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1、第卷第期机械工程学报年月!!由液压总线和开关液压源构成的新原理液压系统’顾临怡邱敏秀金波曹建伟浙江大学流体传动及控制国家重点实验室杭州,,。开关液压源的输入端摘要提出一种新原理的节能型液压系统其核心是一套压力变换装置称为开关液压源直接挂在液,,,压总线上通过高速开关方式加以升压或降压增流最终输出与各执行器需求相适应的压力和流量最大限度地降低节流损失,达到最佳节能效果。关键词液压总线开关液压源升压降压增流液感液容动态效率瞬态效率中图分类号
2、,流量的问题因而对泵站输出压力的要求仍然很,前言高且执行器一变量马达的结构尺寸受定压网络供,。油压力的制约价格昂贵为防止空载的执行器对,液压系统最大的优势之一在于其多执行器特定压网络产生影响在主管道上仍然需要有限流元,,,。性即可以由单个液压泵供油同时驱动多路执行件因而也存在一定的节流损失。目前常用的多执行器液压系统有器动作三类节由液压总线和开关液压源构成的新原理液压系流调速系统、负载敏感系统和二次调节系统。统克服了上述三类传统液压系统无法实现升压及降,,节流调速系统采用了集中供油的方式由泵站压过程中无法增加流量的问题是一种全新原理的,。输出的压力油路和回油路相
3、当于一组液压总线所节能型液压系统有的液压执行器控制单元均挂在该液压总线上。由于液压总线上的供油压力为恒定,因而要求各执行结构及工作原理,器的最大负载与供油压力相适应并通过减压阀或流量控制阀将液压总线上的供油压力降低到与该执由液压总线和开关液压源构成的新原理液压系。由于无法实现升压以及降压过程统如图。行器负载相适应所示虚线框内,、中流量的增加因而普遍存在泵站输出压力高各、厂一一一一一一一一一一一一一门执行器的结构尺寸受液压总线供油压力的制约减。液压压阀或流量控制阀口上节流损失大等问题泵站丫乙世纪年代发展起来的负载敏感系统利用开关开关开关最高负载联执行器
4、的负载压力控制泵的变量机构或液压源液压源液压源,三通压力补偿阀使泵输出压力与最高负载压力相,座之制回吕刃控制回吕刃适应大幅降低减压阀或流量控制阀上的节流损,。耗在大型工程机械液压系统中得到广泛应用执行器执行器执行器,但由于在主管道中仍然有附加节流损失且对于非图由液压总线和开关液压源构成的,最高负载压力联执行器件来说在控制阀口上的节新原理液压系统,。流损失仍然很大因而仍然存在较大的能量浪费,,世纪年代提出的二次调节系统定压网其中液压总线由专门的液压泵站输出供各路执行机构使用。其输出压力为固定值如络液压马达控制系统通过调节执行器件一液压马,
5、,功率可与各执行器件所需要的总功率相匹达的排量来实现输出转矩与负载的匹配避免了减。,,配每路执行机构都配有一个开关液压源各开关压阀或流量控制阀上的节流损耗并可实现制动过,程的能量回收,己得到越来越广泛的工业应用阵。液压源的输入端直接挂在液压总线上并通过对高速开关阀开关液压源中的关键元件之一占空比的但由于同样存在无法升压以及降压过程中无法增加,调节来改变其输出压力使输出压力降低或升高到,执行器所需的压力值为执行器提供与其消耗功率。,国家自然科学基金资助项目收到初稿,。不是流量相适应的流量达到最佳节能效果!
6、收到修改稿年月顾临怡等由液压总线和开关液压源构成的新原理液压系统根据开关液压源功能的不同,可以分为升压型只要高速开关阀和单向阀动态性能接近于理想开关液压源和降压增流型开关液压源两种。的高速开关阀和单向阀,开关液压源的压力变换效升压型开关液压源,,率可达即输出功率等于输入功率实现液升压原理升压型开关液压源由液感元件、高压系统的无损升压。、,速开关阀单向阀和液容元件组成其结构原理如该升压型开关液压源的工作过程为向高速开。,。图所示关阀提供周期为占空比为的脉宽调制波当高速开关阀断电油路通时,液感元件的输出端通,,液感,回油液感在液压总线
7、供油压力的作用下加速储元夕件高遥丝养卿五存能量。当高速开关阀通电油路断时,液感元件液容元件汽液容元件。之的输出端通过单向阀向执行器供油由于液感元件,的过流流量不能突变因此其输出流量远大于执行高速单向阀器所消耗的流量,多余部分流量引起了输出压力的飞升。输出压力的升高使得输出端的液容元件蓄能器迅速从输出管路中吸收多余的流量,储存能图升压型开关液压源结构原理,、量等高速开关阀油路接通短路单向阀在反向压,,从而实现开关液压源图中表示液压总线的供油压力表示液力作用下关闭时再释放出来压总线的回油压力。的升压。,,几表示开关液压源
