单杆液压缸液压回路外文文献翻译、中英文翻译

附录 1：外文翻译单杆液压缸液压回路本文提出了一种由可变排量泵控制的单杆液压缸的新型液压回路。 油路布置不仅能给系统提供高能效，而且可以改善传统油路的内部不稳定性。 通过将传统油路与所提出的油路进行比较来说明稳定性。介绍了系统动力学稳定性的动机，推导和证明。提出了包括稳定性控制和滑动到所需工作区域的控制算法。 进行实验来验证油路，结果表明该油路具有良好的性能。 DOI：10.1115 / 1.4004777 1 介绍液压系统由于其高功率密度，灵活性和高刚度而广泛应用于工业应用中。 应用可以在农业，矿业，建筑和制造业中找到。 然而，与机械或电气传递动力的方法相比， 流体动力的效率相对较低。 随着对燃料价格和排放法规的关注越来越多，流体动力的效率已成为一个重要问题。阀门控制系统在当今的液压机器中处于领先地位。 使用阀门控制系统似乎是一个直接的解决方案，其中系统使用压力补偿或负载感应泵来提供控制执行器的各个阀门。设计看起来很简单，但存在一些缺点：安装成本高，部件成本高，节流损耗低能源效率高1。 位移控制的静液传动通常可以在较小的移动机器中找到并用作推进驱动。通过与实施相同的工作程序时的燃料消耗量进行比较，能量效率的提高通常是通过与装备有不同回路的同一台机器重复 10 次的 3 分钟挖掘循环进行评估的。泵位移控制致动器的主要优点是它提供更高的能量效率，因为在致动器的主电力线内没有节流损 失，并且因为泵能够通过机械从其他功能单元从电位再生能量和制动能量共享泵的轴。电力再生的原理类似于电气系统中使用的原理，其中馈送到同一电网上的电动机的能量的一部分从在发电机模式下工作的电动机再生。目前，有许多车辆，包括挖掘机，起重机和一些机器人，同时使用多个线性和旋转液压执行器;恢复能源的能力将成为新一代液压移动机器的必要组成部分。泵位移控制系统的一个直接问题是，行业中使用的最常见的执行器是单杆液压缸。一个例子是挖掘机中使用的悬臂结构。 当在泵位移控制油路中使用单杆液压缸时，为了平衡由于液压缸的不同面积而进入和离开液压缸体积的不相等的流量，需要适当的油路布置。文献中可以找到几种方法来解决差异区问题。 Berbuer 2和 Lodewyks 3,4推出了一种用于不平等流量补偿的液压变压器。与变压器类似的液压变压器能够以一定的压力水平将输入流转换成不同的输出流，同时以压力水平的变化为代价。如果变压器比率与给定液压缸的面积比相同，则不平衡流量平衡。 INNAS 5基于弯轴原理开发了类似但更具创新性的产品。它包含三个端口，其中通过控制阀板来实现对各个端口的流量的控制。该变压器只能用于四个象限操作中的单杆液压缸以及额外的高压源。 Berbuer 2 还提出使用两个可变排量泵，其位移比适用于单杆液压缸的面积比，以补偿差动流量。除了闭环油路解决方案外，Heybroek 还提出了一种开环油路解决方案，实现了一套 H 桥控制阀。该油路延长了单杆液压缸可操作的最大速度。1994 年，Hewett 7基于可变排量泵和低压充气管线来获得闭路排量控制的概念， 用于补偿通过液压缸的体积流量的差异。 使用两位三通阀将液压缸的低压侧连接到充气压力。 该油路在移动林业机器上成功实施8。 一个类似的概念，使用两个先导式止回阀，由 Rahmfeld 9和 Rahmfeld 和 Ivantysynova 10开发。 通过使用原型轮式装载机的实验证明，在负载传感下节省了 15的燃料。 这种解决方案的优点包括：（1）消除节流损失; （2）与其他解决方案相比，油路成本较低; （3）能量回收是可能的，因为泵共享相同的输入轴。液压回路需要以四象限运行，以便从其他功能单元回收能量。 在某种情况下，这种油路的报告问题是泵振荡11。 更明确地说，帽侧和杆侧的压力有时不可控地摆动; 相应地，由于质量惯性，液压缸速度振荡并且迅速变化，即使它是连续的; 该系统在泵送模式和运行模式之间具有快速振荡。 在这个阶段，系统失去可控性或处于弱可控性。参考文献 如图 11 所示，观察者被设计成预测何时发生这种压力振荡，以引入控制努力来稳定系统。 显然，致动器压力和速度的大振荡是不期望的并且可能是危险的。 对于工业应用而言，可控性的丧失或可控性弱是潜在的不可接受的。在本文中，通过实验提出并验证了一种用于差分流量的新型流量控制油路。 这个概念是从 Hewett 的结构开发的7。 添加了新的组件和控件算法。 油路继承了惠威设计的优势，但原理，工作分析和技术重点与 Hewett 的完全不同。 该油路不仅保留了能源效率，而且消除了压力振荡。 更多的是，跟踪性能可以根据需求进行调整。2 具有动态补偿的流量控制油路所提出的闭环液压回路如图 1 所示。该油路包括一对止回阀（3a，3b），一对流量控制阀（4a，4b），一对安全阀（5a，5b），三位三通梭阀 6），两个压力传感器和一个控制器。除了所提出的油路之外，整个系统还包括位移控制泵（1），电荷泵（2）和单杆液压缸（7）。差压容积和体积损失通过止回阀或往复阀中的一个与压力接近充气压力的低压输电线平衡，取决于蓄能器和调节阀的特性。控制器动态地调整流量控制阀， 以使油路得以补偿。通过使用小的受控泄漏使得压力振荡被抑制来实现稳定性补偿。控制器可以发出附加补偿，以提高液压缸的跟踪性能。在正常工作情况下不工作的安全阀提供压力安全保护。油路工作在所有四象限操作中，如图所示。 正方向被定义为方向，这使得液压缸在泵送模式下延伸，如图 1 所示。 2（a）即：泵上的压差定义为：P = P a -P b，泵流量Q 在泵上向下，图 3 中的液压缸位移 x 向上。 1.每当 P; Q 具有相同的符号时，泵处于泵送模式，这意味着泵将能量传递到液压缸; 否则，泵处于电动模式，这意味着液压缸将能量送回泵。 当 Q = 0; P 6 = 0 时，泵既不给能量也不吸收能量，液压缸的运动主要由油路泄漏决定。 在另一种情况下，当 P？ 0; Q 6 = 0，泵与液压缸之间没有大的能量交换; 注意，在这种情况下，液压缸正在移动，例如当其延伸时，大部分能量交换在液压缸和电荷泵之间。当液压缸延伸时，图 3 中油路中的主流。 1 是逆时针（端口 B！泵！端口 A）。在这种情况下，有两种情况。在情况（1）中，P> 0; Q> 0; _ x> 0，液压缸正在提供向上的净力。能量从泵转移到液压缸和负载。系统处于泵送模式。请注意，额外的流量（通常称为冷油）通过止回阀3b，该止回阀连接到系统中压力最低的电荷泵。在情况（2） 中，P0; _ x> 0，杆被一些外力拉起，系统处于运动模式。在这种情况下，高压流通过可变排量泵。因此，泵可以恢复这种能量。此时注意，冷油通过止回阀3a进入系统。系统中止回阀的布置有两个功能。首先是确保冷油始终从低压侧进入能量回收能力。第二个是补充由于泄漏而损失的油，并调节最小压力以防止气蚀。附录 2：外文原文