專利名稱：柱塞液壓馬達機液先導開關變扭矩配油組件及變扭矩方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種液壓馬達配油機構及其控制方法，更具體的說，是涉及柱塞液壓馬達機液先導開關變扭矩配油組件及變扭矩方法。

背景技術：
柱塞液壓馬達是依靠壓力油作用在柱塞上從而使馬達輸出軸獲得一定轉矩的，為了使柱塞能夠交替與壓力油口及回油口相通，必須采用配流裝置，目前柱塞液壓馬達多采用端面配流，端面配流中所采用的主要器件就是配油盤。配油盤類似一個板式閥，由帶兩個弧形(“腰形”)窗口的平面貼合在開有配流孔的缸體端面，使得缸體和配油盤在垂直于馬達軸的面上相對旋轉，配油盤上的窗口和缸體端面開孔的相對位置按一定規(guī)律安排，以使處在供油或排油行程中的柱塞缸能交替與馬達體上的供，排油相通，并保證各油腔之間的隔離和密封。由于配油盤上兩個弧形窗口的開角、位置均不能實時改變，因而液壓馬達無法通過配油機構實現變量，即對輸出扭矩和排量的連續(xù)調節(jié)。到目前為止，市場上所有在正式銷售的變量液壓馬達，都只能通過實時調節(jié)液壓馬達另一側的斜盤傾斜角度，實現變量。而這種傳統(tǒng)的通過調節(jié)斜盤傾斜角度的變量方式存在兩個弱點 1.液壓馬達中各柱塞產生的液壓力，在驅動液壓馬達旋轉的同時，其作用在斜盤上的力還會產生一個與斜盤傾斜角度控制方向一致的扭矩，且該扭矩隨著液壓馬達轉角的改變而變化，盡量有多個柱塞但仍然無法完全在內部相互抵消，這部分波動的扭矩最終都加在了控制斜盤傾斜角度的變量機構上。變量機構為了克服該波動的扭矩，需要有相當大的面積來驅動，嚴重限制了液壓馬達的響應速度。
2.液壓馬達切換為泵工況的臨界點是排量為零的點。因此，為了切換為泵工況以回收減速、制動過程的能量，液壓馬達的排量調節(jié)機構必須過零點，不僅變量機構的行程大，響應速度慢，而且還很容易導致在零點附近的不穩(wěn)定。


發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種柱塞液壓馬達機液先導開關變扭矩配油組件，本發(fā)明更進一步的目的在于提供該配油組件的變扭矩方法。
為了解決以上問題，本發(fā)明是通過如下技術方案實現。
本發(fā)明提供了一種柱塞液壓馬達機液先導開關變扭矩配油組件，包括柱塞缸筒、柱塞、柱塞腔，還包括配油閥組和變量驅動環(huán)； 所述的配油閥組由與柱塞個數相同數量的高速開關高壓供油閥、高速開關排油-補油閥，先導閥和公共的配油閥體構成，每個柱塞及其相應的柱塞腔對應一個高速開關高壓供油閥、一個高速開關排油-補油閥和一個先導閥；每個高速開關高壓供油閥和每個高速開關排油-補油閥均包括各自的閥芯、彈簧、彈簧腔、軸向油口、周向油口；每個柱塞對應的高速開關高壓供油閥與高速開關排油-補油閥都并排設置，其軸向油口均與相應的柱塞腔連通；每個高速開關高壓供油閥的周向油口均與高壓油口連通，每個高速開關排油-補油閥的周向油口均與帶背壓的回油口連通；每個先導閥均包括各自的高壓供油控制臺階、排油-補油控制臺階；每個高速開關高壓供油閥的彈簧腔均與相應的先導閥上的高壓供油控制臺階連通，每個高速開關排油-補油閥的彈簧腔均與相應的先導閥上的排油-補油控制臺階連通；在每個先導閥靠近殼體的端面與