[发明专利]多边溢流系统

说明书

技术领域

本申请涉及液压系统领域，特别是一种多边溢流系统。

背景技术

液压系统以其功率密度大及抗负载刚性大等优点，在航空、航天、船舶 等许多重要工业部门已得到了非常广泛的应用。随着液压系统向高速、高压、 大功率方向发展，液压能源管路系统的振动与噪声问题日趋严重，已经成为 制约液压系统向高压、低噪声方向发展的瓶颈。

目前，液压系统大多采用轴向柱塞泵来提供液压能源，因为轴向柱塞泵 具有输出压力高、工作效率高和可靠性高等优点。然而，轴向柱塞泵由于其 自身的结构和工作原理必然会产生流体脉动。由于泵内部和管路系统中不可 避免的存在液阻，流体脉动又会引起压力脉动。压力脉动对液压能源管路系 统的危害，通常以流固耦合振动的形式表现出来，即压力脉动产生管道振动， 管道振动反过来又影响压力脉动。这种由于流固耦合产生的管道振动，易于 使管道系统产生疲劳破坏和辐射噪声。因此，液压流体脉动是液压能源管路 系统结构振动和辐射噪声的根本成因。

由于轴向柱塞泵的固有结构和工作原理，其吸油过程同样存在着不连续 性，这种不连续性就造成了液压能源管路系统的吸油管内也存在着流体脉 动，它所引起管路振动与辐射噪声问题同样不可忽略。因此，对液压系统吸 排油管路中的流体脉动进行同时抑制，具有非常重要的现实意义。

主动振动控制由于其自适应能力强等优点，已经成为管路系统流体脉动 控制的重要发展方向。流体脉动的主动控制系统主要包括传感器、控制器和 作动器三个部分。根据作动器类型的不同，可以将目前国内外对管路系统流 体脉动主动控制的研究分为三类：第一类是利用安装在管壁外的智能材料作 动器对管壁产生控制力，引起管壁的弹性变形，进而在管道内产生流体脉动 波，与原有的流体脉动相互抵消；第二类是利用作用于流体的作动器直接产 生流体脉动波，来抵消管路系统中原来的流体脉动；第三类是利用液压阀产 生溢流流量控制原有的流量脉动。

针对于第三种方法，总结其特点如下：

基于旁路溢流原理的流体脉动主动控制适用于高压液压系统的脉动主 动控制，因为推动阀芯运动的智能材料只需要输出很小的力来克服摩擦、阀 芯惯性和液动力即可，不需要承载高压流体引起的大负载；此外，由于节流 公式可知，经过大的压力放大之后，在液压阀开口很小的情况下即可产生与 液压泵脉动流量相等的溢流流量。因此，与流体作动器相比，消振阀能耗更 低、体积更小。但是，传统的基于旁路溢流原理的主动控制方法要求压电陶 瓷消振阀的频率要能跟得上流体脉动频率，才能产生与液压泵脉动流量相互 抵消的溢流流量。众所周知，柱塞泵所产生的流体脉动包含多种正弦频率成 分，其频率分布在基频及其高阶倍频上，这些频率均与泵的转速成正比。随 着液压能源系统(特别是飞机液压能源系统)向高压、大流量方向发展，轴 向柱塞泵的转速变得越来越高，这就使得流体脉动的基频已经达到了压电陶 瓷作动器的工作频率极限，其高阶倍频更是远远地超出了压电作动器的频响 范围。因此，消振器频宽无法满足日益增加的液压系统流体脉动频率要求， 成了传统基于旁路溢流原理的流体脉动主动控制方法在高速液压系统中应 用的瓶颈。

发明内容

在下文中给出关于本申请的简要概述，以便提供关于本申请的某些方面 的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本申请的穷举性概述。它并不 是意图确定本申请的关键或重要部分，也不是意图限定本申请的范围。其目 的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前 序。

本申请的一个主要目的在于提供一种多边溢流系统，旨在解决如上所述 的技术问题。

第一方面，本申请提供了一种多边溢流系统包括主油液通道以及直驱多 边溢流脉动衰减控制系统；其中，直驱多边溢流脉动衰减控制系统包括压力传 感器、控制器、执行机构和多边溢流阀；控制器用于基于压力传感器采集的流 体压力信号生成控制执行机构的控制指令；多边溢流阀包括阀芯和阀芯套，阀 芯上开设有m个通孔以形成旁路溢流入口，阀芯套上开设有n个通孔以形成旁 路溢流出口，阀芯与阀芯套同轴设置，且阀芯绕旋转轴旋转，以使至少一个的 旁路溢流入口与至少一个的旁路溢流出口导通形成溢流通道；执行机构用于带 动阀芯沿旋转轴的轴向往复运动；压力传感器设置于主油液通道内，用于采集 主油液通道内的油液压力作为油液压力信号。