发射车及应用于其展车起竖液压系统的组合伺服油源装置的制作方法

[0001]
本发明涉及液压驱动技术领域，尤其涉及一种发射车及应用于其展车起竖液压系统的组合伺服油源装置。


背景技术：

[0002]
发射车即装载地空导弹发射装置的车辆。传统发射车采用燃油驱动模式，通过燃油发动机输出动力，驱动发射车行驶及完成发射准备工作。发射准备工作包括展车、起竖等工作流程，常采用液压系统完成展车、起竖等动作。其中展车工作流程包括整车调平、开启发射筒锁紧装置、开启发射舱盖等工步，起竖工作流程为起竖发射筒工步，展车及起竖流程涉及到多个执行机构(即液压缸)的协同工作。
[0003]
传统燃油驱动装备中，液压系统泵源采用发动机驱动，噪声大、发热量高，降低了装备的战斗力和生存能力。并且传统发射车液压系统执行机构多，载荷、速度存在差异，所需流量、压力差别较大，液压系统泵源多使用齿轮泵组，齿轮泵的体积小，占用面积小，能有效适应发射车的有效空间。然而，齿轮泵为定排量泵，输出流量固定，在各执行机构负载和所需流量存在差异，同一执行机构运动至不同阶段时负载和所需流量也会变化时，会使得泵输出流量和压力的不可调会导致压力和流量不匹配。泵输出压力大、执行机构负载小会使回路中产生较大压降损耗，导致能量损失。泵输出流量大于执行机构运动所需流量会导致多余油液通过定压溢流阀溢流，产生能量损失，油源效率低、发热量大，不利于液压系统的长期使用。
[0004]
如图1所示传统齿轮泵组油源原理，齿轮泵2’组连接在同一个轴上，由底盘发动机取力口1’带动旋转，两齿轮泵2’转速相同，可由二通逻辑阀3’通断分别控制两泵是否卸荷，卸荷的泵油液直接流回油箱4’，处于不工作状态，通过采用齿轮泵2’组可以收获至多三种流量组合，但是该方案在执行机构多的时候也无法做到完全适应负载流量变化，实现流量的无级调节。而且图中采用的用于确定泵输出压力的定压溢流阀5’，也无法根据负载大小进行调节。


技术实现要素：

[0005]
本发明公开一种应用于发射车展车起竖液压系统的组合伺服油源装置，用于解决现有技术中，齿轮泵组油源无法适应负载流量变化的问题。
[0006]
为了解决上述问题，本发明采用下述技术方案：
[0007]
提供一种应用于发射车展车起竖液压系统的组合伺服油源装置，包括：
[0008]
第一油箱和第二油箱，所述第一油箱和所述第二油箱分体设置并通过连管连通，所述第一油箱通过第一进油管向所述液压系统的执行机构供油，所述第二油箱通过第二进油管向所述液压系统的执行机构供油；
[0009]
第一电比例泵，所述第一电比例泵设置在所述第一进油管；
[0010]
第二电比例泵，所述第二电比例泵设置在所述第二进油管；
[0011]
第一伺服电机，所述第一伺服电机驱动所述第一电比例泵；
[0012]
第二伺服电机，所述第二伺服电机驱动所述第二电比例泵；
[0013]
流量传感器，所述流量传感器实时采集进入所述执行机构的油液的流量值；
[0014]
压力传感器，所述压力传感器实时采集所述第一油箱和所述第二油箱输出油液的压力值；
[0015]
比例溢流阀，所述比例溢流阀限定所述第一油箱和所述第二油箱输出油液的最大压力值；
[0016]
控制模块，所述控制模块根据存储的目标流量曲线和所述流量传感器采集的流量值控制进入所述执行机构的油液流量，根据存储的目标压力曲线和所述压力传感器采集的压力值调节所述比例溢流阀的最大压力值，其中所述目标流量曲线根据所述执行机构的动作需求制定，所述目标压力曲线根据所述执行机构的负载压力制定。
[0017]
可选的，所述控制模块与所述第一电比例泵、所述第二电比例泵、所述第一伺服电机和所述第二伺服电机电连接，其中，所述控制模块通过控制所述第一电比例泵和所述第二电比例泵的排量控制进入所述执行机构的油液流量，或者所述控制模块通过控制所述第一伺服电机和所述第二伺服电机的转速控制进入所述执行机构的油液流量。
[0018]