排油-補油控制臺階之間，排油-補油控制臺階和高壓供油控制臺階之間，高壓供油控制臺階與環(huán)形端面之間各有一個容腔；每個先導閥在靠近殼體側的端面與帶背壓的回油口連通，另一側有兩個端面，高壓端面與高壓油口連通，環(huán)形端面與帶背壓的回油口連通；每個先導閥在排油-補油控制臺階與靠近殼體側端面之間的容腔與帶背壓的回油口連通，在高壓供油控制臺階與環(huán)形端面之間的容腔與先導高壓油口連通，在高壓供油控制臺階與排油-補油控制臺階之間的容腔與相應的柱塞腔連通；所有的先導閥都位于同一截面上； 所述的變量驅動環(huán)用于驅動配油閥組工作，其軸向中心位置與所述的先導閥所在截面一致，內壁與所述的所有先導閥靠近殼體側接觸并相對轉動；變量驅動環(huán)的內壁中心與所述的柱塞缸筒的中心軸線平行，并在沿著吸排油分界線方向有一個固定偏置；變量驅動環(huán)能夠且僅能夠沿著垂直于吸排油分界線方向自由移動； 作為一種改進，所述先導高壓油口的供油壓力比高壓油口的供油壓力略高，流量正好保證所有高壓供油閥閥芯快速關閉所需，使得所有高速開關高壓供油閥都能夠快速關閉。
作為一種改進，所述的配油閥體在軸向被分成三片柱塞腔分油閥體、主閥體、先導閥體；柱塞腔分油閥體、主閥體、先導閥體通過銷釘剛性連接到柱塞缸筒上；柱塞腔分油閥體與主閥體、主閥體與先導閥體、柱塞腔分油閥體與柱塞缸筒之間所有油口的外緣，都設有密封圈。
作為一種改進，所述先導閥的高壓供油控制臺階與排油-補油控制臺階的凹凸方向正好相反，使得一個先導閥能夠同時、同步地控制一個高壓供油閥和一個排油-補油控制閥。
作為一種改進，所述的先導閥的高壓供油控制臺階與排油-補油控制臺階的寬度均與先導閥體上相應的沉割槽寬度一致，使得先導閥能夠快速響應柱塞位置的變化。
作為一種改進，所述的先導閥處于中位時，高壓供油控制臺階與排油-補油控制臺階之間的容腔，離被高壓供油控制臺階蓋住的遮蓋量，正好等于變量驅動環(huán)的內壁中心與柱塞缸筒中心軸線之間的固定偏置位移，使得正好位于吸排油分界線上的高壓供油閥能夠正好在該位置打開吸油；排油-補油控制臺階與靠近殼體側端面之間的容腔，離被排油-補油控制臺階蓋住的遮蓋量，正好等于變量驅動環(huán)的內壁中心與柱塞缸筒中心軸線之間的固定偏置位移，使得正好位于吸排油分界線上的排油-補油閥能夠正好在該位置打開排油。
本發(fā)明還提供了一種適用于柱塞液壓馬達機液先導開關變扭矩配油組件的變扭矩方法，包括以下步驟 (1)根據對輸出扭矩大小的要求，調節(jié)變量驅動環(huán)，用以改變各高速開關高壓供油閥的開關時間占空比； (2)控制高速開關高壓供油閥的開啟時間，使得位于吸油區(qū)的柱塞腔，僅在高速開關高壓供油閥開啟時，能夠從高壓油口吸油，推動相應的柱塞做功；位于吸油區(qū)的其他柱塞腔，均通過與回油口相通的高速開關排油-補油閥，直接從回油口吸油，補充柱塞運動產生的空腔，但不會推動柱塞做功，確保平均輸出扭矩與高速開關高壓供油閥開啟時間段內柱塞的位移在整個柱塞吸油行程中的占空比成正比； (3)通過對高速開關高壓供油閥開啟時間段內柱塞的位移在整個柱塞吸油行程中占空比的實時調節(jié)，輸出與占空比成正比的平均扭矩，實現變扭矩控制；占空比與平均扭矩之間的關系為 令柱塞位移占空比D＝X開/Xmax