一種節能型恒壓油源系統及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于液壓控制技術領域，特別是涉及一種節能型恒壓油源系統及其控制方法，適用于間歇性用油的液壓伺服系統。
【背景技術】
[0002]在液壓伺服系統中，為了保證伺服閥的控制性能，則需要伺服閥的入口壓力保持恒定，為此需要采用恒壓油源，而常規的恒壓油源主要有以下三種形式:
[0003]①在定量栗的出口設置溢流閥及蓄能器；
[0004]②在定量栗的出口設置先導式電磁卸荷閥及蓄能器；
[0005]③直接采用恒壓變量栗。
[0006]對于第一種形式的恒壓油源，定量栗的輸出壓力由其出口處的溢流閥調定，蓄能器用來吸收油壓波動，其具有結構形式簡單及油壓波動小的特點；但是，該種形式恒壓油源的溢流功率損失較大，且系統發熱嚴重，效率低下。
[0007]對于第二種形式的恒壓油源，蓄能器與電磁卸荷閥的先導油口相連接，當系統壓力(即蓄能器內的壓力)達到電磁卸荷閥的設定值時，高壓油通過電磁卸荷閥的遙控口將閥體完全打開，使液壓栗處于空載卸荷狀態，而電磁卸荷閥內集成有單向閥，因此系統壓力由蓄能器保持；當系統壓力降到某一定值時，電磁卸荷閥關閉，系統升壓，同時向蓄能器充油，其具有工作效率高及溢流損失小的特點，且在執行機構動作不頻繁的條件下，甚至不需要設置冷卻器對液壓系統進行冷卻；但是，該種形式恒壓油源的壓力波動范圍較大，一般為電磁卸荷閥調定壓力的17%以內，并會導致伺服閥入口壓力波動較大，從而影響伺服閥的流量放大系數，因此不利于保證伺服閥的控制性能。
[0008]對于第三種形式的恒壓油源，當液壓系統輸出壓力產生變化時，恒壓變量栗能夠通過控制先導閥來改變變量缸的位置，從而調整恒壓變量栗自身的排量，因此恒壓變量栗能夠根據系統壓力的變化調整自身的排量輸出，進而維持系統輸出壓力變；與第一種形式相比，確實能夠極大提高液壓系統的工作效率，并減小系統的能耗，但實際應用后表明，恒壓變量栗自身的內泄量會隨壓力的升高而增大，容積效率也會隨之降低，即使當恒壓變量栗處于小排量輸出狀態時，系統的發熱量仍然比較明顯；此外，當負載流量產生較大變化時，恒壓變量栗自身的先導閥調整變量缸的響應速度較低(約為IHz)，使得恒壓變量栗在自動調節流量的過程中，引起恒壓油源的輸出壓力出現較大波動。
[0009]可以看出，上述三種形式的恒壓油源，沒有任何一種能夠同時滿足工作效率高、輸出壓力波動小及能耗低的要求。因此，亟需一種全新設計的恒壓油源系統，其應同時具有工作效率高、輸出壓力波動小及能耗低的特點。
【發明內容】
[0010]針對現有技術存在的問題，本發明提供一種節能型恒壓油源系統及其控制方法，能夠有效提高能源利用率，從而降低能耗，并且能夠有效保證輸出壓力的穩定。
[0011]為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案:一種節能型恒壓油源系統，包括定量液壓栗、電磁卸荷閥、減壓閥、高壓過濾器、背壓止回閥、回油過濾器、第一蓄能器、第二蓄能器、第一壓力表及第二壓力表，所述定量液壓栗的吸油口與油箱相連通，定量液壓栗的出油口與電磁卸荷閥的入口相連通，電磁卸荷閥的回油口與背壓止回閥的入口及恒壓油源系統的回油口相連通，電磁卸荷閥的出口與減壓閥的入口、第一蓄能器及第一壓力表相連通，減壓閥的泄油口與油箱相連通，減壓閥的出口與高壓過濾器的入口、第二蓄能器及第二壓力表相連通，高壓過濾器的出口與恒壓油源系統的出油口相連通；所述背壓止回閥的出口與回油過濾器的入口相連通，回油過濾器的出口與油箱相連通。
[0012]所述第一蓄能器及第二蓄能器均采用皮囊式蓄能器。
[0013]采用所述的節能型恒壓油源系統的控制方法，包括如下步驟:
[0014]步驟一:恒壓油源系統首次運行前，分別為第一蓄能器和第二蓄能器充填氮氣，第一蓄能器的充氮壓力為1.05FPs，第二蓄能器的充氮壓力為0.75FPs，其中Fps為恒壓油源系統的出油口的設定壓力值；
[0015]步驟二:啟動定量液壓栗，同時電磁卸荷閥的電磁鐵得電15秒后斷電，定量液壓栗實現無負何啟動；
[0016]步驟三:恒壓油源系統首次運行時，手動將電磁卸荷閥的設定壓力調節至1.4FPs，將減壓閥的設定壓力調節至Fps，其中Fps為恒壓油源系統的出油口的設定壓力值。
[0017]本發明的有益效果:
[0018]當本發明的恒壓油源系統應用在間歇性用油的液壓伺服系統后，由于電磁卸荷閥的設定壓力為1.4FPs，因此電磁卸荷閥的壓力調節范圍在1.16FPs?1.4FPs之間，始終高于減壓閥的設定壓力，通過減壓閥的調壓作用以及第二蓄能器的穩壓作用，有效的保證了恒壓油源系統輸出壓力的穩定。
[0019]在本發明的恒壓油源系統用油量較小時，定量液壓栗出口處的第一蓄能器內的高壓油能夠在較長時間內作為油源供給于減壓閥的入口，定量液壓栗的出口絕大部分時間都處于卸荷狀態，只有當電磁卸荷閥的入口壓力低于電磁卸荷閥設定壓力的83 %時，電磁卸荷閥切斷入口與回油口的通道，恒壓油源系統開始升壓，直至升到設定壓力，然后電磁卸荷閥入口與回油口的通道自動打開，定量液壓栗的出口又處于卸荷狀態，因此由恒壓油源系統自身產生的溢流損失是極小的，從而有效克服了現有恒壓油源能耗大以及輸出壓力不穩的難題。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明的一種節能型恒壓油源系統的液壓原理圖；
[0021]圖2為實施例中液壓伺服系統對恒壓油源的輸出流量要求圖；
[0022]圖中，I一定量液壓栗，2 —電磁卸荷閥，3—減壓閥，4一高壓過濾器，5—背壓止回閥，6 —回油過濾器，7—第一蓄能器，8—第二蓄能器，9一第一壓力表，10—第二壓力表，11一油箱；
[0023]Sp—定量液壓栗的吸油口，Pp—定量液壓栗的出油口，P2—電磁卸荷閥的入口，T2—電磁卸荷閥的回油口，A2—電磁卸荷閥的出口，B3—減壓閥的入口，Y3—減壓閥的泄油口，A3—減壓閥的出口，A4—高壓過濾器的入口，B4—高壓過濾器的出口，A5—背壓止回閥的入口，B5—背壓止回閥的出口，A6—回油過濾器的入口，B6—回油過濾器的出口，TO—恒壓油源系統的回油口，Ps—恒壓油源系統的出油口 ；
[0024]Qmin一最小負載流量，Qmax一最大負載流量，I1一最小負載流量的需求周期，t2—最大負載流量的需求周期。
【具體實施方式】
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