[發明專利]一種斜盤式變量軸向柱塞泵的變量控制特性工況模擬實時檢測系統及方法

有效

• 申請號: 202010599786.9
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111779663B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 張斌;趙春曉;洪昊岑;程國贊;楊華勇
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F04B51/00
• 分類號: F04B51/00;F04B1/324;F04B1/22;F04B1/128
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 鄭海峰

1.一種斜盤式變量軸向柱塞泵的變量控制特性工況模擬實時檢測系統，其特征在于包括被測泵、模型泵、控制器和先導閥；

所述的被測泵包括被測泵主軸、被測泵出油口、被測泵端蓋、被測泵泵殼、被測泵變量活塞、被測泵角位移傳感器、被測泵柱塞、被測泵斜盤、被測泵回程彈簧、被測泵柱塞壓力傳感器；被測泵的柱塞腔下死點位安裝有被測泵柱塞壓力傳感器，被測泵斜盤上安裝有被測泵角位移傳感器，變量活塞腔內安裝油液壓力傳感器，被測泵柱塞壓力傳感器、被測泵角位移傳感器、被測泵油液壓力傳感器分別與控制器連接；

所述的模型泵包括模型泵角位移傳感器、模型泵回程彈簧、電動推桿、模型泵斜盤、模型泵接觸力傳感器、模型泵變量活塞、模型泵端蓋、模型泵泵殼；模型泵斜盤與變量活塞分別和被測泵的斜盤與變量活塞具有相同的結構和尺寸，模型泵上各部件與被測泵上對應部件采用相同的布置方式，且對應部件所在位置的分布圓半徑一致；電動推桿安裝在模型泵端蓋上，電動推桿的推出側緊貼模型泵斜盤，每個電動推桿與模型泵斜盤之間安裝有模型泵接觸力傳感器，模型泵斜盤上安裝有模型泵角位移傳感器，變量活塞腔內安裝油液壓力傳感器，模型泵接觸力傳感器、模型泵角位移傳感器、模型泵油液壓力傳感器分別與控制器連接；

被測泵出油口連接先導閥，先導閥出口分別連接模型泵變量活塞和被測泵變量活塞。

2.根據權利要求1所述的斜盤式變量軸向柱塞泵的變量控制特性工況模擬實時檢測系統，其特征在于所述的被測泵為斜盤式軸向變量柱塞泵，所述的模型泵安裝在被測泵主軸上，被測泵端蓋與所述的模型泵端蓋緊貼布置；被測泵與所述的模型泵上對應部件采用鏡像對稱的布置方式。

3.根據權利要求1所述的斜盤式變量軸向柱塞泵的變量控制特性工況模擬實時檢測系統，其特征在于所述的模型泵還包括模型泵主軸，所述的模型泵與被測泵相互獨立，先導閥分別連接模型泵變量活塞和被測泵變量活塞；模型泵主軸與被測泵主軸同步轉動。

4.根據權利要求1所述的斜盤式變量軸向柱塞泵的變量控制特性工況模擬實時檢測系統，其特征在于所述的模型泵泵殼為透明材質。

5.根據權利要求1-4任一項所述的斜盤式變量軸向柱塞泵的變量控制特性工況模擬實時檢測系統，其特征在于，所述的模型泵變量活塞的數量與被測泵變量活塞的數量相同。

6.根據權利要求1-4任一項所述的斜盤式變量軸向柱塞泵的變量控制特性工況模擬實時檢測系統，其特征在于，所述的電動推桿的數量與被測泵柱塞的數量相同，電動推桿在模型泵端蓋上的布置和被測泵柱塞在被測泵端蓋上的布置方式相同，布置位置所在的分布圓半徑一致。

7.一種如權利要求6所述檢測系統的變量控制特性工況模擬實時檢測方法，其特征在于包括如下步驟：

被測泵與模型泵同步轉動；通過被測泵油液壓力傳感器和模型泵油液壓力傳感器，測得被測泵出口壓力Y₁和模型泵出口壓力Y₂，調整先導閥使Y₁＝Y₂，保證測試開始時被測泵和模型泵處于相同的油液壓力下；

被測泵的出口油液流經先導閥后，再分別接入被測泵變量活塞和模型泵變量活塞，通過控制先導閥使流入兩個變量活塞的流量相等，進而使模型泵斜盤和被測泵斜盤的傾角一致；

通過被測泵柱塞壓力傳感器和被測泵角位移傳感器測得各被測泵柱塞的柱塞壓力Pi和斜盤傾角α₁，其中i為被測泵柱塞的數量；柱塞壓力Pi隨被測泵主軸的轉動而實時變化；該壓力數據被實時發送給控制器；由于電動推桿不轉動，而被測泵柱塞實時轉動，依照電動推桿在模型泵分布圓上的位置，以被測泵分布圓上相同的位置作為各電動推桿的虛擬位置，將此虛擬位置數據輸入控制器；控制器實時選取與每個電動推桿虛擬位置距離最近的兩個被測泵柱塞的壓力值，然后根據分布圓上每個電動推桿虛擬位置距離相鄰兩個被測泵柱塞的角度值，按比例計算出每個電動推桿虛擬位置處對應的壓力值，即每個電動推桿需要平衡的壓力值P_i合，最后根據公式F_i＝P_i合A輸出各個電動推桿需要施加的推力值Fi，其中A為電動推桿的截面積；電動推桿作用在模型泵斜盤上，通過模型泵接觸力傳感器和模型泵角位移傳感器測得各電動推桿對模型泵斜盤的推力Ti以及模型泵的斜盤傾角α₂；

將所測得模型泵的推桿壓力Ti和斜盤傾角α₂反饋給控制器；控制器計算推桿壓力Ti與被測泵柱塞的柱塞壓力Pi的差值，然后形成壓力偏差信號，控制器根據壓力偏差信號調整施加給推桿的推力Fi；

控制器計算模型泵的斜盤傾角α₂與被測泵的斜盤傾角α₁的差值，然后形成角度偏差信號，控制器根據角度偏差信號調整流入被測泵變量活塞和模型泵變量活塞的流量；

當被測泵的斜盤傾角α₁保持穩定不變時，通過模型泵斜盤上的角位移傳感器測得模型泵的斜盤傾角α₂即為被測泵運行狀態中的斜盤傾角；通過對模型泵各部件的工況觀察以及傳感器的參數顯示，即可實現對被測泵真實變量控制特性的工況模擬。