T＝(2D-1)*(Dm×P×η機×η閥) 先導閥位移幅值即變量驅動環(huán)的位移y與柱塞位移占空比之間的關系為 柱塞位移占空比D＝X開/Xmax＝{1-cos[2tg(y/y0)]}/2 其中D為柱塞位移占空比，X開為高速開關高壓供油閥開啟時間段內的柱塞位移，Xmax為柱塞位移的全行程，T為需要輸出的平均扭矩，Dm為液壓馬達的排量，P為壓力油口的壓力，η機為液壓馬達的機械效率，η閥為配油閥組控制柱塞腔的效率，y0為變量驅動環(huán)的內壁中心與柱塞缸筒中心軸線之間的固定偏置位移，y為先導閥位移幅值即變量驅動環(huán)的位移。
(4)y的方向與液壓馬達的旋轉方向一致，液壓馬達如果反轉，則變量驅動環(huán)反向驅動。
通過上述結構與控制方法，每個柱塞每轉一圈，都經歷了6個狀態(tài)(4個主狀態(tài)和2個過渡狀態(tài)) (1)狀態(tài)1高壓驅動狀態(tài)先導閥位移大于變量驅動環(huán)與柱塞缸筒中心軸線之間的固定偏置，且柱塞前進；在先導閥的作用下，柱塞腔與高壓供油閥的彈簧腔溝通，高壓供油閥在高壓油口的壓力作用下打開，因而柱塞腔的壓力接近于高壓油口的壓力，柱塞腔同時與排油-補油閥的彈簧腔溝通，排油-補油閥在柱塞腔的壓力作用下保持關閉； (2)狀態(tài)2，3空行程狀態(tài)先導閥位移處于正負變量驅動環(huán)與柱塞缸筒中心軸線之間的固定偏置之間，且柱塞前進；在先導閥的作用下，先導高壓油口與高壓供油閥的彈簧腔溝通，高壓供油閥在先導高壓油口的壓力作用下快速關閉，柱塞繼續(xù)前進導致柱塞腔體積增加，壓力快速降到低于回油口的背壓，柱塞腔同時與排油-補油閥的彈簧腔溝通，排油-補油閥在柱塞腔的壓力降低到回油口背壓以下后打開；其中狀態(tài)2為排油-補油閥開啟過程這一過渡狀態(tài)； (3)狀態(tài)4正?；赜蜖顟B(tài)先導閥位移小于負的變量驅動環(huán)與柱塞缸筒中心軸線之間的固定偏置，且柱塞后退；在先導閥的作用下，帶背壓的回油口與排油-補油閥的彈簧腔溝通，排油-補油閥在柱塞腔的壓力作用下打開，因而柱塞腔的壓力接近于回油口的背壓，同時先導高壓油口與高壓供油閥的彈簧腔溝通，高壓供油閥在先導高壓油口的壓力作用下保持關閉； (4)狀態(tài)5，6泵工況先導閥位移處于正負變量驅動環(huán)與柱塞缸筒中心軸線之間的固定偏置之間，且柱塞后退；在先導閥的作用下，柱塞腔與排油-補油閥的彈簧腔溝通，排油-補油閥在柱塞腔的壓力作用下關閉，柱塞繼續(xù)后退導致柱塞腔體積減小，壓力快速上升到超過先導高壓油口的壓力，先導高壓油口同時與高壓供油閥的彈簧腔溝通，高壓供油閥在柱塞腔的壓力上升到先導高壓油口壓力以上后打開；其中狀態(tài)5為高壓供油閥開啟過程這一過渡狀態(tài)。
與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果是 (1)變扭矩控制本發(fā)明通過對高速開關高壓供油閥開啟時間段內的柱塞位移在整個柱塞吸油行程中占空比的實時調節(jié)，輸出與占空比成正比的平均扭矩，實現了開關變扭矩控制，開關變扭矩控制既沒有改變液壓馬達的排量，也沒有改變供油壓力，但它最終直接改變了液壓馬達的輸出扭矩； (2)節(jié)能當負載扭矩較小的時候，部分位于吸油區(qū)的柱塞腔不再從高壓油口吸油，而是通過排油-補油閥從回油口吸油，不需要把壓力油浪費在額外的節(jié)流控制閥口上，因而節(jié)約了大量的能耗； (3)泵工況當柱塞位移占空比小于0.5時，液壓馬達就平穩(wěn)地進入了泵的工況，即輸出與旋轉方向相反的轉矩，同時向高壓油口排出高壓油； (4)響應速度提高一個數量級傳統(tǒng)液壓馬達中各柱塞產生的液壓力，在驅動液壓馬達旋轉的同時，其作用在斜盤上的力還會產生一個與斜盤傾斜角度控制方向一致的扭矩，且該扭矩隨著液壓馬達轉角的改變而變化，盡量有多個柱塞但仍然無法完全在內部相互抵消，這部分波動的扭矩最終都加在了控制斜盤傾斜角度的變量機構上，變量機構為了克服該波動的扭矩，需要有相當大的面積來驅動，嚴重限制了液壓馬達的響應速度；而本發(fā)明把變量驅動機構從斜盤的巨大不均衡力矩中解放出來，只需要克服各先導閥作用在變量驅動環(huán)上的不均衡力，不均衡力縮小了一個數量級，從而將液壓馬達的變量響應速度提高了一個數量級； (5)避免了過零問題傳統(tǒng)液壓馬達切換為泵工況的臨界點是排量為零的點，因此為了切換為泵工況以回收減速、制動過程的能量，液壓馬達的排量調節(jié)機構必須過零點，不僅變量機構的行程大，響應速度慢，而且還很容易導致在零點附近的不穩(wěn)定；而本發(fā)明只需要把柱塞位移占空比調到小于0.5，液壓馬達就平穩(wěn)地進入了泵的工況，不需要經過排量零點，因而也不存在零點附近的不穩(wěn)定問題。



圖1是本發(fā)明結構示意圖。
圖2是本發(fā)明中先導閥和變量驅動環(huán)所在剖面的結構示意圖。
圖3是本發(fā)明中各主閥和變量驅動環(huán)的安裝示意圖。
圖4是本發(fā)明中各先導閥芯向先導閥體中安裝的安裝示意圖。
圖5是本發(fā)明中先導閥體上面，各個閥口臺階與液壓油口的對應關系圖。
圖6是本發(fā)明中各先導閥芯上面，各個閥口臺階與液壓油口的對應關系圖。
圖7是本發(fā)明各柱塞位置與其相關閥的動作流程控制圖。
圖8是本發(fā)明各主閥與先導閥在狀態(tài)A的位置示意圖。
圖9是本發(fā)明各主閥與先導閥在狀態(tài)B，C的位置示意圖。
圖10是本發(fā)明各主閥與先導閥在狀態(tài)D的位置示意圖。
圖11是本發(fā)明各主閥與先導閥在狀態(tài)E，F的位置示意圖。
圖中，1柱塞缸筒、2柱塞、3柱塞腔、4密封圈、5柱塞腔分油閥體、6高速開關高壓供油閥軸向油口、7高速開關高壓供油閥、8高速開關高壓供油閥周向油口、9高速開關高壓供油閥彈簧腔、10高速開關排油-補油閥軸向油口、11高速開關排油-補油閥、12高速開關排油-補油閥周向油口、13高速開關排油-補油閥彈簧腔、14主閥體、15先導閥體、16先導閥、17變量驅動環(huán)、19帶背壓的回油口、20高壓油口、21先導高壓油口、28高速開關高壓供油閥閥芯、29高速開關高壓供油閥彈簧、30高速開關排油-補油閥閥芯、31高速開關排油-補油閥彈簧、32先導閥高壓供油控制臺階、33先導閥排油-補油控制臺階、34先導閥靠近殼體側的端面、35先導閥高壓端面、36先導閥在排油-補油控制臺階與靠近殼體側端面之間的容腔、37先導閥在高壓供油控制臺階與環(huán)形端面之間的容腔、38先導閥在高壓供油控制臺階與排油-補油控制臺階之間的容腔、44先導閥環(huán)形端面。