可选的，所述控制模块还与用于监测所述执行机构位置的位置传感器电连接，其中，所述控制模块通过控制所述第一电比例泵和所述第二电比例泵的排量控制进入所述执行机构的流量，或者所述控制模块通过控制所述第一伺服电机和所述第二伺服电机的转速控制进入所述执行机构的油液流量，或者通过所述位置传感器采集的位置值控制进入所述执行机构的油液流量。
[0019]
可选的，所述比例溢流阀设置在溢流油管上，所述溢流油管的一端伸入所述第二油箱，另一端与所述第一进油管和所述第二进油管连通，所述压力传感器安装在所述第一进油管上且位于所述溢流油管连接点和所述执行机构之间，所述流量传感器设置在所述第二进油管上且位于所述溢流油管连接点和所述执行机构之间。
[0020]
可选的，所述溢流油管上还设有切断所述比例溢流阀的截止阀，所述第一电比例泵和所述第二电比例泵均设有限定最高工作压力的压力限制器。
[0021]
可选的，还包括第一辅压力传感器和第二辅压力传感器，所述第一辅压力传感器设置在所述第一进油管上且位于所述溢流油管连接点和所述第一电比例泵之间，所述第二辅压力传感器设置在所述第二进油管且位于所述溢流油管连接点和所述第二电比例泵之间，所述控制模块在所述压力传感器故障后，根据所述第一辅压力传感器采集的所述第一电比例泵的压力值和所述第二辅压力传感器采集的所述第二电比例泵的压力值以及目标压力曲线调节所述比例溢流阀的最大压力值。
[0022]
可选的，所述第一进油管上设有第一单向阀，所述第二进油管上设有第二单向阀，所述第一单向阀位于所述溢流油管连接点和所述第一辅压力传感器之间，所述第二单向阀位于所述溢流油管连接点和所述第二辅压力传感器之间。
[0023]
可选的，所述控制模块、所述第一伺服电机和所述第二伺服电机由蓄电池或市电供电。
[0024]
可选的，与所述执行机构连接的回油管伸入所述第二油箱。
[0025]
还提供一种发射车，包括车架和分别设置在所述车架上的组合伺服油源装置，其
中，所述组合伺服油源装置为上述中任一项所述的组合伺服油源装置，所述第一油箱和所述第二油箱分别设置在所述车架的两侧。
[0026]
本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：
[0027]
在发射车上组装组合伺服油源装置时，可以将第一油箱和第二油箱灵活布置于车架的两侧，解决了发射车空间小，无法安装大功率油源的问题。两组伺服电机泵源可以同时工作，满足执行机构大流量快速动作要求，两组伺服电机泵源也可以互为备份，当一组伺服电机泵源故障时，另一组泵源仍可向执行机构提供油源，使执行机构降额完成任务，可靠性较高。另外，通过伺服电机驱动电比例泵，通过精确控制伺服电机转速，可实现对泵源流量的多种控制方式，通过比例溢流阀限定装置最高工作压力。这样，可通过精确控制泵排量，实现对泵输出流量的控制，既满足了发射车快速展车、起竖时的大流量需求，又实现了展车、起竖到位时小流量的精确控制，并且，在各液压系统执行机构具有较大流量、压力差的情况下，通过控制泵源流量和装置压力，实现容积调速形式，相比于定量泵油源，无节流损失，可减少装置发热或使装置几乎不发热，提高装置使用寿命，提高泵源利用率。而且，该装置还具有可靠性高、噪声小、发热量小等优点，提高发射车的战斗力和生存能力。
附图说明
[0028]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0029]
图1为现有技术公开的齿轮泵组油源原理示意图；
[0030]
图2为本发明公开的组合伺服油源装置的原理示意图。
[0031]
其中，附图1-2中具体包括下述附图标记：
[0032]
取力口-1’；齿轮泵-2’；二通逻辑阀-3’；油箱-4’；定压溢流阀-5’；
[0033]
第一油箱-1；第二油箱-2；第一进油管-3；第二进油管-4；第一电比例泵-5；第二电比例泵-6；第一伺服电机-7；第二伺服电机-8；流量传感器-9；压力传感器-10；比例溢流阀-11；溢流油管-12；截止阀-13；第一辅压力传感器-14；第二辅压力传感器-15；第一单向阀-16；第二单向阀-17；连管-18。
