[发明专利]一种消除伺服阀控非对称缸系统换向压力跃变的液压系统

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种液压系统，具体地，涉及一种消除伺服阀控非对称缸系统换向压力跃变的液压系统。

背景技术

液压伺服系统包括输入元件、反馈测量元件、比较元件、放大转换元件、执行元件、控制对象和其他辅助装置，是一种以液压动力元件作为驱动装置而组成的反馈控制系统，在这样的系统中，诸如位移、速度以及力等的输出量能够自动快速且准确地复现输入量的变化特征。

采用非对称液压缸作为执行元件的液压伺服系统具有占用空间小、构造简单、结构紧凑、成本低廉、承载能力大等优点，所以在液压控制系统中得到了广泛的应用。其工作原理如图1所示，在该系统中，液压泵1以恒定的压力为系统供油，是系统的能源；供油压力则由溢流阀2来调定；伺服阀5是液压放大元件，它将输入系统的机械信号转化成液压信号输出，同时加以功率放大；液压缸10是执行元件，输入的是流量，输出的是运动位移或速度；伺服阀5与液压缸10组成液压系统的动力元件；液压缸缸体和伺服阀阀体刚性连结在一起，构成了反馈回路，所以，这即为一个闭环控制系统。

但是这种非对称液压缸在液压控制系统换向时，会产生压力跃变。这是由于伺服阀是对称的，其四个节流窗口的面积梯度均相同，即阀的四个控制边均相等，而进出油口流量的不对称就会造成该伺服阀两对节流窗口的阀压降不相等，使得活塞正反方向运动时的流量增益不等，正是因为对称伺服阀进出油口流量的不对称导致了非对称液压缸在换向时产生压力跃变。

伺服阀控非对称缸系统产生压力跃变的现象，会引起噪声和振动；频繁的压力冲击可能引起连接件的松动造成漏油，还可能会破坏系统的元件；压力的突然升高或者降低，还可能会产生超压或气蚀现象；此外，压力跃变还可能会造成压力继电器误发信号，干扰系统正常工作，影响系统的可靠性和工作稳定性，所以必须要采取措施减小甚至消除阀控非对称缸系统的换向压力跃变。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液压系统，通过使伺服阀进出油口流量的对称，进而消除阀控非对称缸系统的换向压力跃变问题。

为了实现上述目的，本发明采用双伺服阀控制非对称液压缸来消除压力跃变的方案：加入旁通伺服阀，采取与系统参数相应的控制算法，该控制算法可由令原伺服阀进出口的流量方程相等推导得出，使非对称缸中无杆腔比有杆腔多出的流量流经旁通伺服阀，保证通过原伺服阀进出口的流量相等，则原伺服阀两对节流窗口的阀压降也相等，这样非对称液压缸在换向时就不会产生压力跃变了。

附图说明

图1为伺服阀控非对称缸系统原理图。

图2为本发明采用的加入旁通伺服阀的双阀控非对称缸系统原理图。

图中1.液压泵，2.溢流阀，3.粗过滤器，4.精过滤器，5.主伺服阀，6.伺服放大器，7.比较器，8.信号放大器，9.传感器，10.非对称液压缸，11.负载，12.旁路伺服阀。

具体实施方式

工作原理如图2所示，在原系统中加入了一个旁路伺服阀12，于是，非对称缸的无杆腔通过主伺服阀5和旁路伺服阀12供油和回油，有杆腔只通过主伺服阀5供油和回油。系统工作时，对位移传感器9给出的活塞位移信号求导，转换成活塞的速度信号，再将速度信号与非对称缸两腔的面积差相乘，转换成两腔的流量差信号，将流量差信号作为旁路伺服阀12的输入信号，控制旁通伺服阀阀芯的位移，这样可使非对称液压缸无杆腔比有杆腔多出的流量通过旁路伺服阀12供油或回油，则通过主伺服阀5两对节流窗口的流量始终相等，压降也相等，从而消除压力跃变。