具體實施例方式 結合附圖，下面通過具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
本發(fā)明的具體實施例在說明問題時，具體討論了一種采用了本發(fā)明提供的機液先導開關變扭矩配油組件的液壓馬達，詳細描述如下 拆除柱塞式定量液壓馬達的后蓋和配油盤，將柱塞缸筒的端面加工成平面，并在柱塞缸筒的每兩個柱塞腔之間都加工銷孔，銷孔位置與本發(fā)明中的配油閥體一致。將本發(fā)明的配油組件安裝到液壓馬達原來的后蓋和配油盤位置，銷釘插到柱塞缸筒新加工的銷孔中。一個普通的柱塞式定量液壓馬達就被改裝成了一個具有機液先導開關變扭矩功能的柱塞式變量液壓馬達了。
根據前面所述的結構與控制方法，該柱塞式變量液壓馬達的工作過程如附圖7～11所示。每個柱塞每轉一圈，都經歷了6個狀態(tài)(4個主狀態(tài)和2個過渡狀態(tài)) (1)狀態(tài)A高壓驅動狀態(tài)先導閥位移大于變量驅動環(huán)與柱塞缸筒中心軸線之間的固定偏置，且柱塞前進；在先導閥的作用下，柱塞腔與高壓供油閥的彈簧腔溝通，高壓供油閥在高壓油口的壓力作用下打開，因而柱塞腔的壓力接近于高壓油口的壓力，柱塞腔同時與排油-補油閥的彈簧腔溝通，排油-補油閥在柱塞腔的壓力作用下保持關閉； (2)狀態(tài)B，C空行程狀態(tài)先導閥位移處于正負變量驅動環(huán)與柱塞缸筒中心軸線之間的固定偏置之間，且柱塞前進；在先導閥的作用下，先導高壓油口與高壓供油閥的彈簧腔溝通，高壓供油閥在先導高壓油口的壓力作用下快速關閉，柱塞繼續(xù)前進導致柱塞腔體積增加，壓力快速降到低于回油口的背壓，柱塞腔同時與排油-補油閥的彈簧腔溝通，排油-補油閥在柱塞腔的壓力降低到回油口背壓以下后打開；其中狀態(tài)2為排油-補油閥開啟過程這一過渡狀態(tài)； (3)狀態(tài)D正?；赜蜖顟B(tài)先導閥位移小于負的變量驅動環(huán)與柱塞缸筒中心軸線之間的固定偏置，且柱塞后退；在先導閥的作用下，帶背壓的回油口與排油-補油閥的彈簧腔溝通，排油-補油閥在柱塞腔的壓力作用下打開，因而柱塞腔的壓力接近于回油口的背壓，同時先導高壓油口與高壓供油閥的彈簧腔溝通，高壓供油閥在先導高壓油口的壓力作用下保持關閉； (4)狀態(tài)E，F泵工況先導閥位移處于正負變量驅動環(huán)與柱塞缸筒中心軸線之間的固定偏置之間，且柱塞后退；在先導閥的作用下，柱塞腔與排油-補油閥的彈簧腔溝通，排油-補油閥在柱塞腔的壓力作用下關閉，柱塞繼續(xù)后退導致柱塞腔體積減小，壓力快速上升到超過先導高壓油口的壓力，先導高壓油口同時與高壓供油閥的彈簧腔溝通，高壓供油閥在柱塞腔的壓力上升到先導高壓油口壓力以上后打開；其中狀態(tài)5為高壓供油閥開啟過程這一過渡狀態(tài)。
最后，需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的具體實施例。顯然，本發(fā)明不限于以上實施例，還可以有很多變形。本領域的普通技術人員能從本發(fā)明公開的內容中直接導出或聯想到的所有變形，均應認為是本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1、一種柱塞液壓馬達機液先導開關變扭矩配油組件，包括柱塞缸筒，柱塞，柱塞腔，其特征在于，還包括配油閥組和變量驅動環(huán)；