具体实施方式
[0034]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0035]
本发明的组合伺服油源装置用于驱动发射车上的各液压系统执行机构(例如液压缸)，完成发射车的展车、起竖等发射准备工作。如图2所示，该组合伺服油源装置包括第一油箱1、第二油箱2、第一电比例泵5、第二电比例泵6、第一伺服电机7、第二伺服电机8、流量传感器9、压力传感器10、比例溢流阀11和控制模块。第一油箱1、第二油箱2分体设置并通过连管18连通，同时第一油箱1通过第一进油管3与执行机构连通，第二油箱2通过第二进油管4与执行机构连通。第一电比例泵5设置在第一进油管3上，且由第一伺服电机7驱动，第二电
比例泵6设置在第二进油管4上，且由第二伺服电机8驱动，使每个电比例泵从各自油箱单独吸油。流量传感器9实时采集进入执行机构的油液的流量值，作为流量反馈元件，可实现反馈信号闭环控制泵源流量。压力传感器10实时采集进入执行机构的油液的压力值。比例溢流阀11限定进入执行机构的油液的最大压力值。控制模块根据比对存储的目标流量曲线和流量传感器9采集的流量值控制进入执行机构的油液流量，根据比对存储的目标压力曲线和压力传感器10采集的压力值调节比例溢流阀11的最大压力值，实现流量闭环控制和执行机构最高限定压力的闭环控制，其中目标流量曲线根据执行机构的动作需求制定，目标压力曲线根据执行机构的负载压力制定。
[0036]
在发射车上组装组合伺服油源装置时，可以将第一油箱1和第二油箱2灵活布置于发射车车架的两侧，解决了发射车空间小，无法安装大功率油源的问题。两组伺服电机泵源可以同时工作，满足执行机构大流量快速动作要求，两组伺服电机泵源(即电比例泵和伺服电机的合称)也可以互为备份，当一组伺服电机泵源故障时，另一组伺服电机泵源仍可向执行机构提供油源，使执行机构降额完成任务，可靠性较高。另外，通过伺服电机驱动电比例泵，通过精确控制伺服电机转速，可实现对泵源流量的多种控制方式，通过比例溢流阀11限定装置最高工作压力。这样，可通过精确控制泵排量，实现对泵输出流量的控制，既满足了快速展车、起竖时的大流量需求，又实现了展车、起竖到位时的小流量精确控制，并且，在起竖流程具有较大流量、压力差的情况下，通过控制泵源流量和装置压力，实现容积调速形式，相比于定量泵油源，无节流损失，可减少装置发热或使装置几乎不发热，提高装置使用寿命，提高泵源利用率。而且，该装置还具有可靠性高、噪声小、发热量小等优点，提高发射车的战斗力和生存能力。
[0037]
需要说明的是，在发射车展车起竖流程不同动作阶段，执行机构的负载压力均有所变化，可以根据发射准备阶段制定目标压力曲线，使比例溢流阀11限定的执行机构最高工作压力有所调整。目标压力曲线和目标流量曲线的制定方式可以以现有手段制定，控制模块比对各信息的方式也可以与通常相同，在此不在赘述。当液压系统包含多个执行机构时，各执行元件均与第一进油管3和第二进油管4连通。
[0038]
控制模块可以同时与第一电比例泵5、第二电比例泵6、第一伺服电机7和第二伺服电机8电连接，此时控制模块包括与各伺服电机电连接的电机控制器以及与各电比例泵连接的泵控制器，控制模块与上位机连接，实现与上位机通信。控制模块、第一伺服电机7和第二伺服电机8可以由蓄电池或市电供电。控制模块可以通过控制第一电比例泵5和第二电比例泵6的排量控制进入执行机构的油液流量，或者通过控制第一伺服电机7和第二伺服电机8的转速控制进入执行机构的油液流量，以实现两种不同方式的流量闭环控制，提高执行机构的安全性和可靠性。
[0039]
需要说明的是，此处可以优先采用控制电比例泵排量的方式来控制进入执行机构的油液流量，此种控制方式具有控制精度高、响应灵敏的特点。当电比例泵控制故障或不能满足要求时，采用控制伺服电机转速的方式来控制进入执行机构的油液流量，其控制精度和响应速度稍逊于电比例泵控制，但仍能满足展车起竖液压系统各执行机构绝大多数动作要求。
