联组合泵(1)轴向连接有机械传动系统(2)，所述多联组合泵(1)出油口分别连接多联组合泵阀块(100)的a，b,c,d口，所述多联组合泵(1)进油口连接油箱(9)，所述换向阀(7)的P口连接多联组合泵阀块(100)的f口，所述换向阀(7)的T口连接油箱(9)，所述换向阀(7)的A口依次连接第六压力传感器(3.6)和液压缸(8)的有杆腔，所述换向阀(7)的B口依次连接第七压力传感器(3.7)和液压缸(8)的无杆腔，所述手柄(6)可通过机械、液压、电控等方式连接换向阀(7)。


2.根据权利要求1所述的多联组合泵，其特征在于，所述多联组合泵阀块(100)包括第一压力传感器(3.1)、第二压力传感器(3.2)、第三压力传感器(3.3)、第四压力传感器(3.4)、第五压力传感器(3.5)、第六压力传感器(3.6)、第七压力传感器(3.7)、第一螺纹插装电磁换向阀(4.1)、第二螺纹插装电磁换向阀(4.2)、第三螺纹插装电磁换向阀(4.3)、第四螺纹插装电磁换向阀(4.4)、第一螺纹插装单向阀(5.1)、第二螺纹插装单向阀(5.2)、第三螺纹插装单向阀(5.3)和第四螺纹插装单向阀(5.4)。


3.根据权利要求1所述的多联组合泵，其特征在于，所述多联组合泵(1)可设置为四联泵，所述四联泵可设置为四联齿轮泵同轴连接，将中间元件取消或合并，并集成在一起的多齿轮泵集成元件。


4.根据权利要求1所述的多联组合泵，其特征在于，所述多联组合泵(1)可设置为3+1联泵，所述3+1联泵为一个单齿轮泵和一个三联齿轮泵通过单输入双输出分动箱(10)并联，所述单输入双输出分动箱(10)为单输入双输出的齿轮传动。


5.根据权利要求1所述的多联组合泵，其特征在于，所述多联组合泵(1)可设置为2+2联泵，所述2+2联泵为两个双联泵通过单输入双输出分动箱(10)并联。


6.根据权利要求1所述的多联组合泵，其特征在于，所述多联组合泵(1)可设置为1+1+1+1联泵，所述1+1+1+1联泵为四个单齿轮泵通过单输入四输出分动箱(11)并联，所述单输入四输出分动箱(11)为单输入四输出的齿轮传动。


7.根据权利要求1所述的多联组合泵，其特征在于多联组合泵(1)中每个泵均设置有单独的进油口和出油口。


8.根据权利要求1所述的多联组合泵，其特征在于，所述手柄(6)上安装旋转角度传感器，所述手柄(6)可向前和后分别旋转三十度。


9.一种采用权利要求1至8任一项所述多联组合泵及其负载敏感控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)在微处理器中预...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘昕晖，李春爽，王昕，陈伟，曹丙伟，王禹琪，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22