[發(fā)明專利]一種可調節(jié)壓力沖擊的徑向數字泵及其控制方法

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• 申請日: 2022-02-28
• 公開（公告）號: CN114483674A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設計）人: 鐘麒;余誠;徐恩光;賈體偉;李研彪;陳波
• 申請（專利權）人: 浙江工業(yè)大學
• 主分類號: F15B11/00
• 分類號: F15B11/00;F15B19/00;F15B21/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 鄭海峰

1.一種可調節(jié)壓力沖擊的徑向數字泵，其特征在于包括：凸輪(11)，位移傳感系統(tǒng)(6)、壓力傳感系統(tǒng)(7)、速度閉環(huán)控制器(8)、控制器(10)和N路柱塞控制單元；

其中，每一路柱塞控制單元均包括一個柱塞、一個占空比控制器、一個電壓源、一個高速開關閥、一個單向閥；在柱塞控制單元內，柱塞油口通過油路與單向閥的一端相連，單向閥的另一端連接高壓油路，單向閥與柱塞油口之間的油路上連接有一支路；所述支路連接低壓油路，且支路上設置有高速開關閥；所述電壓源與高速開關閥的線圈相連，占空比控制器與電壓源相連控制電壓源輸出所需占空比的電壓；

N路柱塞控制單元的N個柱塞圍繞凸輪排列，凸輪旋轉可推入或推出柱塞；位移傳感系統(tǒng)(6)、壓力傳感系統(tǒng)(7)實時獲得N個柱塞的運動狀態(tài)和柱塞容腔內的壓力狀態(tài)；控制器(10)分別與位移傳感系統(tǒng)(6)、壓力傳感系統(tǒng)(7)相連獲取各個柱塞的運動狀態(tài)和柱塞容腔內的壓力狀態(tài)信息；控制器(10)與N個占空比控制器相連可控制各個占空比控制器(1)分別輸出所需的占空比；速度閉環(huán)控制器(8)與控制器(10)相連。

2.根據權利要求1所述的可調節(jié)壓力沖擊的徑向數字泵，其特征在于，通過凸輪的結構設計，使得所述的N個柱塞可同時被推入或推出；或者通過凸輪的結構設計，使得所述的N個柱塞在同一時刻部分被推入，剩余部分被推出。

3.一種權利要求1所述徑向數字泵的控制方法，其特征在于包括如下步驟：

凸輪進行旋轉，柱塞被推入或推出；

當一個柱塞被推出時，控制器(10)控制與該柱塞屬于同一柱塞控制單元的占空比控制器向電壓源輸出關閉占空比，該柱塞控制單元的高速開關閥關閉，柱塞腔內壓力大于高壓油路內壓力，與該柱塞油口相連的單向閥打開，柱塞開始向負載進行排油；

當一個柱塞被推入時，控制器(10)控制與該柱塞屬于同一柱塞控制單元的占空比控制器向電壓源輸出開啟占空比，該柱塞控制單元的高速開關閥打開，柱塞腔內壓力小于低壓油路內壓力，與其相連的單向閥關閉，柱塞開始向吸油。

4.根據權利要求3所述的控制方法，其特征在于，位移傳感器系統(tǒng)實時檢測各個柱塞控制單元的柱塞的運動速度；將柱塞的運動速度實時傳遞給速度閉環(huán)控制器，速度閉環(huán)控制器將柱塞速度作為輸入量，占空比作為輸出量；控制器控制對應柱塞控制單元的占空比控制器輸出相應的占空比。

5.根據權利要求3所述的控制方法，其特征在于，若處于排油階段的某柱塞運動速度高于設定閾值V_drain，位移傳感系統(tǒng)將此時該柱塞的運動速度實時通過控制器傳遞給速度閉環(huán)控制器，速度閉環(huán)控制器將該柱塞的速度作為輸入量，占空比作為輸出量；控制器控制該柱塞控制單元的占空比控制器輸出較低的關閉占空比，得到較低的關閉驅動電壓，使得該柱塞控制單元的高速開關閥關閉時間變長，動態(tài)性能減弱，減緩柱塞排出油液的速度；若處于排油階段的柱塞的運動速度小于設定閾值V_drain，則不對其對應的高速開關閥動態(tài)特性進行調整。

6.根據權利要求3所述的控制方法，其特征在于，若處于吸油階段的某柱塞運動速度小于設定閾值V_draw，位移傳感系統(tǒng)將該柱塞此時的運動速度實時傳遞給速度閉環(huán)控制器，速度閉環(huán)控制器將柱塞速度作為輸入量，占空比作為輸出量，控制器控制該柱塞控制單元的占空比控制器輸出開啟占空比，得到較高的開啟驅動電壓，使得該柱塞控制單元的高速開關閥開啟時間變短，動態(tài)性能增強，加快柱塞吸入油液的速度，提高柱塞的充液效率，實現吸排油狀態(tài)快速切換；若處于吸油階段的柱塞的運動速度大于設定閾值V_draw時，則不對該柱塞控制單元的高速開關閥動態(tài)特性進行調整。

7.根據權利要求5或6所述的控制方法，其特征在于，所述的V_drain為最大速度的70％。

8.根據權利要求5或6所述的控制方法，其特征在于，所述的V_draw為最大速度的30％。