[发明专利]基于切换配流及编列策略的闭式数字泵变排量配流系统

摘要

本发明公开了一种基于切换配流及编列策略的闭式数字泵变排量配流系统，泵中每一柱塞单元的吸油配流系统由一个二位二通常闭高速开关阀、一个吸油单向阀和一个双压阀组成，排油配流系统由一个二位二通常闭高速开关阀、一个排油单向阀和一个梭阀组成。通过控制两高速开关阀的启闭来实现闭式数字泵的双向作用，即实现泵吸排油口的互换，原吸油口变成新排油口，原排油口变成新吸油口，通过吸油单向阀与吸油侧高速开关阀之间的主动切换控制来实现泵的变排量配流，通过在一个控制周期内基于提出的一种编列策略确定数字泵吸油侧高速开关阀阀组的得电顺序与启闭过程，从而使得泵的排量实现平滑地变化调节。该闭式泵新型变排量配流系统更具节能可靠优势。

主权项

1.基于切换配流及编列策略的闭式数字泵变排量配流系统，其特征在于：包括装配在闭式数字泵每个柱塞单元低压吸油配流油路的吸油单向阀、吸油侧常闭高速开关阀，装配在闭式数字泵每个柱塞单元高压排油配流油路的排油单向阀、排油侧常闭高速开关阀，所述吸油单向阀、吸油侧常闭高速开关阀各自阀口一端分别通过油路与对应的柱塞单元内的柱塞容腔相连接，吸油侧常闭高速开关阀阀口另一端分别通过泵的吸油腔等油路与泵的吸油口相连接，吸油单向阀阀口另一端与低压吸油配流油路上的双压阀第一阀口连接，所述排油单向阀、排油侧常闭高速开关阀各自阀口一端分别通过油路与对应的柱塞单元内的柱塞容腔相连接，排油侧常闭高速开关阀阀口另一端分别通过泵的排油腔、排油口及外部管路等油路与负载回路相连接，排油单向阀阀口另一端与梭阀第一阀口相连接；还包括控制器、装配在泵轴端的角位移编码器，以及设置于每个柱塞单元内的双压阀和梭阀，所述双压阀第一阀口与吸油单向阀连接，双压阀第二阀口与吸油侧常闭高速开关阀和泵吸油口之间的低压吸油配流油路连接，双压阀第三阀口与排油侧常闭高速开关阀和泵排油口之间的高压排油配流油路连接；所述梭阀第一阀口与排油单向阀连接，梭阀第二阀口与排油侧常闭高速开关阀和泵排油口之间的高压排油配流油路连接，梭阀第三阀口与吸油侧常闭高速开关阀和泵吸油口之间的低压吸油配流油路连接；对于每一柱塞单元，由吸油单向阀与双压阀组成柱塞单元的一个吸油配流通道，同时吸油侧常闭高速开关阀为另一吸油配流通道，由排油单向阀与梭阀组成柱塞单元的一个排油配流通道，同时排油侧常闭高速开关阀为另一排油配流通道；所述控制器通过控制线分别与各常闭高速开关阀控制连接，泵轴端角位移编码器通过信号线与控制器信号传递连接；对于每个柱塞单元，通过在泵轴端安装的角位移编码器实现对柱塞行程位置的实时检测，控制器通过控制两常闭高速开关阀的启闭来实现闭式数字泵的双向作用，即实现泵吸排油口的互换，原吸油口变成新排油口，原排油口变成新吸油口，在泵吸排油口切换的动态过程中，吸油侧常闭高速开关阀及排油侧常闭高速开关阀分别控制柱塞的吸油行程及排油行程中的配流过程，随着新排油口压力的逐渐建立至稳定状态后，切换动态过程结束，两常闭高速开关阀复置于弹簧位，在新排油口液压油压力的逐渐建立的过程中，双压阀及梭阀自动将吸油单向阀及排油单向阀各阀口一端分别与新吸油口及新高压排油口连通，此后由吸油单向阀及排油单向阀来完成吸排油配流，在两常闭高速开关阀控制下新排油口压力逐渐地建立，可以避免给双压阀及梭阀带来撞击，当切换稳定后双压阀及梭阀即处于平稳状态，确保了较低的配流噪声；当闭式数字泵柱塞单元处于工作状态时，控制器控制吸油口侧及排油口侧两常闭高速开关阀置于弹簧位，由吸、排油单向阀完成吸排油配流功能；当需要使柱塞单元置于卸载状态时，控制器在柱塞处于吸油行程的1/3位置时驱动吸油侧常闭高速开关阀打开阀口即可，此时柱塞容腔从低压油箱吸入低压油之后，当柱塞处于压排油行程中时，再将低压油通过吸油侧常闭高速开关阀打开的阀口排回至低压油箱；控制器内置控制闭式数字泵变排量工况需求的编列策略变量控制算法，编列策略变量控制算法依据泵的变排量控制精度需求确定泵的控制周期，在一个控制周期内基于内置于控制器的编列策略变量控制算法，生成一列由1和0组成的数字码流，以确定闭式数字泵各柱塞单元中吸油侧常闭高速开关阀的得电顺序，1对应于得电，0对应于失电，通过数字码流驱动各柱塞单元中常闭高速开关阀在一个控制周期内有规律的执行启闭动作，实现闭式数字泵的排量平滑地变化调节。