[發明專利]用模擬量控制液壓能量吸收的裝置及方法

在審

• 申請號: 201310434207.5
• 申請日: 2013-09-23
• 公開（公告）號: CN103527572A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 王小磊;席建中
• 申請（專利權）人: 徐州工程學院
• 主分類號: F15B21/14
• 分類號: F15B21/14;F15B21/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.用模擬量控制液壓能量吸收的裝置，該裝置包括能量吸收殼體(1)、彈性支撐(2)、密封條(3)、上蓋(4)、浮動壓力平衡側板(5)、前后端蓋(6)、控制閥殼體(7)、移動支撐墊片(8)、錐伐芯(9)、錐伐彈簧(10)、調節手柄(11)、控制油路回油管道(12)、油箱(13)、上穩壓腔壓力傳感器(14)、下內耗腔壓力傳感器(15)、伺服步進電機(16)、控制用計算機(17)、電位差比較器(18)、輸出脈沖控制信號線路(19)、輸入控制信號線路(20)、上穩壓腔壓力傳感器信號轉換模塊(21)、下內耗腔壓力傳感器信號轉換模塊(22)，能量吸收殼體(1)與前后端蓋(6)固定連接形成一個帶有內槽的長方體，浮動壓力平衡側板(5)為長方體在該長方槽內形成動配合，浮動壓力平衡側板(5)的四周有密封條(3)進行密封，彈性支撐(2)的上方與浮動壓力平衡側板(5)的下面接觸，彈性支撐(2)的下方與能量吸收殼體(1)的地面接觸，形成浮動壓力平衡側板(5)的下面與能量吸收殼體(1)的內底部形成了下內耗腔，下內耗腔的高度即下內耗腔間隙(δ)、下內耗腔寬度(L)、浮動壓力平衡側板(5)的上面與上蓋(4)形成了上穩壓腔，通過浮動壓力平衡側板(5)上的上下腔連接孔(E)使上穩壓腔與下內耗腔接通，上下腔連接孔(E)的位置處在浮動壓力平衡側板(5)的縱向中心線前半部，靠近前后端蓋(6)，在前后端蓋(6)上分別有主進油口(a)、主出油口(b)，主進油口、主出油口處于前后端蓋(6)的縱向中心線上，同時與能量吸收殼體(1)的底面靠近并在下內耗腔之內，在能量吸收殼體(1)的兩側面上端有控制進油口(K1)、控制出油口(K2)，控制進油口、控制出油口處在上穩壓腔之內，錐伐彈簧(10)左端壓在錐伐芯(9)上、右端壓在移動支撐墊片(8)上，使錐伐芯(9)將控制出油口孔堵死，調整調節手柄(11)可調節錐伐芯(9)堵塞控制出油口的壓力，錐伐芯(9)與移動支撐墊片(8)與控制閥殼體(7)動配合，移動支撐墊片(8)固定在能量吸收殼體(1)的右側面控制出油口(K2)處，而調節手柄(11)由伺服步進電機(16)的輸出量扭矩轉角ω控制，由上穩壓腔壓力傳感器(14)的上穩壓腔壓力傳感器信號轉換模塊(21)的輸出信號U₁I₁和下內耗腔壓力傳感器(15)的上穩壓腔壓力傳感器信號轉換模塊(22)的輸出信號U₂I₂經電位差比較器(18)進行比較運算后輸出△I₃△U₃，經輸入控制信號線路(20)進入控制用計算機(17)，由控制用計算機發出電脈沖新型號，經輸出脈沖控制信號線路輸入伺服步進電機(16)，由伺服步進電機(16)控制調節手柄。

2.根據權利要求1所述的用模擬量控制液壓能量吸收的裝置，其特征是：控制閥殼體(7)內有圓形移動支撐墊片(8)與之動配合，移動支撐墊片(8)左端面與預壓錐伐彈簧(10)接觸，錐伐彈簧(10)的左端面與錐伐芯(9)接觸，移動支撐墊片(8)的右端面與調節手柄(11)接觸，轉動調節手柄(11)可調節錐伐彈簧(10)的預緊力，控制閥殼體(7)的內腔通過控制油路回油管道(12)與油箱(13)接通，而調節手柄(11)與伺服步進電機(16)的輸出軸所產生的扭矩轉角ω連接，伺服步進電機(16)通過輸出脈沖控制信號線路(19)與控制用計算機(17)連接，控制用計算機(17)通過輸入控制信號線路(20)與電位差比較器(18)連接，電位差比較器(18)分別與上穩壓腔壓力傳感器信號轉換模塊(21)和下內耗腔壓力傳感器信號轉換模塊(22)連接，上穩壓腔壓力傳感器信號轉換模塊(21)與上穩壓腔壓力傳感器(14)連接，下內耗腔壓力傳感器信號轉換模塊(22)與下內耗腔壓力傳感器(15)連接。

3.根據權利要求1所述的用模擬量控制液壓能量吸收的裝置，其特征是：能量吸收殼體(1)為U字型長方體，左右兩側的內壁面要平行，要有較高的光潔度，在左右兩側壁上分別有控制進油口(K1)、控制出油口(K2)，底部有下內耗腔壓力傳感器(15)，根據特征1所述的上蓋(4)為長方體板，內面有1上穩壓腔壓力傳感器(14)。

4.一種用模擬量控制液壓能量吸收的方法，其具體吸收方法步驟為：當帶有能量的液體PQ進入主進油口到由下內耗腔的高度即下內耗腔間隙(δ)和下內耗腔寬度(L)形成的過流斷面下內耗腔到主出油口流出，通過該裝置的主能量吸收過程計算，其函數式為

其中，y為液體流進該能量吸收裝置的損失能量（也就是該裝置的吸收能量）；

Q為液體流進該能量吸收裝置的流量，當Q增大y也線性增大；

δ為液體流進該能量吸收裝置的間隙量（下內耗腔間隙），當減小時使y成三次方數量級增大；所有的能量損失都轉換為熱能；

主能量吸收過程：當帶有能量的液體PQ進主出油口到由下內耗腔的高度即下內耗腔間隙(δ)和下內耗腔寬度(L)形成的過流斷面下內耗腔到主出油口流出，通過計算液體流進該裝置時所損失的能量y與Q線性增大，與下內耗腔間隙(δ)成三次方數量級增大；模擬量的控制過程：控制油路△P△Q進入控制進油口(K1)，再進入上穩壓腔，當壓力能夠克服錐伐彈簧(10)的預緊力時錐伐芯(9)右移控制出油口(K2)打開，液體流經控制出油口—控制油路回油管道(12)—油箱(13)，只要保持這種流動狀態，則上穩壓腔的壓力為一個恒定值，該恒定值克服下內耗腔的壓力及彈性支撐(2)力，從而可以控制下內耗腔間隙(δ)變化，每調整一次調節手柄(11)下內耗腔內的壓力就可變為另一個恒定值，又使下內耗腔間隙(δ)再次變化，而調節手柄由伺服步進電機(16)的輸出量扭矩轉角ω控制，由上穩壓腔壓力傳感器信號轉換模塊(21)的輸出信號U₁I₁和下內耗腔壓力傳感器信號轉換模塊(22)的輸出信號U₂I₂經過電位差比較器(18)進行比較運算后輸出△I₃△U₃，經輸入控制信號線路(20)進入控制用計算機(17)，由控制用計算機發出電脈沖新型號，經輸出脈沖控制信號線路(19)輸入到伺服步進電機(16)，伺服步進電機(16)控制調節手柄，完成整個液壓能量吸收控制過程。