可变增压比液压增压系统及控制方法与流程

本发明涉及液压系统领域，尤其涉及一种可变增压比液压增压系统及控制方法。

背景技术：

1、一般增压缸增压比是固定的，可以称为硬增压比。如图3所示，s1’为低压输入腔活塞有效作用面积，s2’为高压输出腔增压杆有效作用面积，根据公式p1’*s1’＝p2’*s2’，增压比＝s1’:s2’＝p2’:p1’。增压缸一经确定，硬增压比不可改变。p2’的最小可控范围为p1的最小值*增压比。随着工艺技术的发展和内高压成形技术的推广应用，成形压力要求越来越高，现在普遍要求在150～200mpa以上，这时增压缸增压比往往在10:1以上，常规比例压力阀的调整死区在2mpa左右，即增压缸输出压力最小值在20mpa左右。这样的压力范围对于一般常规材料的内高压成形工艺影响不是太大，但对于一些软性材料来说(如贵重金属、银、薄壁软铜等)，始胀压力一般＜20mpa，很容易让坯料直接处于大变形阶段，就算采用高精度比例压力阀，也很难保证压力曲线和材料胀形路线的匹配，造成废品率上升，从而增加了产品的生产成本。

2、对于一些复合工艺，生产厂家往往要求起始阶段输出压力控制精度在1mpa以内，总体压力输出范围从低压的10mpa～20mpa到高压的100mpa以上。这时候解决方法一般是多配一组低增压比的增压缸、或者找一些超高控制精度的比例压力阀。无论哪一种情况，都增加了设备制造成本和系统对压力精度的控制难度。

3、因此，现有技术还有待改进和发展。

技术实现思路

1、本发明的第一个目的在于提供一种可变增压比液压增压系统，其通过控制第一压力源的输入和第二压力源的输入实现增压系统的增压比可变，增压比调整范围更广。

2、为达到上述目的，本发明提供的方案是：

3、一种可变增压比液压增压系统，包括第一压力源、第二压力源和增压缸，所述增压缸包括缸筒、活塞和活塞杆，所述活塞设置在所述活塞杆的端部，所述活塞和所述活塞杆设置在所述缸筒内，并将所述缸筒的内腔分隔成低压腔、压力调节腔和高压腔，所述第一压力源与所述低压腔通过第一管道连接，且所述第一压力源与所述低压腔之间设置有方向控制阀，所述第一压力源连接有第一比例压力阀，所述第二压力源与所述压力调节腔通过第二管道连接，所述第二压力源连接有第二比例压力阀，所述压力调节腔与所述方向控制阀之间设置有单向阀。

4、优选地，增压系统输出压力值p2的函数式表示为：

5、p2＝(p1*s1-p3*s3)/s2

6、式中，p1表示低压腔的输入压力值，p3表示压力调节腔的输入压力值，s1表示低压腔的面积，s2表示高压腔的面积，s3表示压力调节腔的面积。

7、优选地，所述第一比例压力阀的输入端设置有第一压力传感器。

8、优选地，所述第二比例压力阀的输入端设置有第二压力传感器。

9、优选地，所述高压腔的输出端设置有第三压力传感器。

10、优选地，所述第一比例压力阀的输入端和所述第二比例压力阀的输入端分别连接有采样电路，所述采样电路包括第四压力传感器、电流放大器、模数转换器和参考电源，所述第四压力传感器的输出端与所述模数转换器的输入端连接，所述模数转换器的输出端与所述电流放大器的输入端连接，所述参考电源与所述模数转换器的电源输入端连接，与所述第一比例压力阀连接的采样电路的第四压力传感器与第一比例压力阀的输入端连接，与所述第一比例压力阀连接的采样电路的所述电流放大器的输出端与所述第一比例压力阀的输入端连接，与所述第二比例压力阀连接的采样电路的第四压力传感器与第二比例压力阀的输入端连接，与所述第二比例压力阀连接的采样电路的所述电流放大器的输出端与所述第二比例压力阀的输入端连接。

11、本发明的第二个目的在于提供一种可变增压比液压增压控制方法，所述可变增压比液压增压控制方法包括：获取增压系统输出压力值的函数式和目标输出压力值；将目标输出压力代入增压系统输出压力值的函数式，计算得到低压腔的输入压力和压力调节腔的输入压力；根据计算得到的低压腔的输入压力和第一压力源的压力值调整第一比例压力阀的开度，并根据计算得到的压力调节腔的输入压力和第二压力源的压力值调整第二比例压力阀的开度以使高压腔的输出压力值等于目标输出压力值。

