CN107664168A - 一种液压夹套式离合器自保压控制单元 - Google Patents

一种液压夹套式离合器自保压控制单元 Download PDF

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Abstract

本发明一种液压夹套式离合器自保压控制单元，包括保压机构和控制系统；保压机构用于对液压夹套式离合器内部实现自保压，控制系统用于对液压夹套式离合器内部各部件的控制以及状态的切换。本发明保障了离合机构结合时内部夹持压力不受内部油温的影响，离合机构分离时迅速彻底，提高了离合机构性能稳定可靠性。

Description

一种液压夹套式离合器自保压控制单元
技术领域
本发明属于一种液压控制系统，适用于舰船异构冗余操舵系统上液压夹套式平动离合机构上，通过对离合机构建压、稳压及卸压操作实现离合器的结合及分离功能，具有手动及远程液控应急卸压功能。
背景技术
对于舰船操舵系统而言，可靠性无疑是第一位的，异构冗余操舵系统大大提高了操舵系统的可靠性，提高了舰船的生命力。液压夹套式平动离合器是实现了异构冗余操舵系统方式之一，液压夹套式平动离合器通过内部液压建压和卸压实现离合功能，稳定可靠的液压控制系统确保液压夹套式平动离合器的性能及可靠性。
目前液压夹套式平动离合器采用了对油液进行机械式增压及限位保持油压实现结合功能、解除机械限位卸掉油压实现分离功能，性能可靠。但也存在以下不足：1、离合器机械限位后油液容积固定，在环境温度或工作温度影响下油温发生变化，液压油体积随之发生变化，而受到固定容积的限制后油压发生变化，造成平动离合器夹持压力具有很大的波动范围，夹持压力低时离合器的最大负载力变小，夹持压力高易造成离合器内部结构件损坏；2、由于采用机械限位结构，离合器在结合过程中需要通过外部设备辅助进行机械式增压；3、解除机械限位时在离合器内部高压油的作用下产生局部的机械冲击，增加了噪声源。
综上，需要设计一种液压控制系统，具有建压、自动稳压及卸压的功能，用于液压夹套平动离合器实现异构冗余操舵机构，以保证操舵机构的高可靠性。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种液压夹套式离合器自保压控制单元，保障了离合机构结合时内部夹持压力不受内部油温的影响，离合机构分离时迅速彻底，提高了离合机构性能稳定可靠性。
本发明的技术方案是：一种液压夹套式离合器自保压控制单元，包括保压机构和控制系统；保压机构用于对液压夹套式离合器内部实现自保压，控制系统用于对液压夹套式离合器内部各部件的控制以及状态的切换。
所述保压机构包括电机、定量泵、油箱、溢流阀、电磁换向阀、液控单向阀及安全阀；离合器建压时，电机上电工作，电机驱动定量泵输出的液压油通过电磁换向阀及液控单向阀输入离合器，当离合器的夹持压力升高到低压压力阈值后，通过反馈元件输出的反馈信号控制电机失电停止工作，此时夹持压力在液控单向阀及安全阀下作用下实现保压功能；离合器卸压时，电磁换向阀得电换向，同时电机得电工作，电机驱动定量泵输出的液压油通过电磁换向阀输入液控单向阀的控制口，此时液控单向阀反向沟通，离合器内部的高压油通过液控单向阀及电磁换向阀回到油箱，离合器卸压；离合器夹持压力自调节时，通过反馈元件设定低压压力阈值，通过安全阀设定高压压力阈值，当离合器的夹持压力高于高压压力阈值时，安全阀开启夹持压力降低到高压压力阈值，当离合器的夹持压力低于低压压力阈值时，通过反馈元件的反馈信号自动控制电机得电工作，离合器的夹持压力升高到低压压力阈值；应急手动卸压操作时，按下安全阀手柄，安全阀开启，离合器内部压力通过安全阀实现卸压；远程卸压操作时，远程液压油通过远控口控制安全阀，安全阀开启，离合器内部压力通过安全阀实现卸压。
所述的电磁换向阀为两位四通电磁换向阀。
