[发明专利]泄漏电补偿容积式液压泵恒流调节系统和方法

说明书

本发明属于液压泵恒流量调节技术。

流量是流体动力控制中的一个基本参量。容积式液压泵的流量调节，根据输给系统的流量是否受负载等其他干扰因素的影响，区分为恒排量调节和恒流量调节两大类。用位移传感器感受反映油泵排量的调节油缸位移，并反馈到控制变量出口的伺服阀或比例阀所构成的电反馈调节闭环，只是一种恒排量控制，它不能排除负载等其他干扰因素的影响。容积式液压泵的恒流量调节是使泵输出给系统的流量不受负载等其他干扰因素的影响而始终保持给定值。恒流量调节泵又称为功率适应泵，因其输出流量和压力即功率均与负载功率相适应，可以使系统达到较高的效率而被广泛应用。迄今为止，国内外恒流量调节泵通常在主油路上设置一流量敏感装置，以实现流量检测反馈控制。一般有二种形式，一种是在液压泵的主油路中设置一节流器，将输出流量信号转换为压差，并实现流量压差反馈，对泵的排量进行补偿调节，达到恒流量输出。另一种是在液压泵的主油路中设置一流量传感器检测泵的输出流量，并将流量传感器检测所得的流量信号转化为位移、力或电压信号，再将其与给定信号比较，实现流量反馈调节而实现泵的恒流量调节。但是，压差检测反馈型恒流量调节虽能得到一个较小的调节误差（＜10%）和较为满意的调节范围，但节流器处的压力损失作为反馈信号至少为1.0～1.4MPa，而采用流量传感器的恒流量调节尽管流量传感器在相应条件下，其工作压差与上述用作流量-压差转换器的节流器相比，仅需 1/3 ～ 1/2 ，但仍需0.5～0.7MPa。由此可见，无论是哪种的恒流量泵的调节方法，因在主油路上直接检测负载流量，带来了附加的全流量节流功率损失。对于31.5MPa的高压泵在额定压力下工作时，约损失功率2～4%，对于16.0MPa的中压泵在额定压力下工作时，约损失功率3～9%，在低压工况下运行时，运行效率更低，这无疑是一种能量损失。

为了克服上述现有的恒流量调节泵存在附加功率损失的弊端，研制出一种采用泄漏电补偿容积式液压泵恒流调节系统和方法，特提出本发明。

本发明在于完全避免液压泵恒流量调节时，因在主油路上设置流量检测元件所造成的能量损失。考虑到液压泵恒流量调节是补偿负载等外界条件引起的泄漏流量，而泄漏流量对给定的泵，当工作介质选定时，是工作压力和油温的函数。因此，恒流量泵特性可以在电反馈恒排量泵的基础上，通过测量油泵压力、油温，按已知补偿函数对输入讯号进行实时电补偿实现。此外，也可根据油泵总泄漏量和外泄漏量成确定关系这一特点，通过只检测外泄漏流量，经电讯号比例处理辨识出泵的泄漏流量，并对输入讯号实行实时补偿，从而获得恒流量特性。

本发明的效果是：它可对各种容积式变量泵实现泵的恒流调节，并完全避免了现有的恒流量调节泵因设置流量检测元件所造成的能量损失。

附图说明：

图1、泄漏电补偿容积式液压泵恒流调节系统图;

图2、泄漏电补偿容积式液压泵恒流调节结构图。

图中：1-三通伺服阀，2-比例放大器，3-位移传感器，4-调节油缸，5-泵本体，6-外泄漏流量传感器，7-补偿电路，8-油温传感器，9-压力传感器。

下面结合附图对本发明作进一步的描述：如图1、图2所示，本发明的泄漏电补偿容积式液压泵恒流调节系统，它包括由三通伺服阀1、比例放大器2、反映油泵排量的位移传感器3、调节油缸4、泵本体5组成的电反馈恒排量泵的基础上，在泵本体5的出口处设量装入油温传感器8、压力传感器9，油温传感器8、压力传感器9的另一端与补偿电路7连接或在泵本体5的外泄漏管与补偿电路7之间串联低压差外泄漏流量传感器6，并经补偿电路将输入讯号u_i进行比例变换，实行补偿，达到恒流量泵特性。油温传感器8和压力传感器9可选用市场上出售的相应产品，低压差外泄漏流量传感器6可采用压力损失小的涡轮流量计等流量电传感型式。

对于给定的泵和工作介质其泄漏量可近似式：

∑q＝q_i+q_outK_p·P]]>+K_T（T-T_50°）……（1）

∑q＝（l+K_oi）……（2）

式中：q_i-内泄漏流量

q_out-外泄漏流量

K_p-泄漏压力常数，可由实测得到