[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

CN112879393B - 一种径向柱塞数字变量液压变压器 - Google Patents

一种径向柱塞数字变量液压变压器 Download PDF

Info

Publication number
CN112879393B
CN112879393B CN202110035573.8A CN202110035573A CN112879393B CN 112879393 B CN112879393 B CN 112879393B CN 202110035573 A CN202110035573 A CN 202110035573A CN 112879393 B CN112879393 B CN 112879393B
Authority
CN
China
Prior art keywords
oil
plunger
valve
way electromagnetic
electromagnetic valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110035573.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112879393A (zh
Inventor
王林翔
张浩志
李洪雨
谢琦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University ZJU
Original Assignee
Zhejiang University ZJU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University ZJU filed Critical Zhejiang University ZJU
Priority to CN202110035573.8A priority Critical patent/CN112879393B/zh
Publication of CN112879393A publication Critical patent/CN112879393A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112879393B publication Critical patent/CN112879393B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/08—Servomotor systems incorporating electrically operated control means
    • F15B21/087—Control strategy, e.g. with block diagram
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/04—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed
    • F15B11/044—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed by means in the return line, i.e. "meter out"
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/16—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/021—Valves for interconnecting the fluid chambers of an actuator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/06—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with two or more servomotors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

本发明公开了一种径向柱塞数字变量液压变压器。旋转配油阀设有进油口、回油口和多个出油口，多个出油口连接到多个柱塞缸，柱塞缸经旋转配油阀、马达两位四通电磁阀和油箱连通；外部模块经供油单向阀、马达两位四通电磁阀和旋转配油阀连通；油箱经吸油单向阀和液压泵两位四通电磁阀连通，液压泵两位四通电磁阀经排油单向阀和外部模块连接，液压泵两位四通电磁阀和多个柱塞缸连通，多个柱塞缸均经二位二通电磁阀连通到油箱；数字控制器分别连接到液压泵两位四通电磁阀和马达两位四通电磁阀、二位二通电磁阀。本发明可同时调节变压器的输出流量和输出压强，实现功率调节，并根据实际工况可以设计出不同调压精度以及调压范围的液压变压器。

Description

一种径向柱塞数字变量液压变压器
技术领域
本发明涉及一种液压变压器，具体涉及了一种径向柱塞数字变量液压变压器。
背景技术
液压系统与机械系统相比，液压系统具有更好的空间布置灵活性和控制性，故能取代机械系统；与电力系统相比，液压系统具有高功率密度特性，在大功率场合占据统治地位。但由于液压系统效率低下的原因，使其在传统市场上的地位不断受到电力系统的侵袭。
近年来为了提高液压系统的柔性和效率，恒压网络二次调节技术应运而生。但是在实际运用过程中，由于缺少像机械系统中的齿轮变速器、电力系统中的电力变压器这样成熟的压力调节元件，将液压能以一定压力且没有能量损失的方式输出到液压系统当中，使恒压网络二次调节系统在液压系统中的应用受到了很大的限制。因此，针对液压变压器的设计和研究至关重要。
液压变压器是一种在液压系统中可以用来改变系统压力以及回收系统能量的新兴元件，国内液压变压器仍处于起步发展阶段。传统结构的液压变压器采用两个柱塞缸实现功能，结构简单但是效率偏低；而新型时期的液压变压器实现难度较大，且无法实现同时控制输出压强和流量，即无法实现功率控制。
发明内容
本发明针对背景技术中提及的液压变压器存在的问题，提出了一种新型的径向柱塞数字变量液压变压器，通过径向柱塞液压马达带动偏心杆件做平面旋转运动，带动径向柱塞液压泵输出压力油液，其具有无节流损失的优点，并且通过选择处于工作状态的柱塞缸的数量和型号，就可以输出不同压力的油液。使用时只需要根据实际负载的大小，计算出所需要的柱塞缸的数量和型号，就可输出和外部负载相匹配的压力，从而实现减小节流损失的目的。另一方面，本发明采用旋转配油阀调节输入流量，从而达到调节外部负载运动速度的目的。
为实现上述功能，本发明采用如下技术方案：
本发明包括柱塞缸、旋转配油阀、复位弹簧和偏心杆件，偏心杆件外周沿圆周间隔设有多个柱塞缸，每个柱塞缸和偏心杆件表面之间通过复位弹簧连接，多个柱塞缸连接于旋转配油阀；还包括二位二通电磁阀、供油单向阀、吸油单向阀、排油单向阀、液压泵两位四通电磁阀和马达两位四通电磁阀；旋转配油阀设有一个进油口、一个回油口和多个出油口，多个出油口分别连接到多个柱塞缸的柱塞腔，旋转配油阀的进油口和马达两位四通电磁阀的A口连接，马达两位四通电磁阀的B口和旋转配油阀的回油口连接，马达两位四通电磁阀的P口经供油单向阀和外部模块连接，马达两位四通电磁阀的T口和油箱连通；油箱经吸油单向阀和液压泵两位四通电磁阀的P口连通，液压泵两位四通电磁阀的T口经排油单向阀和外部模块连接，液压泵两位四通电磁阀的A口分别和多个柱塞缸的柱塞腔连通，液压泵两位四通电磁阀的B口分别和多个柱塞缸的柱塞腔连通，多个柱塞缸的柱塞腔均经各自的二位二通电磁阀连通到油箱。
还包括数字控制器，数字控制器分别连接到液压泵两位四通电磁阀和马达两位四通电磁阀，通过数字控制器控制液压泵两位四通电磁阀、马达两位四通电磁阀配合工作带动径向柱塞数字变量液压变压器作为径向柱塞液压马达与径向柱塞液压泵的功能切换；数字控制器连接到各个柱塞缸的二位二通电磁阀，通过数字控制器控制各个柱塞缸的二位二通电磁阀工作进而控制工作流通的柱塞缸的数量和型号，实现输出多级压力油的的压力和流量的控制。
通过数字控制器控制各个柱塞缸的工作状态：
当液压泵两位四通电磁阀失电位于常位且马达两位四通电磁阀上电位于非工作位时，液压泵两位四通电磁阀的A口和P口连通，液压泵两位四通电磁阀的B口和T口连通，马达两位四通电磁阀A口、P口、B口和T口均不联通，所述的径向柱塞数字变量液压变压器工作状态为径向柱塞液压泵，外部模块为负载，油箱中的油液依次经吸油单向阀、液压泵两位四通电磁阀后流入到各个柱塞缸中，柱塞缸中的油液经液压泵两位四通电磁阀、排油单向阀后回油到负载的外部模块；
