[發(fā)明專利]獲取液壓泵的排量控制機構(gòu)特性參數(shù)的方法和檢測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910158808.1
• 申請日: 2009-07-06
• 公開（公告）號: CN101608648A
• 公開（公告）日: 2009-12-23
• 發(fā)明（設計）人: 周翔;曹顯利
• 申請（專利權(quán)）人: 三一重工股份有限公司
• 主分類號: F15B19/00
• 分類號: F15B19/00
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 李兆嶺;逯長明

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及一種液壓檢測技術(shù)，特別涉及一種獲取液壓泵的排量控制機構(gòu)特性參數(shù)的方法，該排量控制機構(gòu)用于對液壓泵的排量進行調(diào)節(jié)控制；還涉及到一種實施該方法的液壓泵排量控制機構(gòu)的檢測裝置。

背景技術(shù)

工程機械一般具有傳動功率大、動作速度低、調(diào)速范圍廣、控制過程復雜多變的特點，而這正是液壓傳動的優(yōu)點，因此，工程機械領域普遍采用液壓系統(tǒng)作為主要的傳動方式。而且，相繼出現(xiàn)了很多全液壓工程機械，如：全液壓挖掘機、全液壓推土機、全液壓起重機、全液壓平地機、全液壓壓路機、全液壓攤鋪機、全液壓叉車等。

液壓系統(tǒng)一般包括液壓泵、液壓閥和液壓執(zhí)行元件。液壓泵將原動機的機械能轉(zhuǎn)化為液壓油的液壓能，液壓閥對液壓油的壓力、流量和方向進行調(diào)節(jié)，液壓執(zhí)行元件將液壓油的液壓能轉(zhuǎn)化為機械能，執(zhí)行相應的動作，完成預定的操作。

隨著工作環(huán)境和工作要求的多樣化，工程機械也對液壓系統(tǒng)的功能提出了不同的要求，要求液壓系統(tǒng)具有預定的控制功能，如恒功率控制功能、壓力切斷功能、負載敏感功能、本泵功率控制功能、交叉功率控制功能、負流量控制功能、正流量控制功能等。根據(jù)基本控制原理的不同，液壓系統(tǒng)的控制功能主要包括三類：速度控制功能、功率控制功能和節(jié)能控制功能。

在液壓系統(tǒng)中，液壓執(zhí)行元件執(zhí)行動作的速度取決于液壓油壓力和液壓泵的輸出流量，液壓系統(tǒng)的輸出功率也與液壓系統(tǒng)壓力和液壓泵的輸出流量有關，由于液壓系統(tǒng)的壓力決定于負載的大小，所以對液壓執(zhí)行元件執(zhí)行動作速度的控制和液壓系統(tǒng)輸出功率的控制實際上是通過控制液壓泵的輸出流量實現(xiàn)的。節(jié)能控制的基本思想是平衡流量供給和流量需求，即，通過調(diào)節(jié)液壓泵的輸出流量以恰好滿足液壓執(zhí)行元件的對液壓油流量需求為目的，減少無用液壓能的輸出，實現(xiàn)液壓系統(tǒng)的節(jié)能，因此，實現(xiàn)節(jié)能控制也需要控制液壓泵的輸出流量。可見，液壓系統(tǒng)的控制功能的實現(xiàn)主要取決于對液壓泵的輸出流量的控制。

液壓泵的輸出流量又與輸入轉(zhuǎn)速和排量有關。液壓泵的轉(zhuǎn)速由原動機提供，在工程機械行業(yè)，普遍采用發(fā)動機作為動力源；為了延長發(fā)動機的使用壽命、節(jié)省發(fā)動機的燃油消耗，一般會對柴油機進行轉(zhuǎn)速控制，即，通過控制液壓泵的吸收功率基本恒定使發(fā)動機的轉(zhuǎn)速保持基本恒定，以使發(fā)動機免受液壓系統(tǒng)負載沖擊的影響；因此，在實際作業(yè)中，液壓泵的輸入轉(zhuǎn)速基本保持恒定，這樣，對液壓泵輸出流量的控制實質(zhì)上是對其排量的控制。

為了實現(xiàn)液壓泵排量的自動調(diào)節(jié)，一般用排量控制機構(gòu)實現(xiàn)液壓泵排量的自適應調(diào)節(jié)。排量控制機構(gòu)根據(jù)液壓泵出口壓力的變化對液壓泵的排量進行調(diào)節(jié)，以滿足預定的要求。排量控制機構(gòu)調(diào)節(jié)液壓泵排量的基本原理是：排量控制機構(gòu)接收液壓泵出口的壓力信號，再根據(jù)液壓泵出口壓力驅(qū)動液壓泵的變量機構(gòu)進行預定的動作，實現(xiàn)對液壓泵排量的調(diào)節(jié)。雖然液壓系統(tǒng)的具體的控制功能存在差別，但其基本控制原理是相同的，只是液壓泵的變量機構(gòu)與出口壓力之間有不同的傳遞函數(shù)，以下以液壓系統(tǒng)的恒功率控制功能為例對排量控制機構(gòu)的工作原理進行說明。

具有恒功率控制功能的液壓系統(tǒng)中，排量控制機構(gòu)的輸入端與液壓泵出口相連，輸出端與液壓泵的變量機構(gòu)相連，一般變量機構(gòu)包括變量活塞。排量控制機構(gòu)根據(jù)液壓泵出口壓力的變化，通過機械結(jié)構(gòu)和液壓油路推動液壓泵的變量活塞進行預定的動作，使變量活塞伸出和縮回，進而使液壓泵的斜盤傾角產(chǎn)生適當?shù)淖兓淖円簤罕玫呐帕浚瑢崿F(xiàn)對液壓泵輸出流量的調(diào)節(jié)。當液壓泵出口壓力升高時，減小液壓泵排量，使液壓泵輸出流量降低；當液壓泵出口壓力降低時，使液壓泵排量增加，使液壓泵輸出流量增加，進而使液壓泵輸出功率保持基本恒定，使液壓系統(tǒng)以基本恒定的方式輸出液壓能，實現(xiàn)液壓系統(tǒng)的恒功率控制。

由此，可以看出，液壓系統(tǒng)控制功能的實現(xiàn)主要決定于液壓泵的控制性能，而液壓泵控制性能又取決于排量控制機構(gòu)的性能。因此，獲取排量控制機構(gòu)的特性參數(shù)，以了解排量控制機構(gòu)的性能，成為液壓系統(tǒng)特定控制功能實現(xiàn)的關鍵。

對于具有恒功率控制功能的液壓泵來講，其排量控制機構(gòu)的性能可以用液壓泵的輸出功率與液壓泵壓力的關系曲線來評價。如果隨著壓力的變化，液壓泵的輸出功率基本不變，認為該排量控制機構(gòu)的性能較好，反之認為其性能較差。

液壓泵的輸出功率又與液壓泵出口壓力和液壓泵的輸出流量有關，因此，為了實現(xiàn)對該液壓泵的排量控制機構(gòu)的性能進行評價，需要獲取壓力參數(shù)和輸出流量參數(shù)。同樣，在具有速度控制功能和節(jié)能控制功能的液壓系統(tǒng)中，對液壓泵的排量控制機構(gòu)的特性進行評價也需要以壓力參數(shù)和輸出流量參數(shù)為基礎。