所述的配油閥組由與柱塞個數相同數量的高速開關高壓供油閥、高速開關排油-補油閥，先導閥和公共的配油閥體構成，每個柱塞及其相應的柱塞腔對應一個高速開關高壓供油閥、一個高速開關排油-補油閥和一個先導閥；每個高速開關高壓供油閥和每個高速開關排油-補油閥均包括各自的閥芯、彈簧、彈簧腔、軸向油口、周向油口；每個柱塞對應的高速開關高壓供油閥與高速開關排油-補油閥都并排設置，其軸向油口均與相應的柱塞腔連通；每個高速開關高壓供油閥的周向油口均與高壓油口連通，每個高速開關排油-補油閥的周向油口均與帶背壓的回油口連通；每個先導閥均包括各自的高壓供油控制臺階、排油-補油控制臺階；每個高速開關高壓供油閥的彈簧腔均與相應的先導閥上的高壓供油控制臺階連通，每個高速開關排油-補油閥的彈簧腔均與相應的先導閥上的排油-補油控制臺階連通；在每個先導閥靠近殼體的端面與排油-補油控制臺階之間，排油-補油控制臺階和高壓供油控制臺階之間，高壓供油控制臺階與環(huán)形端面之間各有一個容腔；每個先導閥在靠近殼體側的端面與帶背壓的回油口連通，另一側有兩個端面，高壓端面與高壓油口連通，環(huán)形端面與帶背壓的回油口連通；每個先導閥在排油-補油控制臺階與靠近殼體側端面之間的容腔與帶背壓的回油口連通，在高壓供油控制臺階與環(huán)形端面之間的容腔與先導高壓油口連通，在高壓供油控制臺階與排油-補油控制臺階之間的容腔與相應的柱塞腔連通；所有的先導閥都位于同一截面上；
所述的變量驅動環(huán)用于驅動配油閥組工作，其軸向中心位置與所述的先導閥所在截面一致，內壁與所述的所有先導閥靠近殼體側接觸并相對轉動；變量驅動環(huán)的內壁中心與所述的柱塞缸筒的中心軸線平行，并在沿著吸排油分界線方向有一個固定偏置；變量驅動環(huán)能夠且僅能夠沿著垂直于吸排油分界線方向自由移動；
2、根據權利要求1所述的柱塞液壓馬達機液先導開關變扭矩配油組件，其特征在于，所述先導高壓油口的供油壓力比高壓油口的供油壓力略高，流量正好保證所有高壓供油閥閥芯快速關閉所需，使得所有高速開關高壓供油閥都能夠快速關閉。
3、根據權利要求1所述的柱塞液壓馬達機液先導開關變扭矩配油組件，其特征在于，所述的配油閥體在軸向被分成三片柱塞腔分油閥體、主閥體、先導閥體；柱塞腔分油閥體、主閥體、先導閥體通過銷釘剛性連接到柱塞缸筒上；柱塞腔分油閥體與主閥體、主閥體與先導閥體、柱塞腔分油閥體與柱塞缸筒之間所有油口的外緣，都設有密封圈。
4、根據權利要求1所述的柱塞液壓馬達機液先導開關變扭矩配油組件，其特征在于，所述先導閥的高壓供油控制臺階與排油-補油控制臺階的凹凸方向正好相反，使得一個先導閥能夠同時、同步地控制一個高壓供油閥和一個排油-補油控制閥。
5、根據權利要求1所述的柱塞液壓馬達機液先導開關變扭矩配油組件，其特征在于，所述的先導閥的高壓供油控制臺階與排油-補油控制臺階的寬度均與先導閥體上相應的沉割槽寬度一致，使得先導閥能夠快速響應柱塞位置的變化。