12、优选地，在调整第一比例压力阀的开度和第二比例压力阀的开度之后，还包括：定期获取高压腔的实时压力，并根据高压腔的实时压力微调第一比例压力阀的开度和第二比例压力阀的开度以使高压腔的输出压力值等于目标输出压力值。

13、本方案中，将增压缸的内腔分隔成低压腔、压力调节腔和高压腔，并配置有与低压腔连接的第一压力源和与压力调节腔连接的第二压力源，在不改变增压缸硬增压比的情况下，通过系统控制加入调节压力腔输入压力和低压腔输入压力一同形成软增压比，利用软增压比起到实际控制高压腔的输出压力，从而能够扩宽增压系统的增压比调整范围，甚至可以在硬增压比>>1的情况下实现增压比＜1的情况。

技术特征：

1.一种可变增压比液压增压系统，其特征在于，包括第一压力源、第二压力源和增压缸，所述增压缸包括缸筒、活塞和活塞杆，所述活塞设置在所述活塞杆的端部，所述活塞和所述活塞杆设置在所述缸筒内，并将所述缸筒的内腔分隔成低压腔、压力调节腔和高压腔，所述第一压力源与所述低压腔通过第一管道连接，且所述第一压力源与所述低压腔之间设置有方向控制阀，所述第一压力源连接有第一比例压力阀，所述第二压力源与所述压力调节腔通过第二管道连接，所述第二压力源连接有第二比例压力阀，所述压力调节腔与所述方向控制阀之间设置有单向阀。

2.如权利要求1所述的可变增压比液压增压系统，其特征在于，增压系统输出压力值p2的函数式表示为：

3.如权利要求1所述的可变增压比液压增压系统，其特征在于，所述第一比例压力阀的输入端设置有第一压力传感器。

4.如权利要求1所述的可变增压比液压增压系统，其特征在于，所述第二比例压力阀的输入端设置有第二压力传感器。

5.如权利要求1所述的可变增压比液压增压系统，其特征在于，所述高压腔的输出端设置有第三压力传感器。

6.如权利要求1所述的可变增压比液压增压系统，其特征在于，所述第一比例压力阀的输入端和所述第二比例压力阀的输入端分别连接有采样电路，所述采样电路包括第四压力传感器、电流放大器、模数转换器和参考电源，所述第四压力传感器的输出端与所述模数转换器的输入端连接，所述模数转换器的输出端与所述电流放大器的输入端连接，所述参考电源与所述模数转换器的电源输入端连接，与所述第一比例压力阀连接的采样电路的第四压力传感器与第一比例压力阀的输入端连接，与所述第一比例压力阀连接的采样电路的所述电流放大器的输出端与所述第一比例压力阀的输入端连接，与所述第二比例压力阀连接的采样电路的第四压力传感器与第二比例压力阀的输入端连接，与所述第二比例压力阀连接的采样电路的所述电流放大器的输出端与所述第二比例压力阀的输入端连接。

7.一种可变增压比液压增压控制方法，其特征在于，所述可变增压比液压增压控制方法包括：

8.如权利要求7所述的可变增压比液压增压控制方法，其特征在于，在调整第一比例压力阀的开度和第二比例压力阀的开度之后，还包括：定期获取高压腔的实时压力，并根据高压腔的实时压力微调第一比例压力阀的开度和第二比例压力阀的开度以使高压腔的输出压力值等于目标输出压力值。

技术总结
本发明适用于液压系统领域，公开了可变增压比液压增压系统及控制方法，可变增压比液压增压系统包括第一压力源、第二压力源和增压缸，增压缸包括缸筒、活塞和活塞杆，活塞设置在活塞杆的端部，活塞和活塞杆设置在缸筒内，并将缸筒的内腔分隔成低压腔、压力调节腔和高压腔，第一压力源与低压腔通过第一管道连接，且第一压力源与低压腔之间设置有方向控制阀，第一压力源连接有第一比例压力阀，第二压力源与压力调节腔通过第二管道连接，第二压力源连接有第二比例压力阀，压力调节腔与方向控制阀之间设置有单向阀，该系统通过控制第一压力源的输入和第二压力源的输入实现增压系统的增压比可变，增压比调整范围更广。

技术研发人员：陈国华,何景晖,叶倩仪
受保护的技术使用者：佛山市康思达液压机械有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29