[发明专利]一种基于储压剂的液压存储仓及其液压系统

说明书

技术领域：本发明是一种存储液压的仓库(以下简称液压仓)及其液压操控系统，属于液压传动系统领域。

背景技术：车、船、飞机等移动机械中，都要用到操控装置，如制动器、转向器等，目前，汽车、拖拉机操控装置采用的助力装置有两类，一类是真空助力，而真空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，可能会由此引起车祸；另一类是气压助力，其主要缺点是必须有空气压缩机、储气筒、制动阀等装置，使结构复杂、笨重、成本高；另外，其管路工作压力低，一般为0.5～0.7MPa，因而制动气室的直径必须设计得大些，且只能置于制动器外部，再通过杆件和凸轮或楔块驱动制动蹄，这就增加了簧下质量；排气有很大噪声。

发明目的：采用液压助力是很好的方案，液压助力的优点是：作用滞后时间较短(0.1～0.3s)；工作压力高(可达10-25MPa)，使助力装置结构简单，质量小；机械效率较高(液压系统有自润滑作用)。但是目前液压助力面临一个致命的问题，就是因为液体的不可压缩性，使得液压无法储存，当需要用到液压驱动时，需要起动液泵，反应不会很及时，并且需要一个功率较大的泵，才能够迅速产生足够的液压。如果像储气筒一样有一个液压仓，储存了高压液体，只要一个功率较小的泵就可以维持液压仓足够的液压，那么所有的助力装置都可以采用液压助力，实现一个飞跃。基于这种液压仓，设计相应的控制系统，驱动制动器、转向器、油门、离合器、换挡机构、飞机升降舵等等执行机构的动作。

原理说明

为了叙述简便，先给出以下约定：

●前图已经说明过的标号，后图再出现时，可以不再说明。

●隔离体包括活塞HS和膜片MP；活塞HS包括各种夹心式活塞和传统活塞。

●压力液腔YYQ中充满了压力液YLY，但是压力液YLY并没有在图中标出，仅在说明书中给出描述；储压剂腔CYQ和储压剂CYJ也是这样。

●储压剂CYJ包括液气共存的饱和汽BHQ和超流体CLT。

●准恒压(准恒温)是指压力(温度)在以设定值为中心的小范围内变化。

●大写字母构成器件标号，小写字母和数字为下标，为该器件的小类。如CYQa中，CYQ表示是储压剂腔，a表示为a类。

●储压腔都置于自动控温的环境中，以保证储压剂所需的温度。

●提到的各种位置开关也包括对应的传感器。

液压仓是基于储压剂进行工作的，所以在描述液压仓工作原理之前，先对储压剂CYJ给出说明。储压剂的物理特性类似于制冷剂，与制冷剂不同的是重点关心储压剂与压力有关的指标，使用储压剂有两种状态，一种是饱和汽储压剂，简称饱和汽，符号BHQ，即储压剂处于液气共存状态，重点关心储压剂的临界温度、临界压力；一种是超流体储压剂，简称超流体，符号CLT，即储压剂处于超临界流体状态，重点关心储压剂的压力与温度、工质密度的关系。如果将温度(压力)控制在以设定值为中心的变化不大范围，以下称这种情况为准恒温(准恒压)。BHQ与CLT在图中没有标出。

按照国家标准《中华人民共和国汽车行业标准-汽车液压制动主缸技术条件(QC/T311-1999)》，按最高工作液压分为10、15、20、25MPa四个压力级(本文定义压力＜10MPa为低压，压力＞10MPa为高压)，就汽车、拖拉机的温度工况而言，发动机冷却液基本工作在90～110℃之间，利用冷却液将液压仓的温度控制在60～110℃范围中的某个温度点准恒温是可以做到的，高于110℃或低于60℃都有难度，夏天车体温度很容易突破50℃，如果储压剂的临界温度低于60℃，将面临储压剂超过临界温度使压力突变升高的危险；所以，设计时将储压剂的临界温度选定高于60℃，将液压仓的工作温度选定在60～110℃范围中的某个值，并使压力液处于10～25MPa之间，这样，既可满足储压剂、汽车、拖拉机的温度工况要求，又可满足压力值的国家标准。遗憾的是通过搜索，发现临界温度在60～110℃之间且临界压力在10～25MPa之间的储压剂就找不到，现将几种临界压力较大的列表出来(见表1)。由于饱和汽储压剂压力不高，要产生高压的压力液，需要用到增压缸或者超流体储压剂。

表1临界压力较大的几种工质的储压特性