[发明专利]一种基于内置气囊式液压罐的电子液压操控系统

说明书

技术领域：本发明是一种基于内置气囊式液压罐的电子液压操控系统，属于液压传动系统和电子技术电器设备控制系统领域。

背景技术：汽车等移动机械中，都要用到离合器、制动器、油门、转向器。目前的汽车制动助力和转向助力都要取决于发动机的状态，只有发动机工作时才会产生助力，发动机熄火时助力就消失，会使制动乏力、转向很重，甚至会由此引起车祸。对离合器、制动器、转向器、油门采用液压驱动是一种不错的方法，发动机熄火也能够正常工作并可以产生很大的驱动力，但是目前液压驱动面临一个困难，就是因为液体不可压缩，所以液压无法储存，当需要用到液压驱动时，需要起动液压泵，反应不会很及时，并且需要一个功率较大的泵，以便能够迅速产生足够的液压。

手动挡汽车都要用到离合器。当离合器踏板踩下时，主动轮的摩擦片与从动轮的摩擦片被分离，暂停传递动力，该动作以下简称“分离”，当离合器踏板松开抬起时，主动轮的摩擦片与从动轮的摩擦片被压紧贴合在一起，可以传递动力，该动作以下简称“贴合”。目前离合器控制是由驾驶员踩离合器踏板来实现的，在换挡等操作时要手脚并用，还要掌握好下陡坡时不能踩、抬脚的时候要慢慢抬等一些操作要领；还要协调控制，搞不好就熄火，有一定的难度，所以很多人宁愿开自动挡车，哪怕是耗油多百分之十几也愿意。

本发明的目的是设计一种压力可以被储存的液压罐，只要一个功率较小的泵就可以维持液压罐足够的液压，基于这种液压罐，设计相应的控制系统，实现电信号控制机械动作，控制各个电磁阀的开通和关闭，液压罐中的压力液驱动相应的液压缸，从而驱动离合器、制动器、转向器、油门、飞机升降舵等等(定义为“操控装置CKZZ”)动作。

对离合器而言，构成电控式离合器系统，简化驾驶员的操作，无须用脚踏离合器，就在换挡时按下一个按钮就相当于踩下离合器了，并且由系统控制离合器慢慢贴合，无须掌握什么时候不能踩、抬脚的时候要慢慢抬等一些操作要领，因为这些要领交给控制系统完成；

对制动、油门和转向而言，构成电控式制动、转向系统，发动机熄火不再损害到制动和转向助力，液压助力还可以大大加强。

为了叙述简练，本文将逐步定义一些专用名词定义，先定义：“操控装置CKZZ”为离合器、制动器、转向器、油门、飞机升降舵等等装置中的任意一种；“操控系统CKXT”为所有操控装置的集合。

发明原理描述：

一种基于内置气囊式液压罐的电子液压操控系统。其特征是：其特征是：该系统的 基础是内置气囊式液压罐(以下简称为“囊压罐”)，囊压罐的原理是用储存气压的方式来储存液压；囊压罐中有一个内置储压气囊，气囊中注入一种称为储压剂的物质，该气囊在温度不变时为恒压，当液压泵向囊压罐注液时，只要液压超过气囊气压，就可以将气囊压扁，将囊压罐中除气囊以外的地方都注满压力液；当压力液向外作功时，压力液的压力是气囊中的饱和蒸气压提供的，这是一个准恒压，这就是说，囊压罐中储存了一罐压力液，其压力等于储压剂饱和蒸气压，形成一个压力较高的准恒压囊压罐；以囊压罐为核心，以液压泵、止回阀、储液筒为外围，构成囊压罐模块。

操控系统中的操控装置CKZZ由操作器、传感器、变送器、信号处理器、囊压罐、电磁阀、执行器组成；驾驶员对某个操控装置的操作幅度通过传感器和变送器转换成一个需求量，经信号处理器处理后发出电磁阀控制信号(以下简称阀控信号)，控制执行器中液压缸压力的增加或减小，从而控制执行量的变化，使执行量跟随需求量的变化而变化；根据阀控信号的不同有三种动作，一种是注液阀开通且排液阀关闭，由囊压罐向执行器中液压缸注入压力液，这就增加了液压缸的液压，使执行量增加；一种是注液阀关闭且排液阀开通，就减小了液压缸的液压，使执行量减小；一种是注液阀关闭且排液阀关闭，就维持了液压缸的液压，使执行量维持；

优秀的储压剂应该具备的主要物理性能是：在工作温度范围内有满足工作压力要求的饱和蒸气压且当温度变化时饱和蒸气压变化范围不大(以下简称为准恒压)；理论上说，在工作温度范围内饱和蒸气压为0.12-100MPa的储压剂都可以用，但是作为本系统的储压剂，为0.3-2MPa比较合理；由于这是一个刚刚提出的课题，还没有相关的资料和研究确定采用什么物质充当储压剂最为理想，目前，氨、二氧化硫、R11、R12、R22、R134等制冷剂的物理性能接近储压剂所要求的性能，可以权且充当储压剂，比如当R12的温度范围为-10℃～50℃时，饱和蒸气压范围为0.8-1.3MPa，气囊中储压剂由液态变气态而吸热，会使温度有一点点下降，所以饱和蒸气压会随之有一点点下降，但是从工程机械的角度说，这一点点变化可以忽略不计，所以饱和蒸气压是准恒压。