当液压泵两位四通电磁阀上电位于非工作位且马达两位四通电磁阀失电位于常位时，液压泵两位四通电磁阀A口、P口、B口和T口均不联通，马达两位四通电磁阀的A口和P口连通，马达两位四通电磁阀的B口和T口连通，所述的径向柱塞数字变量液压变压器工作状态为径向柱塞液压马达，外部模块为油泵，油泵的外部模块从油箱抽取油液依次经供油单向阀、马达两位四通电磁阀后流入到旋转配油阀，经旋转配油阀配流流入到各个柱塞缸中，柱塞缸中的油液经旋转配油阀配流后再经马达两位四通电磁阀回油到油箱；
各个所述柱塞缸的活塞面积按照2的指数倍变化。
所述数字控制器根据控制信号控制调整各个二位二通电磁阀是否工作的状态，从而决定径向柱塞液压泵中的柱塞缸是否失效，以此对参与工作的柱塞缸的数量和型号进行选择，达到输出多级压力油的目的，再通过旋转配油阀对流量进行控制。
改变旋转配油阀的油路的通流面积，从而改变油泵对径向柱塞液压马达中各个柱塞缸的供油量，进而控制偏心杆件的旋转速度以及径向柱塞液压泵中各个柱塞缸的运动速度。
本发明的工作原理如下：
径向柱塞液压马达与径向柱塞液压泵通过偏心杆件传递力，实现扭矩传递。当径向柱塞液压马达输入的油压为P0，流量为Q0，径向柱塞液压泵输出的油压为PL，流量为QL。此时数字变量液压变压器的输入与输出的功率是近似相等的，即P0·Q0≈PL·QL。当径向柱塞液压泵与径向柱塞液压马达参与工作的柱塞缸数量相同时，其效果等效为油压1：1传递输出。当部分二位二通电磁阀上电时，改变了径向柱塞液压泵的等效柱塞面积，从而实现变压，此时满足P0·A0＝PL·AL。实际工作时，根据负载所需要的油压P，利用公式：AL＝P0A0/P计算径向柱塞液压泵的等效柱塞面积AL,并根据AL的值在径向柱塞液压泵中确定参与实际工作的柱塞缸数量和型号，就可以使数字变量液压变压器对负载的输出压力为P。为保证负载可正常工作，通常实际的径向柱塞液压泵的等效柱塞面积略小于AL，即输出压力略大于P。假设径向柱塞液压马达和径向柱塞液压泵均由六个柱塞缸组成，径向柱塞液压马达相邻三个柱塞缸同时处于吸油状态(保证稳定工作并减小偏心杆件的转速波动)，径向柱塞液压泵最多有三个柱塞缸同时处于工作状态，六个柱塞缸的柱塞面积依次为a、2a、4a、a、2a、4a，则径向柱塞液压马达的等效柱塞面积A0＝7a，径向柱塞液压泵的等效柱塞面积AL＝na(n＝1～7)，则数字变量液压变压器的输出压强等于P0A0/(na)。所以当柱塞缸的数量和型号增多时，数字变量液压变压器的调压范围增大、调压精度提高。
径向柱塞液压泵中的每个柱塞缸和油箱通过二位二通电磁阀相连，并采用数字控制器控制二位二通电磁阀的工作状态。当二位二通电磁阀失电位于常位时，柱塞缸与油箱之间油路被隔断，柱塞缸处于工作状态，可以对负载输出压力油，当二位二通电磁阀上电位于工作位时，柱塞缸与油箱之间油路连通，柱塞缸处于失效状态，不可以对负载输出压力油。通过控制二位二通电磁阀的工作状态即可调节径向柱塞液压泵等效柱塞面积的大小，数字变量液压变压器的输出压强与等效柱塞面积成反比。二位二通电磁阀的响应速度决定了数字变量液压变压器的工作频率，在数字控制器的控制下，二位二通电磁阀响应速度快，可以满足数字变量液压变压器高频变压的要求。
油泵向数字变量液压变压器供油，通过旋转配油阀进入径向柱塞液压马达，步进电机驱动旋转配油阀的阀芯旋转改变油路的通流面积，从而改变油泵对径向柱塞液压马达中各个柱塞缸的供油量，进而控制偏心杆件的旋转速度以及径向柱塞液压泵中各个柱塞缸的运动速度，改变数字变量液压变压器的对负载输出的压力油的流量，达到调节负载运动速度的目的。
本发明通过多个柱塞缸组合成径向柱塞液压马达和径向柱塞液压泵，两者具有相同的结构，故在实际使用过程中可以双向使用，且双向性能无差别；通过改变径向柱塞液压泵中参与工作的柱塞缸的数量和型号可以改变径向柱塞液压泵的等效柱塞面积，从而实现了数字变量液压变压器的变压功能；通过控制旋转配油阀的调节流量的作用，使数字变量液压变压器具备调节流量的功能。数字变量液压变压器的整个工作过程中除了仅有的摩擦力的能量损失，基本无节流损失，使数字变量液压变压器的工作效率大大提高。
本发明涉及的径向柱塞数字变量液压变压器主要有以下几个优点：
1.本发明采用径向柱塞缸组合进行变压，使输出压力与负载匹配。且可以通过增加柱塞缸的数量和型号的途径使该数字变量液压变压器的调压范围增大、调压精度提高。
2.本发明中径向柱塞液压马达和径向柱塞液压泵结构相同，故具有结构对称性，可以实现双向使用，双向性能具有一致性。
3.本发明可实现功率控制，即可实现对输出压强和输出流量的双重控制。输出压强P＝P0A0/AL。当AL最小时，液压变压器的输出压强最大；当AL最大时，液压变压器的输出压强最小。并通过旋转配油阀调节该数字变量液压变压器的输出流量。