所述液控单向阀在单向阀功能下为无泄漏状态、安全阀为无泄漏安全阀、离合器为外部控制对象。
所述低压压力阈值为21MPa，高压压力阈值为25MPa。
所述液压油的控制压力为3MP。
所述控制系统包括第一常闭延时继电器、常开继电器、第二常闭延时继电器及开关型压力传感器；在控制开关开的状态下，电机得电离合器开始充压，当压力到达开关型压力传感器的设定压力，开关型压力传感器输出高电平控制第二常闭式延时继电器延时开，电机失电停止工作完成离合器结合过程；在控制开关关的状态下，电磁换向阀得电换向，常开继电器得电关，电机得电工作，液控单向阀反向沟通，离合器卸压，第一常闭延时继电器延时开，电机失电停止工作完成离合器分离过程。
本发明与现有技术相比的优点是：
本控制单元通过控制系统可自动调节离合器的夹持压力并使其维持在一稳定范围内(21～25MPa)；本控制单元取消了原有通过机械增压的方式对离合器进行建压，因此不需要辅助设备即能实现建压，简化了操作方式及步骤；本控制单元通过内部组件进行卸压，避免了原离合器解除机械限位时的机械冲击，达到减振降噪的效果；本控制单元提供了多种应急控制模式，可手动控制也可远程控制，提高了操作安全性及离合器的可靠性。
附图说明
图1工作及控制原理图。
具体实施方式
本发明由几个元件集成在一壳体上组成了一个小系统，通过电机及液压柱塞泵实现系统建压功能，通过液控单向阀实现保压功能，通过电磁换向阀实现卸压功能，通过多功能安全阀实现稳压、手动卸压及远程卸压功能，开关型压力传感器提供反馈信号，通过继电器搭成的控制回路实现自保压控制单元的控制。
控制单元在稳压过程中，当系统压力低于低压预设值，通过开关型压力传感器发出的反馈信号控制控制回路实现建压过程；当系统压力高于高压预设值，通过多功能安全阀实现卸压。稳压过程中系统压力始终稳定在低压与高压预设值之间。
本控制单元具有手动及远程卸压控制，通过多功能安全阀实现上述功能，多功能安全阀设有手动卸压开关及远程控制油路口，按下手动卸压开关实现控制单元手动卸压，远程控制油路实现远程卸压控制。
工作及控制原理图如图1所示，其中虚线部分表示控制回路。
保压机构由电机1、定量泵2、油箱3、溢流阀4、电磁换向阀5、液控单向阀6及安全阀7组成。如图1所示：离合器充压时，电机1上电工作，电机1驱动定量泵2输出的液压油通过电磁换向阀5及液控单向阀6输入离合器，当离合器的夹持压力升高达到低压设定值21MPa后，通过反馈元件输出的反馈信号控制电机1失电停止工作，此时夹持压力在液控单向阀6及安全阀7下作用下实现保压功能；离合器卸压时，电磁换向阀5得电换向，同时电机1得电工作，电机1驱动定量泵2输出的液压油(该液压油的控制压力由溢流阀4设定为3MPa)通过电磁换向阀5输入液控单向阀6的控制口，此时液控单向阀6反向沟通，离合器内部的高压油通过液控单向阀6及电磁换向阀5回到油箱3，离合器卸压；离合器夹持压力自调节时，通过反馈元件设定低压压力值为21MPa，通过安全阀7设定高压压力值为25MPa，当离合器的夹持压力高于高压压力值时，安全阀7开启夹持压力降低到高压压力设定值，当离合器的夹持压力低于低压设定值时，通过反馈元件的反馈信号自动控制电机1得电工作，离合器的夹持压力升高到低压压力设定值，从而夹持压力维持在21～25MPa范围内。应急手动卸压操作时，按下安全阀7手柄，安全阀7开启，离合器内部压力通过安全阀7实现卸压。远程卸压操作时，远程液压油通过远控口控制安全阀7，安全阀7开启，离合器内部压力通过安全阀7实现卸压。
