發(fā)布時間：2021-02-03 16:22

　　面對電力系統(tǒng)的強力挑戰(zhàn),壓力共軌（Common Pressure Rail,CPR）系統(tǒng)的概念為構(gòu)建高效、模塊化、高可靠性的液壓系統(tǒng)指出了一個重要的方向。本論文所研究的液壓變壓器正是CPR系統(tǒng)中的核心關(guān)鍵元件。液壓變壓器在功能上是用來調(diào)節(jié)流體傳動回路中流體方向、壓力、流量的新型液壓元件,這要求其流量、壓力以及控制特性必須滿足一定要求。由于在工作中,液壓變壓器的轉(zhuǎn)子中同時存在“驅(qū)動”柱塞與“負(fù)載”柱塞,其扭矩波動劇烈且相互影響,造成流量、壓力的波動。再加上配流盤和缸體慣量都很小,液壓變壓器本身的動態(tài)響應(yīng)速度快,使它的抗干擾能力變得很差。配流盤位置的微小變動就會立即改變缸體轉(zhuǎn)矩的平衡和變壓器的旋轉(zhuǎn)速度,進而液壓變壓器傳遞的流量也跟著快速改變,振動和噪聲問題將隨之而來。目前液壓變壓器仍然存在著輸出流量、壓力波動大,低速運轉(zhuǎn)不穩(wěn)定,噪聲大等問題。亟需對液壓變壓器這一核心關(guān)鍵元件進行系統(tǒng)性的研究,以解決限制液壓變壓器性能的關(guān)鍵問題。本文提出了一種具有雙轉(zhuǎn)子的液壓變壓器新構(gòu)型,通過額外的轉(zhuǎn)子能夠突破缸體強度的限制,成倍的增加柱塞數(shù)量,從而能夠緩解液壓變壓器的波動問題。建立了雙轉(zhuǎn)子液壓變壓器的排量、... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：156 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

CPR系統(tǒng)原理圖[10]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文-4-1.2.2串聯(lián)型液壓變壓器的研究現(xiàn)狀串聯(lián)型液壓變壓器通常由兩個獨立的可變排量液壓馬達(dá)與液壓泵組成，并由一個公共主軸剛性連接。通過改變變量液壓泵/馬達(dá)的排量能夠改變作用在公共主軸上的扭矩，從而實現(xiàn)對變壓比的控制。最早在1965年，美國人Tyler申請了一種具有雙排結(jié)構(gòu)的液壓變壓器[26]。在結(jié)構(gòu)上其相當(dāng)于將兩個固定排量的泵與馬達(dá)串聯(lián)起來，如圖1-4所示。其主要起增壓器使用，并能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)工作。然而，由于泵/馬達(dá)的排量不可變，再加上排量不相等，造成該雙排液壓變壓器的變壓比是固定的，且只能實現(xiàn)單向變壓，嚴(yán)重限制了該結(jié)構(gòu)液壓變壓器的應(yīng)用范圍。除此之外，由于在圓周方向上采用了兩組分布圓半徑不同的柱塞組件，加工與裝配難度將大大增加，效率也很難保證。圖1-4雙排串聯(lián)型液壓變壓器[26]Fig.1-4Doublerowserieshydraulictransformer[26]1971年，HerbertHK提出了一種雙向串聯(lián)液壓變壓器，如圖1-5所示[27]。該液壓變壓器由獨立的可變排量液壓馬達(dá)與液壓泵組成，兩者的轉(zhuǎn)子剛性的連接在一起，從而能夠同步旋轉(zhuǎn)。由于泵和馬達(dá)在功能上是可逆的，在一定工況下，液壓泵可作為液壓馬達(dá)使用，而液壓馬達(dá)的功能也可由剛性連接的液壓泵實現(xiàn)。因此，通過調(diào)節(jié)變量液壓馬達(dá)的排量，可以實現(xiàn)對壓力的雙向調(diào)節(jié)。圖1-5雙向串聯(lián)型液壓變壓器[27]Fig.1-5Two-wayserieshydraulictransformer[27]如圖1-6所示為一種基于力士樂公司現(xiàn)有液壓泵與馬達(dá)的串聯(lián)型液壓變

