非恒压网络下二次调节传动系统的蓄释能控制

　　二次调节静液传动系统一般工作在恒压网络下,属压力耦联系统[1],用来蓄能的液压蓄能器压力允许变化范围小,限制了能量的回收和再利用。为此,人们提出了两种解决方法,一种是采用液压变压器进行压力的调节,扩大系统工作压力的变化范围;另一种是让二次调节静液传动系统工作在非恒压网络下,这样系统压力工作范围也增大了。

　　但是,在非恒压网络下,由于二次调节静液传动系统一般没有专门供油液压泵,液压蓄能器充油压力高低受负载变化影响很大,比如公交汽车、装载机等运工况(行驶速度、载乘质量等)变化频繁,所具有的动能变化不一,这样回收储存的能量就有多有少,液压蓄能器充油压力高低不同,而液压蓄能器充油后的压力直接决定着其利用效果;且现有的二次调节静液传动系统中,液压蓄能器通常直接连在系统主油路上,工作时不对其蓄能和释能进行控制,这样,在能量再利用时,液压蓄能器储存的能量就可能一次性全部或绝大部分释放出来,而公交汽车、装载机等负载工况转换频繁,乘载质量不断变化,当乘客少时,车辆起动、加速、行驶所需动力就小,消耗的能量就少[2];另外,车辆的运行速度低时,消耗的能量也少;如果不对液压蓄能器中储存能量的释放进行控制,一些能量就会白白浪费掉了。为此,我们设计了一种非恒压网络下二次调节传动系统的蓄释能控制装置(已申请发明专利,现已公开),该装置能对能量的回收存与再利用进行控制,提高了能量的再利用效果与效率。

　　1　蓄释能控制工作过程

　　一次工作循环包括能量储存和能量释放两个过程:　　能量储存过程(即液压蓄能器的充油过程)的控制:在控制信号的作用下,电液伺服阀控制变量液压缸调节二次元件的斜盘倾角及其大小,使其处于液压泵工况工作,二次元件在负载惯性动能或重力能的作用下,向系统回馈能量;控制液压蓄能组件中蓄能控制阀的切换,高压油首先流向并储存在设定压力最低的液压蓄能组件的液压蓄能器中,当蓄油压力达到该液压蓄能组件中压力继电器的设定压力时,蓄能控制阀切换至中位,停止向该液压蓄能组件充油;同时,控制设定压力较高的另一个液压蓄能组件中蓄能控制阀的自动切换,这样高压油就充入该液压蓄能组件的液压蓄能器中,当达到设定充油压力时,停止向该液压蓄能组件充油;依此工作下去,如果二次元件不再有高压油输出或者输出的高压油很少,蓄油过程结束,如果二次元件还不断输出高压油,就继续向设定压力更高的液压蓄能组件或限压蓄能组件中充油,直至达到限压蓄能组件安全阀的限定压力为止。

　　能量释放过程(即液压蓄能器的放油过程)的控制:在控制信号的作用下,电液伺服阀控制变量液压缸调节二次元件的斜盘过零点及倾角大小,使其处于液压马达工况,驱动负载工作,向负载输出能量;控制蓄能控制阀切换,液压蓄能组件和限压蓄能组件的液压蓄能器中储存的高压油就释放出来,向二次元件供油,二次元件与发动机或电动机等共同驱动负载工作;工作中,可根据负载工况(质量、速度)不同,控制一个或多个液压蓄能组件和限压蓄能组件工作,当负载质量小、速度低时,可控制液压蓄能组件中的一个释放储存的能量;当负载质量大、速度高时,可控制多个液压蓄能组件和限压蓄能组件释放储存的能量。