4.本发明采用数字控制，通过控制与每个柱塞缸相连的二位二通电磁阀的工作状态，确定参与工作的柱塞缸的数量和型号。
5.本发明作为一种新型的液压变压器，基本消除了变压过程中的节流损失，极大的提高了变压效率，具有重要意义。
附图说明
图1是本数字变量液压变压器液压马达端结构示意图。
图2是本数字变量液压变压器作为径向柱塞液压泵(11)工作的状态示意图。
图3是本数字变量液压变压器作为径向柱塞液压马达(10)工作的状态示意图。
图4是旋转配油阀处于通流状态的一种示意图。
图5是旋转配油阀处于通流状态的另外一种示意图。
图6是旋转配油阀处于断流状态的示意图。
图中：柱塞缸(1)、复位弹簧(2)、二位二通电磁阀(3)、偏心杆件(4)、旋转配油阀(5)、供油单向阀(6)、吸油单向阀(7)、排油单向阀(8)、数字控制器(9)、径向柱塞液压马达(10)、径向柱塞液压泵(11)、液压泵两位四通电磁阀(12)、马达两位四通电磁阀(13)、外部模块(14)。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
如图1所示，包括柱塞缸1、旋转配油阀5、复位弹簧2和偏心杆件4，偏心杆件4外周沿圆周间隔设有多个柱塞缸1，每个柱塞缸1和偏心杆件4表面之间通过复位弹簧2连接，多个柱塞缸1连接于旋转配油阀5；通过复位弹簧2保证各个柱塞缸1及时复位，保证柱塞缸与偏心杆件紧密接触，实现压力油的持续输出。其特征在于：还包括二位二通电磁阀3、供油单向阀6、吸油单向阀7、排油单向阀8、液压泵两位四通电磁阀12和马达两位四通电磁阀13。
如图3所示，多个柱塞缸1、多个复位弹簧2和偏心杆件4共同构成径向柱塞液压马达10和径向柱塞液压泵11的功能部件，径向柱塞液压马达10与径向柱塞液压泵11通过偏心杆件4传递力，径向柱塞液压马达10由旋转配油阀5输出的恒压油液驱动，通过偏心杆件4的旋转带动径向柱塞液压泵11。
旋转配油阀5设有一个进油口、一个回油口和多个出油口，多个出油口分别连接到多个柱塞缸1的柱塞腔，出油口和柱塞缸1的数量相同且对应连接，旋转配油阀5的进油口和马达两位四通电磁阀13的A口连接，马达两位四通电磁阀13的B口和旋转配油阀5的回油口连接，马达两位四通电磁阀13的P口经供油单向阀6和外部模块14连接，供油单向阀6仅允许外部模块14向旋转配油阀5的流通，马达两位四通电磁阀13的T口和油箱连通；
油箱经吸油单向阀7和液压泵两位四通电磁阀12的P口连通，吸油单向阀7仅允许油箱向液压泵两位四通电磁阀12的流通，液压泵两位四通电磁阀12的T口经排油单向阀8和外部模块14连接，排油单向阀8仅允许液压泵两位四通电磁阀12向外部模块14的流通，液压泵两位四通电磁阀12的A口有油管路分别和多个柱塞缸1的柱塞腔连通，液压泵两位四通电磁阀12的B口有油管路分别和多个柱塞缸1的柱塞腔连通，多个柱塞缸1的柱塞腔均经各自的二位二通电磁阀3连通到油箱。
具体实施还包括数字控制器9，数字控制器9分别连接到液压泵两位四通电磁阀12和马达两位四通电磁阀13，通过数字控制器9控制液压泵两位四通电磁阀12、马达两位四通电磁阀13配合工作带动径向柱塞数字变量液压变压器作为径向柱塞液压马达11与径向柱塞液压泵12的功能切换；数字控制器9连接到各个柱塞缸1的二位二通电磁阀3，通过数字控制器9控制各个柱塞缸1的二位二通电磁阀3工作进而控制工作流通的柱塞缸1的数量和型号，实现输出多级压力油的的压力和流量的控制。
通过数字控制器9控制各个柱塞缸1的工作状态，使得径向柱塞数字变量液压变压器在径向柱塞液压马达11与径向柱塞液压泵12之间功能切换，切换方式为：
如图2所示，当液压泵两位四通电磁阀12失电位于常位且马达两位四通电磁阀13上电位于非工作位时，液压泵两位四通电磁阀12的A口和P口连通，液压泵两位四通电磁阀12的B口和T口连通，马达两位四通电磁阀13A口、P口、B口和T口均不联通，径向柱塞数字变量液压变压器工作状态为径向柱塞液压泵11，外部模块14为负载，油箱中的油液依次经吸油单向阀7、液压泵两位四通电磁阀12后流入到各个柱塞缸1中，柱塞缸1中的油液经液压泵两位四通电磁阀12、排油单向阀8后回油到负载的外部模块14；由此形成径向柱塞液压泵11。