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文-4-1.2.2串聯(lián)型液壓變壓器的研究現(xiàn)狀串聯(lián)型液壓變壓器通常由兩個獨立的可變排量液壓馬達(dá)與液壓泵組成，并由一個公共主軸剛性連接。通過改變變量液壓泵/馬達(dá)的排量能夠改變作用在公共主軸上的扭矩，從而實現(xiàn)對變壓比的控制。最早在1965年，美國人Tyler申請了一種具有雙排結(jié)構(gòu)的液壓變壓器[26]。在結(jié)構(gòu)上其相當(dāng)于將兩個固定排量的泵與馬達(dá)串聯(lián)起來，如圖1-4所示。其主要起增壓器使用，并能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)工作。然而，由于泵/馬達(dá)的排量不可變，再加上排量不相等，造成該雙排液壓變壓器的變壓比是固定的，且只能實現(xiàn)單向變壓，嚴(yán)重限制了該結(jié)構(gòu)液壓變壓器的應(yīng)用范圍。除此之外，由于在圓周方向上采用了兩組分布圓半徑不同的柱塞組件，加工與裝配難度將大大增加，效率也很難保證。圖1-4雙排串聯(lián)型液壓變壓器[26]Fig.1-4Doublerowserieshydraulictransformer[26]1971年，HerbertHK提出了一種雙向串聯(lián)液壓變壓器，如圖1-5所示[27]。該液壓變壓器由獨立的可變排量液壓馬達(dá)與液壓泵組成，兩者的轉(zhuǎn)子剛性的連接在一起，從而能夠同步旋轉(zhuǎn)。由于泵和馬達(dá)在功能上是可逆的，在一定工況下，液壓泵可作為液壓馬達(dá)使用，而液壓馬達(dá)的功能也可由剛性連接的液壓泵實現(xiàn)。因此，通過調(diào)節(jié)變量液壓馬達(dá)的排量，可以實現(xiàn)對壓力的雙向調(diào)節(jié)。圖1-5雙向串聯(lián)型液壓變壓器[27]Fig.1-5Two-wayserieshydraulictransformer[27]如圖1-6所示為一種基于力士樂公司現(xiàn)有液壓泵與馬達(dá)的串聯(lián)型液壓變

【參考文獻】：
期刊論文
[1]雙定子泵/馬達(dá)在傳統(tǒng)速度回路中的應(yīng)用分析[J]. 聞德生,隋廣東,田山恒,王少朋,馮佩坤,劉小雪.  液壓氣動與密封. 2019(09)
[2]液壓系統(tǒng)中液壓變壓器的發(fā)展及研究現(xiàn)狀[J]. 姜繼海,楊冠中.  長安大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(06)
[3]一種大型液壓挖掘機回轉(zhuǎn)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)的研究[J]. 賀元成,鄭庭,孟志明.  機床與液壓. 2016(08)
[4]基于液壓變壓器的TBM刀盤混合驅(qū)動系統(tǒng)[J]. 劉統(tǒng),龔國芳,彭左,吳偉強,彭雄斌.  浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2016(03)
[5]Power characteristics of a variable hydraulic transformer[J]. Yang Guanzhong,Jiang Jihai.  Chinese Journal of Aeronautics. 2015(03)
[6]Flow characteristics of variable hydraulic transformer[J]. 楊冠中,姜繼海.  Journal of Central South University. 2015(06)
[7]雙缸體旋轉(zhuǎn)斜盤式液壓變壓器特性分析[J]. 吳維,荊崇波,胡紀(jì)濱,苑士華.  機械工程學(xué)報. 2013(22)
[8]負(fù)載敏感液壓變壓器響應(yīng)特性[J]. 劉貽歐,于俊,黃亞農(nóng),黎申,滕大偉.  艦船科學(xué)技術(shù). 2013(08)
[9]電液伺服斜盤柱塞式液壓變壓器配流盤緩沖槽[J]. 劉成強,姜繼海,高麗新,楊冠中.  哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2013(07)
[10]液壓變壓器控制挖掘機動臂油缸動態(tài)分析[J]. 沈偉,姜繼海,王克龍.  農(nóng)業(yè)機械學(xué)報. 2013(04)

博士論文
[1]變量液壓變壓器的特性及其配流研究[D]. 楊冠中.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2019
[2]非恒壓網(wǎng)絡(luò)二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)新型能量轉(zhuǎn)換儲存關(guān)鍵技術(shù)的研究[D]. 臧發(fā)業(yè).山東大學(xué) 2016
[3]基于CPR的混合動力挖掘機液壓節(jié)能系統(tǒng)及其控制研究[D]. 沈偉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[4]電液伺服斜盤柱塞式液壓變壓器的研究[D]. 劉成強.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[5]電控斜軸柱塞式液壓變壓器的理論分析與實驗研究[D]. 盧紅影.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[6]液壓變壓器研究[D]. 歐陽小平.浙江大學(xué) 2005



本文編號：3016810