[0040]
另外，控制模块还可以与监测执行机构位置的位置传感器电连接，使控制模块还可以通过位置传感器采集的位置值闭环控制进入执行机构的油液流量，当流量传感器9故
障时，仍能够满足执行机构动作要求和安全性要求，提高液压系统可靠性。位置传感器具体可以为位移传感器或角度传感器等。
[0041]
比例溢流阀11可以设置一个，位于溢流油管12上，溢流油管12的一端伸入第二油箱2，另一端同时与第一进油管3和第二进油管4连通，实现第一进油管3和第二进油管4连通，结构简单，成本低。在溢流油管12上还可以设置切断比例溢流阀11的截止阀13。此时，第一电比例泵5和第二电比例泵6均设有限定最高工作压力的压力限制器。当比例溢流阀11故障时，可以使用截止阀13将其切断，通过电比例泵自带的压力限制器限定执行机构最高工作压力，这样，一方面可满足执行机构动作需求，另一方面可防止泵输出压力过高，造成液压系统损坏，确定液压系统安全性。需要说明的是，当泵输出压力达到压力限制器限定压力时，泵处于最小排量状态，其排量仅用于维持限定压力和满足自身润滑需求。
[0042]
压力传感器10可以设置在第一进油管3上，且位于溢流油管12连接点和执行机构之间。流量传感器9可以设置在第二进油管4上，且位于溢流油管12连接点和执行机构之间。如此设置，结构简单，设置一个压力传感器10和一个流量传感器9即可，成本低。
[0043]
该组合伺服油源装置还包括第一辅压力传感器14和第二辅压力传感器15。第一辅压力传感器14设置在第一进油管3且位于溢流油管12连接点和第一电比例泵5之间，第二辅压力传感器15设置在第二进油管4且位于溢流油管12连接点和第二电比例泵6之间，控制模块在压力传感器10故障后，根据第一辅压力传感器14采集的第一电比例泵5的压力值和第二辅压力传感器15采集的第二电比例泵6的压力值以及目标压力曲线调节比例溢流阀11的最大压力值，以满足执行机构动作要求和安全性要求，提高液压系统的可靠性。
[0044]
该组合伺服油源装置还包括设置在第一进油管3上的第一单向阀16和设置在第二进油管4上的第二单向阀17。第一单向阀16位于第一辅压力传感器14和溢流油管12连接点之间，第二单向阀17位于第二辅压力传感器15和溢流油管12连接点之间，便于安装。
[0045]
另外，与执行机构连接的回油管可以伸入第二油箱2，然后第二油箱2的部分油源通过连管流入第一油箱1，结构简单，便于安装布置。
[0046]
本发明的发射车包括车架和设置在车架上组合伺服油源装置，液压系统包括组合伺服油源装置、执行机构(即液压缸)和控制执行机构的控制模块。组合伺服油源装置为上述中的组合伺服油源装置，第一油箱1和第二油箱2分别设置在发射车的两侧。在该发射车中，解决了发射车空间小，无法安装大功率油源的问题。两组伺服电机泵源可以同时工作，满足执行机构大流量快速动作要求，两组伺服电机泵源也可以互为备份，当一组伺服电机泵源故障时，另一组泵源仍可向执行机构提供油源，使执行机构降额完成任务，可靠性较高。另外，通过伺服电机驱动电比例泵，通过精确控制伺服电机转速，可实现对泵源流量的多种控制方式，通过比例溢流阀11限定装置最高工作压力。这样，可通过精确控制泵排量，实现对泵输出流量的控制，既满足了快速展车起竖时的大流量需求，又实现了展车起竖到位的小流量精确控制，并且，在各工作流程具有较大流量、压力差的情况下，通过控制泵源流量和装置压力，实现容积调速形式，相比于定量泵油源，无节流损失，可减少装置发热或使装置几乎不发热，提高装置使用寿命，提高泵源利用率。而且，该装置还具有可靠性高、噪声小、发热量小等优点，提高发射车的战斗力和生存能力。
[0047]
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员
在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。