如图3所示，当液压泵两位四通电磁阀12上电位于非工作位且马达两位四通电磁阀13失电位于常位时，液压泵两位四通电磁阀12A口、P口、B口和T口均不联通，马达两位四通电磁阀13的A口和P口连通，马达两位四通电磁阀13的B口和T口连通，径向柱塞数字变量液压变压器工作状态为径向柱塞液压马达10，外部模块14为油泵，油泵的外部模块14从油箱抽取油液依次经供油单向阀6、马达两位四通电磁阀13后流入到旋转配油阀5，经旋转配油阀5配流流入到各个柱塞缸1中，柱塞缸1中的油液经旋转配油阀5配流后再经马达两位四通电磁阀13回油到油箱；由此形成径向柱塞液压马达10。
外部模块14实际指在可不同时刻分别承担油泵或者负载作用的功能装置。例如在起重机的能量回收应用中，举升重物和放下重物并回收液压能两个过程中，作为外部模块14的重物先后作为负载和油泵，作为外部模块14的起重机动力源和蓄能器先后作为油泵和负载
旋转配油阀由阀芯、阀套组成，并由步进电机驱动阀芯旋转来改变油路的通流面积。
各个柱塞缸1的活塞面积各不相同。具体实施中，径向柱塞液压马达10和径向柱塞液压泵11由六个面积分别为a、2a、4a、a、2a、4a的柱塞缸1组成，径向柱塞液压马达10和径向柱塞液压泵11的总有效柱塞面积是7a，则径向柱塞液压泵11的等效柱塞面积AL＝na(n＝1～7)，数字变量液压变压器的输出P＝P0A0/AL,其中P0为旋转配油阀5输出的油液压力、A0为径向柱塞液压马达10的参与工作的等效柱塞面积、AL为径向柱塞液压泵11的等效柱塞面积。改变柱塞缸1的数量和型号，径向柱塞液压泵11的等效柱塞面积发生改变，则数字变量液压变压器的输出压强可以在P＝P0A0/7a到P＝P0A0/a之间多级变化。增加柱塞缸1的数量和型号就可以提高数字变量液压变压器的调压精度和调压范围。在实际工作时，根据外部负载的压强PL及公式AL＝P0A0/PL，计算出径向柱塞液压泵11所需要的等效柱塞面积，根据计算出的AL选择数量和型号合适的柱塞缸1，使最终确定的等效柱塞面积稍小于AL，数字变量液压变压器输出的压力稍大于外部负载。数字变量液压变压器的输出压强与外部负载的匹配程度越高，变压过程中的节流损失越小，因此大大提高了液压变压器的效率。
数字变量液压变压器的变压精度以及压力调节范围通过增加径向柱塞液压泵11中柱塞缸1的数量和不同活塞面积的柱塞缸1型号来提高。
数字变量液压变压器的响应频率由二位二通电磁阀3的工作频率调整。
数字控制器9根据控制信号控制调整各个二位二通电磁阀3是否工作的状态，从而决定径向柱塞液压泵11中的柱塞缸1是否失效，以此对参与工作的柱塞缸1的数量和型号进行选择，达到输出多级压力油的目的，再通过旋转配油阀5对流量进行控制。
改变旋转配油阀5的油路的通流面积，从而改变油泵对径向柱塞液压马达10中各个柱塞缸1的供油量，进而控制偏心杆件4的旋转速度以及径向柱塞液压泵11中各个柱塞缸1的运动速度。
旋转配油阀具体工作状态可由图4、图5和图6说明：
工作状态一如图4所示，油泵输出的恒压油液经旋转配油阀5和供油单向阀6流入径向柱塞液压马达10的A、B、C三个柱塞缸1，此时D、E、F三个柱塞缸中的油液经旋转配油阀5回流至油箱；旋转配油阀5中的阀芯与阀体之间的通流面积越大，油泵对柱塞缸1的供油流量越大，偏心杆件4的旋转速度越快，则径向柱塞液压泵11可在偏心杆件的带动下输出的压力油流量越大。
工作状态二如图5所示，油泵输出的恒压油液经旋转配油阀5和供油单向阀6流入径向柱塞液压马达10的B、C、D三个柱塞缸1，此时E、F、A三个柱塞缸中的油液经旋转配油阀5回流至油箱；由工作状态一转换为工作状态二，径向柱塞液压马达10中参与工作的柱塞泵1发生改变，从而推动偏心杆件旋转。
工作状态三如图6所示，此时旋转配油阀5处于断流状态，则此数字变量液压变压器处于非工作状态。
上述方案中径向柱塞液压泵以六个柱塞缸组合为例，但是具体实施可以根据需要选择多个柱塞缸，视具体情况而定。
由此实施可见，本发明可同时调节变压器的输出流量和输出压强，实现功率调节，并根据实际工况可以设计出不同调压精度以及调压范围的液压变压器。
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种径向柱塞数字变量液压变压器，包括柱塞缸(1)、旋转配油阀(5)、复位弹簧(2)和偏心杆件(4)，偏心杆件(4)外周沿圆周间隔设有多个柱塞缸(1)，每个柱塞缸(1)和偏心杆件(4)表面之间通过复位弹簧(2)连接，多个柱塞缸(1)连接于旋转配油阀(5)；其特征在于：还包括二位二通电磁阀(3)、供油单向阀(6)、吸油单向阀(7)、排油单向阀(8)、液压泵两位四通电磁阀(12)和马达两位四通电磁阀(13)；
