一种基于高速开关阀的高效液压软开关变压回路.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115807797A(43)申请公布日2023.03.17(21)申请号202211616170.3(22)申请日2022.12.16(71)申请人福州大学地址350108福建省福州市闽侯县福州大学城乌龙江北大道2号福州大学(72)发明人杜恒陈超凡曾李文叶旭均黄惠李雨铮生凯章(74)专利代理机构福州元创专利商标代理有限公司35100专利代理师黄诗锦蔡学俊(51)Int.Cl.F15B13/02(2006.01)F15B21/00(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图4页(54)发明名称一种基于高速开关阀的高效液压软开关变压回路(57)摘要本发明涉及一种基于高速开关阀的高效液压软开关变压回路，包括主系统和辅助系统，主系统包括马达惯性飞轮组合A1、高速开关阀B1、液控单向阀C1及单向阀D1；辅助系统包括马达惯性飞轮A2、高速开关阀B2、液控单向阀C2及单向阀D2，泵源输出端连接马达惯性飞轮A1进油口，马达惯性飞轮A1出油口连接马达惯性飞轮A2进油口、高速开关阀B1进油口以及单向阀D1进油口；马达惯性飞轮A2出油口连接高速开关阀B2进油口和单向阀D2进油口。本发明设计合理，实现开关阀的零压力开启和零压力关断作用；以液控单向阀作为实现四种零作用的基本媒介，消除系统回路中两个高速开关阀开启和关断所带来的四个重叠区，实现对变压系统效率的提升。CN115807797ACN115807797A权利要求书1/2页1.一种基于高速开关阀的高效液压软开关变压回路，其特征在于：包括主系统和辅助系统，所述主系统包括马达惯性飞轮组合A1、高速开关阀B1、液控单向阀C1以及单向阀D1；所述辅助系统包括马达惯性飞轮A2、高速开关阀B2、液控单向阀C2以及单向阀D2，泵源输出端连接马达惯性飞轮A1的进油口，马达惯性飞轮A1的出油口分别连接马达惯性飞轮A2的进油口、高速开关阀B1的进油口以及单向阀D1的进油口；马达惯性飞轮A2的出油口连接高速开关阀B2的进油口和单向阀D2的进油口，高速开关阀B1的出油口和高速开关阀B2的出油口连接油箱；在高速开关阀B1两端并联液控单向阀C1，在高速开关阀B2两端并联液控单向阀C2，液控单向阀C1的控制油口端连接至高速开关阀B2的进油口，液控单向阀C2的控制油口端连接至高速开关阀B1的进油口。2.根据权利要求1所述的一种基于高速开关阀的高效液压软开关变压回路，其特征在于：高速开关阀B1和高速开关阀B2的开启时序在单周期内需满足高速开关阀B2先于高速开关阀B1开启，且二者存在开启重叠时间。3.根据权利要求1所述的一种基于高速开关阀的高效液压软开关变压回路，其特征在于：改变高速开关阀B1和高速开关阀B2的当前周期内同时开启的时间，可控制高速开关阀B1和高速开关阀B2在各自周期内的关断时间，进而控制液控单向阀C1和液控单向阀C2在高速开关阀B1关断之前开启，经液控单向阀C1和液控单向阀C2将高速开关阀延迟重叠区内的流量引流到油箱，从而实现高速开关阀的零流量作用。4.根据权利要求1所述的一种基于高速开关阀的高效液压软开关变压回路，其特征在于：液控单向阀C1和液控单向阀C2的内部均设置有阀芯弹簧，以保证阀压力突变时缓冲压力冲击，使高速开关阀B1和高速开关阀B2延迟重叠区内的压力为零，从而实现高速开关阀零压力作用。5.一种如权利要求1～4中任意一项所述的基于高速开关阀的高效液压软开关变压回路的工作方法，其特征在于：提升液压变压器效率的方式分为零压力作用和零流量作用，具体可分为按照零压力开启、零压力关断、零流量开启和零流量关断这四个阶段进行：（1）实现高速开关阀B1的零压力开启：并联在高速开关阀B1两端的液控单向阀C1的阀芯弹簧在高速开关阀B1开启时缓冲开启时的压力冲击，使高速开关阀B1开启时产生的重叠区损耗内的压力为零；（2）实现高速开关阀B2的零压力关断：并联在高速开关阀B2两端的液控单向阀C2的阀芯弹簧在高速开关阀B2关断时缓冲关断时的压力冲击，使高速开关阀B2关断时产生的重叠区损耗内的压力为零；（3）实现高速开关阀B1的零流量关断：并联在高速开关阀B1两端的液控单向阀C1在高速开关阀B1关断之前开启，使高速开关阀B1关断时产生的重叠区损耗内的流量为零；（4）实现高速开关阀B2的零流量开启：并联在高速开关阀B2两端的液控单向阀C2在高速开关阀B2开启之前开启，使高速开关阀B2开启时重叠区损耗内的流量为零。6.根据权利要求5所述的一种基于高速开关阀的高效液压软开关变压回路的工作方法，其特征在于：通过设置高速开关阀的占空比，可实现对液控单向阀的时序控制，进而实现液压软开关的零压力开启、零压力关断、零流量开启和零流量关断四种基本方式，包含以下步骤：步骤S1：高速开关阀B1延