6、根據權利要求1所述的柱塞液壓馬達機液先導開關變扭矩配油組件，其特征在于，所述的先導閥處于中位時，高壓供油控制臺階與排油-補油控制臺階之間的容腔，離被高壓供油控制臺階蓋住的遮蓋量，正好等于變量驅動環(huán)的內壁中心與柱塞缸筒中心軸線之間的固定偏置位移，使得正好位于吸排油分界線上的高壓供油閥能夠正好在該位置打開吸油；排油-補油控制臺階與靠近殼體側端面之間的容腔，離被排油-補油控制臺階蓋住的遮蓋量，正好等于變量驅動環(huán)的內壁中心與柱塞缸筒中心軸線之間的固定偏置位移，使得正好位于吸排油分界線上的排油-補油閥能夠正好在該位置打開排油。
7、一種應用于權利要求1所述的柱塞液壓馬達機液先導開關變扭矩配油組件的變扭矩方法，其特征在于，包括以下步驟
(1)根據對輸出扭矩大小的要求，調節(jié)變量驅動環(huán)，用以改變各高速開關高壓供油閥的開關時間占空比；
(2)控制高速開關高壓供油閥的開啟時間，使得位于吸油區(qū)的柱塞腔，僅在高速開關高壓供油閥開啟時，能夠從高壓油口吸油，推動相應的柱塞做功；位于吸油區(qū)的其他柱塞腔，均通過與回油口相通的高速開關排油-補油閥，直接從回油口吸油，補充柱塞運動產生的空腔，但不會推動柱塞做功，確保平均輸出扭矩與高速開關高壓供油閥開啟時間段內柱塞的位移在整個柱塞吸油行程中的占空比成正比；
(3)通過對高速開關高壓供油閥開啟時間段內柱塞的位移在整個柱塞吸油行程中占空比的實時調節(jié)，輸出與占空比成正比的平均扭矩，實現變扭矩控制；占空比與平均扭矩之間的關系為
令柱塞位移占空比D＝X開/Xmax
T＝(2D-1)*(Dm×P×η機×η閥)
先導閥位移幅值即變量驅動環(huán)的位移y與柱塞位移占空比之間的關系為
柱塞位移占空比D＝X開/Xmax＝{1-cos[2tg(y/y0)]}/2
其中D為柱塞位移占空比，X開為高速開關高壓供油閥開啟時間段內的柱塞位移，Xmax為柱塞位移的全行程，T為需要輸出的平均扭矩，Dm為液壓馬達的排量，P為壓力油口的壓力，η機為液壓馬達的機械效率，η閥為配油閥組控制柱塞腔的效率，y0為變量驅動環(huán)的內壁中心與柱塞缸筒中心軸線之間的固定偏置位移，y為先導閥位移幅值即變量驅動環(huán)的位移。
(4)y的方向與液壓馬達的旋轉方向一致，液壓馬達如果反轉，則變量驅動環(huán)反向驅動。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種液壓馬達配油機構及其控制方法，旨在提供一種柱塞液壓馬達機液先導開關變扭矩配油組件，包括柱塞缸筒、柱塞、柱塞腔，還包括配油閥組和變量驅動環(huán)；所述的配油閥組由與柱塞個數相同數量的高速開關高壓供油閥、高速開關排油-補油閥，先導閥和公共的配油閥體構成，所述的變量驅動環(huán)用于驅動配油閥組工作。本發(fā)明還提供了該配油組件的變扭矩方法根據對輸出扭矩大小的要求，調節(jié)變量驅動環(huán)，用以改變各高速開關高壓供油閥的開關時間占空比；控制高速開關高壓供油閥的開啟時間，確保平均輸出扭矩與高速開關高壓供油閥開啟時間段內柱塞的位移在整個柱塞吸油行程中的占空比成正比；輸出與占空比成正比的平均扭矩，實現變扭矩控制。
文檔編號F03C1/40GK101302992SQ20081006354
公開日2008年11月12日 申請日期2008年6月20日 優(yōu)先權日2008年6月20日
發(fā)明者顧臨怡 申請人:浙江大學, 杭州慧翔機電控制工程有限公司