旋转配油阀(5)设有一个进油口、一个回油口和多个出油口，多个出油口分别连接到多个柱塞缸(1)的柱塞腔，旋转配油阀(5)的进油口和马达两位四通电磁阀(13)的A口连接，马达两位四通电磁阀(13)的B口和旋转配油阀(5)的回油口连接，马达两位四通电磁阀(13)的P口经供油单向阀(6)和外部模块(14)连接，马达两位四通电磁阀(13)的T口和油箱连通；
油箱经吸油单向阀(7)和液压泵两位四通电磁阀(12)的P口连通，液压泵两位四通电磁阀(12)的T口经排油单向阀(8)和外部模块(14)连接，液压泵两位四通电磁阀(12)的A口分别和多个柱塞缸(1)的柱塞腔连通，液压泵两位四通电磁阀(12)的B口分别和多个柱塞缸(1)的柱塞腔连通，多个柱塞缸(1)的柱塞腔均经各自的二位二通电磁阀(3)连通到油箱。
2.根据权利要求1所述的一种径向柱塞数字变量液压变压器，其特征在于：
还包括数字控制器(9)，数字控制器(9)分别连接到液压泵两位四通电磁阀(12)和马达两位四通电磁阀(13)，通过数字控制器(9)控制液压泵两位四通电磁阀(12)、马达两位四通电磁阀(13)配合工作带动径向柱塞数字变量液压变压器作为径向柱塞液压马达与径向柱塞液压泵的功能切换；数字控制器(9)连接到各个柱塞缸(1)的二位二通电磁阀(3)，通过数字控制器(9)控制各个柱塞缸(1)的二位二通电磁阀(3)工作进而控制工作流通的柱塞缸(1)的数量，实现输出多级压力油的压力和流量的控制。
3.根据权利要求2所述的一种径向柱塞数字变量液压变压器，其特征在于：
通过数字控制器(9)控制各个柱塞缸(1)的工作状态：
当液压泵两位四通电磁阀(12)失电位于常位且马达两位四通电磁阀(13)上电位于非工作位时，液压泵两位四通电磁阀(12)的A口和P口连通，液压泵两位四通电磁阀(12)的B口和T口连通，马达两位四通电磁阀(13)A口、P口、B口和T口均不联通，所述的径向柱塞数字变量液压变压器工作状态为泵的工作状态，变成径向柱塞液压泵，外部模块(14)为负载，油箱中的油液依次经吸油单向阀(7)、液压泵两位四通电磁阀(12)后流入到各个柱塞缸(1)中，柱塞缸(1)中的油液经液压泵两位四通电磁阀(12)、排油单向阀(8)后回油到负载的外部模块(14)；
当液压泵两位四通电磁阀(12)上电位于非工作位且马达两位四通电磁阀(13)失电位于常位时，液压泵两位四通电磁阀(12)A口、P口、B口和T口均不联通，马达两位四通电磁阀(13)的A口和P口连通，马达两位四通电磁阀(13)的B口和T口连通，所述的径向柱塞数字变量液压变压器工作状态为马达的工作状态，变成径向柱塞液压马达，外部模块(14)为油泵，油泵的外部模块(14)从油箱抽取油液依次经供油单向阀(6)、马达两位四通电磁阀(13)后流入到旋转配油阀(5)，经旋转配油阀(5)配流流入到各个柱塞缸(1)中，柱塞缸(1)中的油液经旋转配油阀(5)配流后再经马达两位四通电磁阀(13)回油到油箱。
4.根据权利要求1所述的一种径向柱塞数字变量液压变压器，其特征在于：
各个所述柱塞缸(1)的活塞面积按照2的指数倍变化。
5.根据权利要求3所述的一种径向柱塞数字变量液压变压器，其特征在于：
在工作状态为径向柱塞液压泵情况下，所述数字控制器(9)根据控制信号控制调整各个二位二通电磁阀(3)是否工作的状态，从而决定径向柱塞液压泵中的柱塞缸(1)是否失效，以此对参与工作的柱塞缸(1)的数量进行选择，达到输出多级压力油的目的；在工作状态为径向柱塞液压马达情况下，通过旋转配油阀(5)对流量进行控制。
6.根据权利要求3所述的一种径向柱塞数字变量液压变压器，其特征在于：
在工作状态为径向柱塞液压马达情况下，改变旋转配油阀(5)的油路的通流面积，从而改变油泵对径向柱塞液压马达中各个柱塞缸(1)的供油量，进而控制偏心杆件(4)的旋转速度以及各个柱塞缸(1)的运动速度。
CN202110035573.8A 2021-01-12 2021-01-12 一种径向柱塞数字变量液压变压器 Active CN112879393B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110035573.8A CN112879393B (zh) 2021-01-12 2021-01-12 一种径向柱塞数字变量液压变压器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110035573.8A CN112879393B (zh) 2021-01-12 2021-01-12 一种径向柱塞数字变量液压变压器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112879393A CN112879393A (zh) 2021-06-01
