[发明专利]一种双级溢流阀、控制方法及液压系统

说明书

本发明涉及一种双级溢流阀、控制方法及液压系统，双级溢流阀包括主阀、先导阀、连接模块和电子控制单元，连接模块包括n个并联的支路，n1，支路的两端分别连通主阀和先导阀，支路上设有动压反馈孔和电磁开关阀，各个支路上的动压反馈孔的尺寸不同，电子控制单元与各个支路上的电磁开关阀相连。与现有技术相比，本发明针对宽温域工况下的溢流阀调压失稳问题进行了改进。在调压过程中考虑了温度因素，温度发生变化后，切换至对应尺寸的动压反馈孔进行油液流通，从而在温度变化导致油液粘度变化的工况下使溢流阀保持稳定调压状态，可以适用于更多种极端温度变化的工作环境中并稳定工作，从而解决宽温域工况下的溢流阀调压失稳问题。

技术领域

本发明涉及机械工程的机械零件与传动装置和流体控制技术领域，尤其是涉及一种适用于宽温域工况的双级溢流阀、控制方法及液压系统。

背景技术

液压传动技术具有力密度大、标准化程度高、易于实现过载保护等特点，广泛应用于航空航天、船舶、港口机械、工程机械等领域。液压系统压力的稳定是液压能源系统安全运行、精准执行的关键。一般采用溢流阀对液压能源系统进行压力控制，溢流阀是压力控制必不可少的元件。

按结构形式可将溢流阀分为直动式溢流阀和先导式溢流阀两种，其中直动式溢流阀为单级结构，具有相应速度快的特点，一般用作安全阀和先导式溢流阀的先导级；先导式溢流阀最早由美国人Harry Vickers于1931年设计(Harry Vickers.Liquid Relief Valve[P].US2043453,USA,1931),在高压大流量工况下具有良好的工作性能，被广泛使用。然而，无论是直动式还是先导式，在使用过程中均出现调压失稳、高频振动等问题，极大的影响了液压系统的可靠性。学者们对此作了大量的研究，如日本Hayashi提出先导式溢流阀及其液压回路的稳定性与非线性特性分析方法(S.Hayashi.Instability of poppet valvecircuit.JSME International Journal,1995,38(3):357-366)；印度K.Dasgupta介绍一种先导式溢流阀动态特性的建模仿真方法(K.Dasgupta，R.Karmakar.Dynamic analysis ofpilot operated pressure relief valve.Simulation Modeling Practice andTheory.2002(10):35-49)；意大利人Johnston N采用频域分析方法，从流阻方面对溢流阀的稳定性进行了研究(Johnston N,Edge KA and Brunelli M.Impedance and stabilitycharacteristics of a relief valve.Proceedings of the Institution ofMechanical Engineers Part I:Journal of Systems and Control Engineering2002；216(5):371-382.)；美国人Merrit提出采用阻尼节流器和液容的合理性匹配来改善溢流阀动态性能(H.E.Merrit.Hydraulic control systems[M].John WillySons,1967)。我国学者20世纪80年代以来开始研究溢流阀的动态性能以及阀振动的产生机理，探索如何解决溢流阀稳压偏差大的问题。上海航天局对一种阀芯端部带有平衡活塞的直动式溢流阀进行了研究，结果表明带平衡活塞固定节流器单级溢流阀具有减振、消声、稳压三合一综合功能，可以实现压力的精确控制(訚耀保.带平衡活塞固定节流器单级溢流阀机理与特性分析.上海航天,1995,3:14-17)。同济大学提出了一种极端小尺寸双级溢流阀的稳定性判据，并指出当限于空间尺寸和加工水平而无法增大主阀弹簧腔容积和先导阀芯质量时，可在先导阀与主阀之间设计一个合适尺寸的阻尼孔以提升其稳定性(訚耀保，原佳阳，傅俊勇.先导阀前腔串加阻尼孔的新型双级溢流阀特性.吉林大学学报,2017,47(01):129-136)。华侨大学提出一种使用磁流变先导阀的溢流阀，其采用磁流变液体为先导阀的工作介质，通过调节磁流变先导阀线圈中的电流强度和先导阀弹簧的预紧力来控制溢流阀开启压力，实现调控实时化、自动化、智能化和增大压力调节范围的目的，同时具有响应动作迅速的特点(刘晓梅，李洪友.一种使用磁流变先导阀的溢流阀：中国，CN104633233B[P].2017-10-20)。