潜水器用液压推进器控制回路及控制方法技术

本发明专利技术涉及一种潜水器用液压推进器控制回路及控制方法，包括马达组件、连接马达组件的控制油路，马达组件包括马达本体、液控阀和变量机构；马达本体的回油口和泄漏油口接油箱，所述控制油路包括恒压变量泵，所述恒压变量泵的出口并联接有主减压阀、比例减压阀。本发明专利技术采用比例减压阀实现推进器的转速控制，并以该比例阀为基础，配以其他必要控制阀件实现了推进器的启停和正反转，回路结构简单、可靠、体积小、抗污染能力强，且比例阀工作于远离中位死区的位置，控制线性度较好。控制线性度较好。控制线性度较好。

【技术实现步骤摘要】
潜水器用液压推进器控制回路及控制方法


[0001]本专利技术涉及潜水器控制回路
，尤其是一种潜水器用液压推进器控制回路及控制方法。

技术介绍

[0002]潜水器推进系统可分为电力推进器和液压推进器，电力推进系统结构简单、效率较高，大多应用于中小功率潜水器，液压推进系统功率密度大，调速性能好且易于实现水深补偿，多用于大功率潜水器。
[0003]液压推进系统又分为节流控制和排量控制，节流控制通过改变液压阀的开度来实现推进器转速调节，控制方式简单，但效率较低；排量控制通过改变马达的排量来实现转速调节，无节流损失，效率高。
[0004]为满足潜水器响应速度和响应精度，潜水器液压推进系统多采用伺服阀控制，但伺服阀对流体介质清洁度要求苛刻，能量损耗大，制造成本高，使得潜水器液压系统维护需要耗费更多时间和费用，而比例阀性能接近伺服阀，且对油液污染性不敏感，工作可靠，但其缺点是中位存在死区。

技术实现思路

[0005]本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的潜水器用液压推进器控制回路及控制方法，采用比例阀实现马达的排量控制，避开了伺服阀抗污染能力差、成本高昂的缺点，且同时该比例阀工作在远离死区的位置，线性度较好。
[0006]本专利技术所采用的技术方案如下：
[0007]一种潜水器用液压推进器控制回路，包括马达组件、连接马达组件的控制油路，马达组件包括马达本体、液控阀和变量机构；马达本体的回油口和泄漏油口接油箱，
[0008]所述控制油路包括恒压变量泵，所述恒压变量泵的出口并联接有主减压阀、比例减压阀，
[0009]主减压阀的出口并联接固定节流孔的入口、液控阀的A口、马达本体的入口、变量机构的有杆腔；变量机构的无杆腔接液控阀的B口，
[0010]主减压阀的弹簧腔并联接固定节流孔的出口、启停控制阀的入口；启停控制阀的液控口连接梭阀的出口，启停控制阀的出口回至油箱，
[0011]正反转控制阀的T口接油箱，P口接比例减压阀的出口，A口并联接梭阀的第一入口、液控阀的第一液控口，B口并联接梭阀的第二入口、液控阀的第二液控口。
[0012]作为上述技术方案的进一步改进：
[0013]初始状态时，变量机构在中位，马达本体的斜盘角度为0。
[0014]所述主减压阀的弹簧设定压力P1小于马达本体的启动压力。
[0015]所述液控阀的弹簧初始设定压力P3比启停控制阀的弹簧设定压力P2高0.5
‑
1MPa。
[0016]马达本体启动的条件是：马达本体进口压力P高于启动压力。
[0017]液控阀采用弹簧对中型液控阀，液控阀的A口和T口之间为A型半桥，B口位于半桥中间。
[0018]一种利用潜水器用液压推进器控制回路的控制过程，马达组件运行包括如下步骤：
[0019]正反转控制阀右位接入，调整比例减压阀，使比例减压阀的出口压力P4逐渐升高，当P4小于启停控制阀的弹簧设定压力P2时，启停控制阀上位接入，恒压变量泵出口压力油经主减压阀减压后，经固定节流孔、启停控制阀回到油箱，此时主减压阀的出口压力依然为P1，低于马达本体的启动压力，马达本体不运转，恒压变量泵处于恒压小流量状态，
[0020]继续调整比例减压阀，使比例减压阀的出口压力P4升高，当P4高于启停控制阀的弹簧设定压力P2时，启停控制阀下位接入，此时主减压阀不起减压作用，主减压阀的出口和入口完全接通，流经主减压阀的通路液阻趋于0；由于比例减压阀出口压力P4小于液控阀的弹簧初始对中力P3，因此变量机构仍处于中位，马达本体排量为0，马达本体不运转，
[0021]继续调整比例减压阀，使比例减压阀的出口压力P4升高，当P4高于液控阀的弹簧初始设定压力P3时，液控阀从中位逐渐移入上位，马达本体退出0排量状态，开始正转；检测马达本体此时的转速，并实时反馈调整比例减压阀的出口压力P4，使马达本体转速可控，此时恒压变量泵处于最大恒流状态，恒压变量泵的出口压力为马达本体的负载压力；
[0022]当正反转控制阀左位接入，调整比例减压阀，使比例减压阀的出口压力P4逐渐升高，当P4小于启停控制阀的弹簧设定压力P2时，启停控制阀上位接入，恒压变量泵出口压力油经主减压阀减压后，经固定节流孔、启停控制阀回到油箱，此时主减压阀的出口压力依然为P1，低于马达本体的启动压力，马达本体不运转，恒压变量泵处于恒压小流量状态，
[0023]继续调整比例减压阀，使比例减压阀的出口压力P4升高，当P4高于启停控制阀的弹簧设定压力P2时，启停控制阀下位接入，此时主减压阀不起减压作用，主减压阀的出口和入口完全接通，流经主减压阀的通路液阻趋于0；由于比例减压阀出口压力P4小于液控阀的弹簧初始对中力P3，因此变量机构仍处于中位，马达本体排量为0，马达本体不运转，
[0024]继续调整比例减压阀，使比例减压阀的出口压力P4升高，当P4高于液控阀的弹簧初始设定压力P3时，液控阀从中位逐渐移入下位，马达本体退出0排量状态，开始反转；检测马达本体此时的转速，并实时反馈调整比例减压阀的出口压力P4，使马达本体转速可控，此时恒压变量泵处于最大恒流状态，恒压变量泵的出口压力为马达本体的负载压力。
[0025]作为上述技术方案的进一步改进：
[0026]马达组件的正反转原理为：变量机构由初始的中位状态开始，
[0027]变量机构的活塞逐渐伸出，此时斜盘角度为正值，马达本体排量随活塞伸出而逐渐增大，马达本体8
‑
3的P口通高压油，马达本体正转，
[0028]变量机构的活塞杆从中位缩回时，斜盘角度为负，马达本体排量随活塞缩回而逐渐增大，此时马达本体的P口通高压油，马达本体反转。
[0029]液控阀的平衡过程如下：
[0030]液控阀从中位逐渐移入上位时，A型半桥输入液阻变小，输出液阻变大，B口压力升高，直至B口压力接近马达本体进口压力P，此时变量机构的活塞从中位伸出，直至变量机构的活塞受力重新处于平衡状态；
[0031]当液控阀从中位逐渐移入下位时，则A型板桥输入液阻逐渐变大，输出液阻逐渐变
小，B口压力逐渐减小，直至B口压力接近油箱内压力，此时变量机构的活塞从中位逐渐缩回，直至变量机构的活塞上受力重新平衡。
[0032]马达本体初始状态为：正反转控制阀中位接入油路中；启停控制阀在弹簧作用下，上位接入；
[0033]恒压变量泵的出口压力油经主减压阀减压后，流经固定节流孔、启停控制阀回到油箱，此时主减压阀的出口压力为P1，低于马达本体的启动压力，且变量机构处于中位，马达本体排量为0，马达本体不运转；
[0034]恒压变量泵处于恒压小流量状态，即节能状态。
[0035]本专利技术的有益效果如下：
[0036]本专利技术结构紧凑、合理，操作方便，通过采用比例阀实现马达的排量控制，从而实现马达的转速调节，采用比例阀避开了伺服阀抗污染能力差、成本高昂的缺点；
[0037]本专利技术中，比例阀本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种潜水器用液压推进器控制回路，其特征在于：包括马达组件(8)、连接马达组件(8)的控制油路，马达组件(8)包括马达本体(8
‑
3)、液控阀(8
‑
1)和变量机构(8
‑
2)；马达本体(8
‑
3)的回油口和泄漏油口接油箱，所述控制油路包括恒压变量泵(1)，所述恒压变量泵(1)的出口并联接有主减压阀(2)、比例减压阀(5)，主减压阀(2)的出口并联接固定节流孔(3)的入口、液控阀(8
‑
1)的A口、马达本体(8
‑
3)的入口、变量机构(8
‑
2)的有杆腔；变量机构(8
‑
2)的无杆腔接液控阀(8
‑
1)的B口，主减压阀(2)的弹簧腔并联接固定节流孔(3)的出口、启停控制阀(4)的入口；启停控制阀(4)的液控口连接梭阀(7)的出口，启停控制阀(4)的出口回至油箱，正反转控制阀(6)的T口接油箱，P口接比例减压阀(5)的出口，A口并联接梭阀(7)的第一入口、液控阀(8
‑
1)的第一液控口，B口并联接梭阀(7)的第二入口、液控阀(8
‑
1)的第二液控口。2.如权利要求1所述的潜水器用液压推进器控制回路，其特征在于：初始状态时，变量机构(8
‑
2)在中位，马达本体(8
‑
3)的斜盘角度为0。3.如权利要求1所述的潜水器用液压推进器控制回路，其特征在于：所述主减压阀(2)的弹簧设定压力P1小于马达本体(8
‑
3)的启动压力。4.如权利要求3所述的潜水器用液压推进器控制回路，其特征在于：所述液控阀(8
‑
1)的弹簧初始设定压力P3比启停控制阀(4)的弹簧设定压力P2高0.5
‑
1MPa。5.如权利要求1所述的潜水器用液压推进器控制回路，其特征在于：液控阀(8
‑
1)采用弹簧对中型液控阀(8
‑
1)，液控阀(8
‑
1)的A口和T口之间为A型半桥，B口位于半桥中间。6.一种利用权利要求1所述的潜水器用液压推进器控制回路的控制过程，其特征在于，马达组件(8)运行包括如下步骤：正反转控制阀(6)右位接入，调整比例减压阀(5)，使比例减压阀(5)的出口压力P4逐渐升高，当P4小于启停控制阀(4)的弹簧设定压力P2时，启停控制阀(4)上位接入，恒压变量泵(1)出口压力油经主减压阀(2)减压后，经固定节流孔(3)、启停控制阀(4)回到油箱，此时主减压阀(2)的出口压力依然为P1，低于马达本体(8
‑
3)的启动压力，马达本体(8
‑
3)不运转，恒压变量泵(1)处于恒压小流量状态，继续调整比例减压阀(5)，使比例减压阀(5)的出口压力P4升高，当P4高于启停控制阀(4)的弹簧设定压力P2时，启停控制阀(4)下位接入，此时主减压阀(2)不起减压作用，主减压阀(2)的出口和入口完全接通，流经主减压阀(2)的通路液阻趋于0；由于比例减压阀(5)出口压力P4小于液控阀(8
‑
1)的弹簧初始对中力，因此变量机构(8
‑
2)仍处于中位，马达本体(8
‑
3)排量为0，马达本体(8
‑
3)不运转，继续调整比例减压阀(5)，使比例减压阀(5)的出口压力P4升高，当P4高于液控阀(8
‑
1)的弹簧初始设定压力P3时，液控阀(8
‑
1)从中位逐渐移入上位，马达本体(8
‑
3)退出0排量状态，开始正转；检测马达本体(8
‑
3)此时的转速，并实时反馈调整比例减压阀(5)的出口压力P4，使马达本体(8
‑
3)转速可控，此时恒压变量泵(1)处于最大恒流状态，恒压变量泵(1)的出口压力为马达本体(8
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘浩，杨申申，马云祥，卢宝雷，
申请(专利权)人：深海技术科学太湖实验室，
类型：发明
国别省市：