CN112879393B true CN112879393B (zh) 2022-04-05

Family

ID=76044184

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110035573.8A Active CN112879393B (zh) 2021-01-12 2021-01-12 一种径向柱塞数字变量液压变压器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112879393B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113374663B (zh) * 2021-06-28 2022-10-04 太原理工大学 一种基于高速开关阀的液压泵流量调节装置及调控方法
CN113969603A (zh) * 2021-11-29 2022-01-25 山河智能装备股份有限公司 一种挖掘机及其液驱电控系统

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3995973A (en) * 1975-09-04 1976-12-07 Deere & Company Variable displacement hydraulic system
JPH11294404A (ja) * 1998-02-10 1999-10-26 Yuken Kogyo Co Ltd 油圧駆動装置
DE102012212012A1 (de) * 2012-07-10 2014-05-15 Continental Teves Ag & Co. Ohg Aktuator und Verfahren zum Druckaufbau und Druckabbau in einer elektrohydraulischen Brake-by-Wire-Bremsanlage
CN105059274A (zh) * 2015-08-12 2015-11-18 王林翔 一种车辆动能转换与恢复装置
CN105134573A (zh) * 2015-08-12 2015-12-09 王林翔 一种柱塞组合式数字变量泵
CN107630847A (zh) * 2017-09-15 2018-01-26 太原理工大学 电比例压力连续调控液压马达/泵
CN107850056A (zh) * 2015-07-10 2018-03-27 胡斯可国际股份有限公司 径向活塞泵组件及其在液压回路中的应用
CN109505941A (zh) * 2018-12-03 2019-03-22 浙江大学 一种低速大扭矩步进式执行系统
WO2020130851A1 (en) * 2018-12-20 2020-06-25 Diinef As Hydraulic machine with controllable valves and method for idling such a hydraulic machine
CN112112776A (zh) * 2019-06-04 2020-12-22 阿尔特弥斯智能动力有限公司 液压机和系统

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101858094B (zh) * 2010-06-10 2016-07-06 中国重汽集团青岛重工有限公司 挖掘机液压混合动力系统
JP6005565B2 (ja) * 2013-03-18 2016-10-12 ヤンマー株式会社 油圧装置
CN105134578A (zh) * 2015-07-30 2015-12-09 徐州重型机械有限公司 一种具备能量回收功能的柱塞泵
CN107477051B (zh) * 2017-09-15 2019-02-15 太原理工大学 载荷差异油电液复合背压调控双执行器系统

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3995973A (en) * 1975-09-04 1976-12-07 Deere & Company Variable displacement hydraulic system