控制系统由性能可靠的第一常闭延时继电器9、常开继电器10、第二常闭延时继电器11及开关型压力传感器8组成，如图1所示，在控制开关开的状态下，电机1得电离合器开始充压，当压力到达开关型压力传感器8的设定压力，开关型压力传感器8输出高电平控制第二常闭式延时继电器11延时开(保证离合器的夹持压力高于设定值)，电机1失电停止工作完成离合器结合过程；在控制开关关的状态下，换向阀5得电换向，常开继电器10得电关，电机1得电工作，液控单向阀6反向沟通，离合器卸压，第一常闭式延时继电器9延时开(延时时间需确保离合器完全卸压)，电机1失电停止工作完成离合器分离过程。
上面结合附图和实施例对本发明进行了描述，显然本发明的具体实现并不受上述方式的限制，是一种适用于各类多机构并联冗余结构中。只要采用了本发明的构思和技术方案进行的非实质性改进，或者未经改进，将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种液压夹套式离合器自保压控制单元，其特征在于：包括保压机构和控制系统；保压机构用于对液压夹套式离合器内部实现自保压，控制系统用于对液压夹套式离合器内部各部件的控制以及状态的切换。
2.根据权利要求1所述的一种液压夹套式离合器自保压控制单元，其特征在于：所述保压机构包括电机(1)、定量泵(2)、油箱(3)、溢流阀(4)、电磁换向阀(5)、液控单向阀(6)及安全阀(7)；离合器建压时，电机(1)上电工作，电机(1)驱动定量泵(2)输出的液压油通过电磁换向阀(5)及液控单向阀(6)输入离合器，当离合器的夹持压力升高到低压压力阈值后，通过反馈元件输出的反馈信号控制电机(1)失电停止工作，此时夹持压力在液控单向阀(6)及安全阀(7)下作用下实现保压功能；离合器卸压时，电磁换向阀(5)得电换向，同时电机(1)得电工作，电机(1)驱动定量泵(2)输出的液压油通过电磁换向阀(5)输入液控单向阀(6)的控制口，此时液控单向阀(6)反向沟通，离合器内部的高压油通过液控单向阀(6)及电磁换向阀(5)回到油箱(3)，离合器卸压；离合器夹持压力自调节时，通过反馈元件设定低压压力阈值，通过安全阀(7)设定高压压力阈值，当离合器的夹持压力高于高压压力阈值时，安全阀(7)开启夹持压力降低到高压压力阈值，当离合器的夹持压力低于低压压力阈值时，通过反馈元件的反馈信号自动控制电机(1)得电工作，离合器的夹持压力升高到低压压力阈值；应急手动卸压操作时，按下安全阀(7)手柄，安全阀(7)开启，离合器内部压力通过安全阀(7)实现卸压；远程卸压操作时，远程液压油通过远控口控制安全阀(7)，安全阀(7)开启，离合器内部压力通过安全阀(7)实现卸压。
3.根据权利要求2所述的一种液压夹套式离合器自保压控制单元，其特征在于：所述的电磁换向阀(5)为两位四通电磁换向阀。
4.根据权利要求2所述的一种液压夹套式离合器自保压控制单元，其特征在于：所述液控单向阀(6)在单向阀功能下为无泄漏状态、安全阀(7)为无泄漏安全阀、离合器为外部控制对象。
5.根据权利要求2所述的一种液压夹套式离合器自保压控制单元，其特征在于：所述低压压力阈值为21MPa，高压压力阈值为25MPa。
6.根据权利要求2所述的一种液压夹套式离合器自保压控制单元，其特征在于：所述液压油的控制压力为3MP。
7.根据权利要求1-6任意所述的一种液压夹套式离合器自保压控制单元，其特征在于：所述控制系统包括第一常闭延时继电器(9)、常开继电器(10)、第二常闭延时继电器(11)及开关型压力传感器(8)；在控制开关开的状态下，电机(1)得电离合器开始充压，当压力到达开关型压力传感器(8)的设定压力，开关型压力传感器(8)输出高电平控制第二常闭式延时继电器(11)延时开，电机(1)失电停止工作完成离合器结合过程；在控制开关关的状态下，电磁换向阀(5)得电换向，常开继电器(10)得电关，电机(1)得电工作，液控单向阀(6)反向沟通，离合器卸压，第一常闭延时继电器(9)延时开，电机(1)失电停止工作完成离合器分离过程。
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