[发明专利]一种压阻式压力反馈半主动宽频减振器

说明书

技术领域

本发明涉及航空液压管路系统振动控制技术领域，尤其涉及一种压阻式压力反馈半主动宽频减振器。

背景技术

在大多数液压系统中，液压主泵为轴向柱塞泵，受其结构限制，这类泵输出的高压油液必然存在压力流量脉动，这些压力脉动的存在，在绝大多数情况下，都是对液压系统不利的。

首先，轴向柱塞泵产生的压力脉动是液压系统中管路及结构件振动的主要原因，而且其表现为复杂的多场流固耦合振动，其振动特性不易预测，难以控制，严重影响液压系统使用的舒适性、安全性和可靠性，并导致其存在较多的故障。据多方面统计，飞机动力系统中，液压管路故障占到元件类故障的50％-52％。民机和军机中的严重事故，很大一部分也与液压管路失效有直接关系。

其次，在一些高性能系统中，油源压力脉动会对系统的性能产生明显影响。比如在液压伺服控制系统中，轴向柱塞泵带来的油源压力脉动会导致伺服阀动态特性存在非线性，影响系统的静态精度和动态品质。

第三，由于受到轴向柱塞泵工况变化复杂和液压管路系统空间结构复杂的影响，液压泵口管路中的压力脉动及由此形成的振动具有频率及幅值变化均很大的特点。比如，对于大多数飞机，其从起飞到降落的整个周期内，轴向柱塞泵的转速会从0转/min到大于10000转/min的范围内多次变化，导致轴向柱塞泵口的压力脉动频率也会从0Hz到2000Hz的范围内变化。

因此，研究如何在复杂变化的压力脉动及振动变化条件下，设计一种能够根据压力脉动变化，实时地改变自身参数，有效消除或吸收管路中油液压力脉动的脉动吸收器，对提高液压系统动态品质，减小管路振动危害和延长液压元件的使用寿命都是非常重要的。

蓄能器是吸收压力脉动的一种常用液压元件。但是传统蓄能器消除压力脉动的效果较为有限。首先，传统蓄能器参数不易准确确定，现有的设计方法经常是根据理论公式计算或仿真确定；此外，实际工作中，传统蓄能器的工作参数是固定不变的，使得其在消除压力脉动时，不能灵活改变工作参数以适应工况变化，消除压力脉动效果较差。针对传统蓄能器消除压力脉动时效果较差的缺点，很多专利对蓄能器的结构和原理进行了改进和创新。

中国专利ZL200420079927.0公开了一种复合式蓄能器，采用了活塞式蓄能器和非隔离式蓄能器复合的方式，用缩短管道的方法提高系统的响应速度。

中国专利CN102269235B公开了一种涉及农业植保机械上的喷雾系统，用于吸收喷雾管路压力脉动，并对压力脉动的吸收效果保持最佳。该系统将传统蓄能器和磁流变阻尼器相结合，利用压力传感器实时监测管路中的压力，当超过一定范围时，则通过PLC控制增大或减小磁流变阻尼器中励磁线圈的电流，改变磁流变液粘度，改变导磁缸体内液体体积，使活塞杆带动蓄能器的活塞上下运动，从而对管路增压或减压，最终达到吸收压力脉动的目的。

中国专利CN101476571B公开了一种参数自适应调整皮囊式液压蓄能器，涉及一种基于DSP控制的可变参数皮囊式液压蓄能元件，可以在线改变充气压力、容积、工作油液阻尼和进口阻尼。该发明在皮囊式蓄能器内部隔出了一个磁流变液腔，加装了励磁线圈，通过压力传感器检测油液压力脉动，利用DSP控制气腔的充气压力和通过励磁线圈的电流。该发明应用了磁流变阻尼器的工作原理改变蓄能器中的阻尼系数，从而达到吸收管路的压力脉动的目的。

目前对于可变参数以适应工况变化需求的蓄能器减振方面的专利，大多是以皮囊式蓄能器为基础，与隔膜式蓄能器相比，其动态相应较差，难以满足高频减振的需求。另外，大多数减振器需要实时检测系统中的高频脉动或者振动，并辅助优良的控制算法，才能达到最终目的，这对传感检测元件和控制算法的要求都很高，实现起来难度较大。

发明内容

本发明提供一种能够根据系统工况变化，实时改变工作参数的压阻式压力反馈半主动宽频减振器。本发明利用压阻材料，实时地将管路中的压力脉动转换为磁流变液励磁线圈中的电流变化，进而导致磁流变液的阻尼变化，以实现半主动地改变减振器阻尼，以得到抑制宽频振动的效果。

为了解决上述存在的技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种压阻式压力反馈半主动宽频减振器，它主要是由上端盖1、壳体4、隔膜5、阀座6、固定隔板7、活动隔板9、励磁线圈保护罩8、下端盖11、压阻元件10、励磁线圈15和外接电路组成；