JPH11294404A (ja) * 1998-02-10 1999-10-26 Yuken Kogyo Co Ltd 油圧駆動装置
DE102012212012A1 (de) * 2012-07-10 2014-05-15 Continental Teves Ag & Co. Ohg Aktuator und Verfahren zum Druckaufbau und Druckabbau in einer elektrohydraulischen Brake-by-Wire-Bremsanlage
CN107850056A (zh) * 2015-07-10 2018-03-27 胡斯可国际股份有限公司 径向活塞泵组件及其在液压回路中的应用
CN105059274A (zh) * 2015-08-12 2015-11-18 王林翔 一种车辆动能转换与恢复装置
CN105134573A (zh) * 2015-08-12 2015-12-09 王林翔 一种柱塞组合式数字变量泵
CN107630847A (zh) * 2017-09-15 2018-01-26 太原理工大学 电比例压力连续调控液压马达/泵
CN109505941A (zh) * 2018-12-03 2019-03-22 浙江大学 一种低速大扭矩步进式执行系统
WO2020130851A1 (en) * 2018-12-20 2020-06-25 Diinef As Hydraulic machine with controllable valves and method for idling such a hydraulic machine
CN112112776A (zh) * 2019-06-04 2020-12-22 阿尔特弥斯智能动力有限公司 液压机和系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN112879393A (zh) 2021-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112879393B (zh) 一种径向柱塞数字变量液压变压器
CN112901570B (zh) 一种应用于液压压力机的电液作动系统
CN102226453B (zh) 一种双余度电液伺服执行器
CN108591144B (zh) 电机驱动双定量泵双蓄能器的分布式直驱挖掘机液压系统
CN107489663B (zh) 一种变量泵及运用变量泵的液压控制系统
CN107542729B (zh) 一种复合控制式液压泵及复合液压控制系统
CN104863914A (zh) 一种电液联控合流阀
CN105134573A (zh) 一种柱塞组合式数字变量泵
CN102285143B (zh) 液压机变量柱塞泵系统
CN203532367U (zh) 多档功率控制变量柱塞泵
CN113217484B (zh) 一种实现压力升降的液压软开关变压器及其工作方法
CN209228801U (zh) 一种液压系统以及农用机械
CN107120324A (zh) 齿轮泵控折弯机液压控制系统
CN108266413B (zh) 基于压力选择阀的非对称电静液作动器
CN110864015A (zh) 双作用执行元件速度切换液压控制系统
CN112324725A (zh) 一种数字变量液压变压器
CN203685727U (zh) 沙滩清洁车比例液压控制系统
CN209892555U (zh) 一种基于液压缸负负载回油腔的双向调速液压控制系统
CN112096669A (zh) 一种伺服泵-阀控折弯机液压系统
EP2902628B1 (en) Reciprocating low-speed heavy-load hydraulic pump with variable action area
CN201944035U (zh) 可控低速大扭矩动力头马达
CN108483264B (zh) 起重机械的液压控制系统和起重机械
CN213628209U (zh) 一种伺服泵-阀控折弯机液压系统
CN113530901B (zh) 一种负负载直接蓄能型液压控制系统
CN112127415A (zh) 一种基于负载敏感的挖掘机动臂节能液压系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant