CN113217484A - 一种实现压力升降的液压软开关变压器及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种实现压力升降的液压软开关变压器，由高速开关阀、单向阀、弹簧蓄能器、惯性管、充气蓄能器组成。通过高速开关阀、充气蓄能器、惯性管所组成的液压回路可实现负载压力的升降，而升降的大小由用于调节的高速开关阀之间的占空比比值决定。引入由单向阀和弹簧蓄能器组成的软开关可以最大限度地降低高速开关阀开启前阀口压力差，减小节流损失。同时在此基础上，通过设置反向环流时序使四个高速开关阀均能实现软开启，得到更高的变压效率，以满足多负载执行器的需求，提高液压系统的传动效率。

Description

一种实现压力升降的液压软开关变压器及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种实现压力升降的液压软开关变压器及其工作方法，属于（涉及）液压技术领域。

背景技术

液压传动系统因其可实现大吨位传动、易于无级调速和元件布置紧凑性高等优点，广泛应用于重型车辆、工程机械及航空航天等领域。多执行器液压系统作为应用最广泛的液压传动系统，由单个液压泵供油驱动多个液压油路上的执行器或负载，可提高液压泵能源利用率并简化系统元件布置。而恒压网络二次调节系统作为多执行器液压传动系统的一种方案，通过改变液压马达/泵的排量适应负载需求的压力/流量，具有节流损失小、效率高以及系统压力波动小的优点。

液压变压器由于节流损失较小、变压效率高逐渐成为恒压网络二次调节系统的首选。传统型液压变压器通常为轴向柱塞泵和马达通过轴连接的结构，通过改变泵的供给流量来改变压力，部分液压变压器的泵/马达可根据运行情况分别变换角色来做马达或泵使用，实现双向变压。该方案由于存在结构复杂、难加工等问题，研究者便提出了新型液压变压器。新型液压变压器用配流盘来代替泵/马达基体，该方法简化了液压变压器的结构，使变压器体积小、重量轻、变压效率高，但是抗干扰能力不足。进一步，液压变压器配流盘的三个腰形槽腔体在工作时不断变化，造成压力突变和气穴现象，不仅影响变压效率，还会导致噪声的增加。为了摆脱液压变压器在恒压网络二次调节系统中的局限性，不少研究人员将目光投向液压开关变压器。

现有关于液压开关变压器的专利，仍存在着一些不足或其他局限，主要表现为：

（1）液压开关变压器的方案主要表现为单一的升压液压开关变压器或降压液压开关变压器，该类型的液压开关变压器无法满足多执行器不同工况下的负载压力需求，在多执行器液压系统中的应用存在局限性，同时，负载适应能力更强的复合型升降压变压器的方案较少。

（2）惯性元件的使用难以兼顾性能和成本、能耗。在变压器方案的设计中，惯性元件作为液压开关变压器的关键能量转换元件，其性能很大程度影响了液压开关变压器的综合性能。目前，较多方案采用基于液压马达和飞轮组成的惯性元件，但其造价贵、机构复杂程度高，使油液通过该惯性元件时的损耗增加，增加液压开关变压器的能耗。

（3）高速开关阀作为液压开关变压器的核心，在高频控制信号驱动下的开关切换过程中会产生较大的瞬态损耗，影响高速开关阀使用寿命且降低液压开关变压器系统效率。现有方案将高速开关阀作为硬开关使用，即在开启或关闭的瞬间，由于高速开关阀的延时导致油液无法通过阀口而产生压力冲击，该冲击直接作用在高速开关阀及其它元件上，影响元件使用寿命。由于液压开关变压器的控制信号多为高频信号，导致液压开关变压器各元件承受的压力冲击更加频繁，各元件的能耗也随之增加，降低了液压开关变压器的效率。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种实现压力升降的液压软开关变压器及其工作方法，通过高速开关阀、充气蓄能器、惯性管所组成的液压回路可实现负载压力的升降，而升降的大小由用于调节的高速开关阀之间的占空比比值决定。引入由单向阀和弹簧蓄能器组成的软开关可以最大限度地降低高速开关阀开启前阀口压力差，减小节流损失。同时在此基础上，通过设置反向环流时序使四个高速开关阀均能实现软开启，得到更高的变压效率，以满足多负载执行器的需求，提高液压系统的传动效率。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种实现压力升降的液压软开关变压器，包括高速开关阀组合、单向阀组合、弹簧蓄能器组合、惯性管、充气蓄能器；其中，所述的高速开关阀组合由高速开关阀A1、高速开关阀A2、高速开关阀A3、高速开关阀A4组成，所述的单向阀组合由单向阀B1、单向阀B2、单向阀B3、单向阀B4组成，所述的弹簧蓄能器组合由弹簧蓄能器C1、弹簧蓄能器C2组成。

优选的，设置泵源的输出端连接到高速开关阀A1的进油口，高速开关阀A1的出油口连接到高速开关阀A2的进油口、弹簧蓄能器C1以及惯性管的一端；设置高速开关阀A2的出油口连接到油箱，惯性管的另一端连接到弹簧蓄能器C2、高速开关阀A3和高速开关阀A4的进油口；设置高速开关阀A3的出油口分别连接到充气蓄能器和负载；设置高速开关阀A4的出油口连接到油箱。

优选的，在高速开关阀A1两端并联连接单向阀B1，在高速开关阀A2两端并联连接单向阀B2，在高速开关阀A3两端并联连接单向阀B3，在高速开关阀A4两端并联连接单向阀B4。

优选的，设置高速开关阀进油口至出油口的流通方向为正向，并以此决定单向阀的导通连接方向，即单向阀B1为负向导通、单向阀B2为负向导通、单向阀B3为正向导通、单向阀B4为负向导通。

其中，通过单向阀和弹簧蓄能器的配合使用，能够在高速开关阀导通前将其两端阀口压差降至最低，并实现开启，从而减小高速开关阀的节流损耗，提升传动效率。另外，安装在负载端的充气蓄能器在高速开关阀A3关闭时，向负载泵送高压油液以维持负载流量；在高速开关阀A3开启时，充气蓄能器吸收一部分由惯性管传输高压油液。

优选的，通过改变高速开关阀A1与高速开关阀A3导通与关断时间的比值，完成液压变压器对泵源供油压力的升、降压处理。

一种实现压力升降的液压软开关变压器的工作方法，按以下步骤进行：变压器工作在升压或者降压工况下，四个高速开关阀按照反向环流型的控制时序工作，将一个工作周期分为以下四个工作时段：（1）在第一个工作时段内：高速开关阀A1、高速开关阀A4开启，高速开关阀A2、高速开关阀A3关闭，惯性管流量增加；（2）在第二个工作时段内，高速开关阀A1、高速开关阀A3开启，高速开关阀A2、高速开关阀A4关闭，惯性管流量减小；（3）在第三个工作时段内，高速开关阀A2、高速开关阀A3开启，高速开关阀A1、高速开关阀A4关闭，惯性管流量减小；（4）在第四个工作时段内，高速开关阀A2、高速开关阀A4开启，高速开关阀A1、高速开关阀A3关闭，惯性管流量减小。

优选的，规定从弹簧蓄能器C1到C2，流经惯性管的流量方向为正，反之流量方向为负，并对四个工作时段内惯性管的能量变化进行说明：当处于第一个工作时段，惯性管流量方向为正，此时由泵源供能，使惯性管储能；当处于第二个工作时段，惯性管流量方向依然为正，并且在第二个工作时段的前半段时间内继续由泵源供能，后半段时间内由惯性管自身及弹簧蓄能器C1供能；当处于第三个工作时段的前半段时间内，惯性管流量方向为正，此时由惯性管能量由自身提供，而在第三个工作时段的后半段时间内，惯性管流量方向为正变负，此时惯性管能量由弹簧蓄能器C2提供；当处于第四个工作时段，惯性管流量方向依然为负向，此时惯性管能量由自身提供，并且惯性管输出端为弹簧蓄能器C1供能。

优选的，通过高速开关阀、单向阀和弹簧蓄能器动作顺序的配合，使各高速开关阀能够在开启前将阀两端的压力降至最低，包括以下步骤：

步骤S1：将高速开关阀A1、A4开启，高速开关阀A2、A3关闭，使惯性管储能；

步骤S2：在高速开关阀A3等待开启时间内，将高速开关阀A1继续保持开启、高速开关阀A4关闭，此时弹簧蓄能器C2储能，随后将单向阀B3开启，从而完成高速开关阀A3的低阀口压差开启；

步骤S3：将高速开关阀A1、A3开启，高速开关阀A2、A4关闭；

步骤S4：在高速开关阀A2等待开启时间内，将高速开关阀A3继续保持开启、高速开关阀A1关闭，此时弹簧蓄能器C1放能，随后将单向阀B2开启，从而完成高速开关阀A2的低阀口压差开启；

步骤S5：将高速开关阀A2、A3开启，高速开关阀A1、A4关闭，使惯性管释放能量直至流量反向；

步骤S6：在高速开关阀A4等待开启时间内，将高速开关阀A2继续保持开启、高速开关阀A3关闭，此时弹簧蓄能器C2放能，随后将单向阀B4开启，从而完成高速开关阀A4的低阀口压差开启；

步骤S7：将高速开关阀A2、A4开启，高速开关阀A1、A3关闭，使惯性管的流量缓慢减少；

步骤S8：在高速开关阀A1等待开启时间内，将高速开关阀A4保持开启、高速开关阀A2关闭，此时弹簧蓄能器C1充能，随后将单向阀B1开启，从而完成高速开关阀A1的低阀口压差开启，一个完整的变压器工作周期结束，返回步骤S1。

优选的，高速开关阀在第一个工作时段、第二个工作时段、第三个工作时段以及第四个工作时段循环切换的过程中，设置预留的高速开关阀关断重叠时间。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）利用四高速开关阀、惯性管和蓄能器的配置方式，通过控制高速开关阀A1和高速开关阀A3的导通与关断时间即可实现负载端压力的升压或降压功能。通过改变高速开关阀A1和高速开关阀A3占空比的比值获得高于或低于泵源压力的负载压力值，具有较大的控制自由度，且易于实现无级变压的功能；并且，该配置方式下的液压软开关变压器实现的升降压功能适用于多种负载压力工况的多执行器场合，同时具备在液压系统中的互换性，即更换执行器不需要更换对应的开关变压器，该方法为多执行器液压系统提供了一个可行方案。

（2）根据小直径液压管液体的惯性效应，选用细小管径的长惯性管作为液感元件，油液进入惯性管后具有足够的惯性以产生液感效应，解决续流与储能问题。相比于液压马达和飞轮、运动质量块等结构组成的惯性原件，小直径液压管液体在工作过程中产生的能量损耗更低，且无噪声、机械损耗。同时，设置的惯性管在软开启过程中也能为蓄能器补充更多的油液，进而满足软开启的要求。

（3）通过反向环流型的四高速开关阀控制时序，使惯性管存在正、反向流量并配合弹簧蓄能器和单向阀实现高速开关阀的软开启。在一个工作周期内，通过该控制时序，使惯性管产生正向流量和反向流量，结合弹簧蓄能器具有补充能量或释放能量的时段并且配合上单向阀的截止与导通，将高速开关阀两端的压力差降至最低，实现四个高速开关阀的软开启。通过该方式能够有效减少高速开关阀在开启时，由于阀口前后较大压差而产生的节流损失，提高能量的转换效率，同时避免了阀口切换产生的较大压力冲击对元器件的影响，延长了高速开关阀及其他元件的使用寿命。相比于正向环流型以及其他控制时序，此控制时序下的惯性管正向峰值流量存在时间短、反向流量小且流量纹波较小，可获得更高的变压器效率。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

附图说明

图1是本发明的硬件组成示意图。

图2是本发明的工作原理示意图一。

图3是本发明的工作原理示意图二。

图4是本发明的工作原理示意图三。

图5是本发明的工作原理示意图四。

图6是本发明的工作原理示意图五。

图7是本发明的工作原理示意图六。

图8是本发明的工作原理示意图七。

图9是本发明的工作原理示意图八。

图中：A1-高速开关阀A1、A2-高速开关阀A2、A3-高速开关阀A3、A4-高速开关阀A4、B1-单向阀B1、B2-单向阀B2、B3-单向阀B3、B4-单向阀B4、C1-弹簧蓄能器C1、C2-弹簧蓄能器C2、D-惯性管、E-充气蓄能器、F-负载、G-泵源；H-油箱；

-泵源压力；

-油箱压力；

-负载流量；

-惯性管流量。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

如图1~9所示，本实施例提供了一种实现压力升降的液压软开关变压器，包括高速开关阀组合、单向阀组合、弹簧蓄能器组合、惯性管、充气蓄能器；其中，所述的高速开关阀组合由高速开关阀A1、高速开关阀A2、高速开关阀A3、高速开关阀A4组成，所述的单向阀组合由单向阀B1、单向阀B2、单向阀B3、单向阀B4组成，所述的弹簧蓄能器组合由弹簧蓄能器C1、弹簧蓄能器C2组成。其中弹簧蓄能器与惯性管相连组成回路的储能元件，高速开关阀与单向阀并联、且与弹簧蓄能器串联组成液压软开关机构，充气蓄能器与输出负载相连，起到压力稳定的作用。

通过高速开关阀、充气蓄能器、惯性管所组成的液压回路可实现负载压力的升降，而升降的大小由用于调节的高速开关阀A1和A3之间的占空比比值决定。引入由单向阀和弹簧蓄能器组成的软开关可以最大限度地降低高速开关阀开启前阀口压力差，减小节流损失。同时在此基础上，通过设置反向环流时序使四个高速开关阀均能实现软开启，得到更高的变压效率，以满足多负载执行器的需求，提高液压系统的传动效率。

在本发明实施例中，设置泵源的输出端连接到高速开关阀A1的进油口，高速开关阀A1的出油口连接到高速开关阀A2的进油口、弹簧蓄能器C1以及惯性管的一端；设置高速开关阀A2的出油口连接到油箱，惯性管的另一端连接到弹簧蓄能器C2、高速开关阀A3和高速开关阀A4的进油口；设置高速开关阀A3的出油口分别连接到充气蓄能器和负载，最后再经由负载回油箱；设置高速开关阀A4的出油口连接到油箱。

在本发明实施例中，在高速开关阀A1两端并联连接单向阀B1，在高速开关阀A2两端并联连接单向阀B2，在高速开关阀A3两端并联连接单向阀B3，在高速开关阀A4两端并联连接单向阀B4。

在本发明实施例中，设置高速开关阀进油口至出油口的流通方向为正向，并以此决定单向阀的导通连接方向，即单向阀B1为负向导通、单向阀B2为负向导通、单向阀B3为正向导通、单向阀B4为负向导通。

在本发明实施例中，通过改变高速开关阀A1与高速开关阀A3导通与关断时间的比值，完成液压变压器对泵源供油压力的升、降压处理。

其中，通过单向阀和弹簧蓄能器的配合使用，能够在高速开关阀导通前将其两端阀口压差降至最低，并实现开启，从而减小高速开关阀的节流损耗，提升传动效率。另外，安装在负载端的充气蓄能器在高速开关阀A3关闭时，向负载泵送高压油液以维持负载流量；在高速开关阀A3开启时，充气蓄能器吸收一部分由惯性管传输高压油液。

一种实现压力升降的液压软开关变压器的工作方法，按以下步骤进行：变压器工作在升压或者降压工况下，四个高速开关阀按照反向环流型的控制时序工作，将一个工作周期分为以下四个工作时段：（1）在第一个工作时段内：高速开关阀A1、高速开关阀A4开启，高速开关阀A2、高速开关阀A3关闭，惯性管流量增加；（2）在第二个工作时段内，高速开关阀A1、高速开关阀A3开启，高速开关阀A2、高速开关阀A4关闭，惯性管流量减小；（3）在第三个工作时段内，高速开关阀A2、高速开关阀A3开启，高速开关阀A1、高速开关阀A4关闭，惯性管流量减小；（4）在第四个工作时段内，高速开关阀A2、高速开关阀A4开启，高速开关阀A1、高速开关阀A3关闭，惯性管流量减小。

即高速开关阀A1至A4在一个工作周期内都交替工作。若将一个工作周期T分为四个工作时段区间

、

、

、

，在

时段区间内，高速开关阀A1、A4开启，高速开关阀A2、A3关闭；在

时段区间内，高速开关阀A1、A3开启，高速开关阀A2、A4关闭；在

时段区间内，高速开关阀A2、A3开启，高速开关阀A1、A4关闭；在

时段区间内，高速开关阀A2、A4开启，高速开关阀A1、A3关闭。

在本发明实施例中，规定从弹簧蓄能器C1到C2，流经惯性管的流量方向为正，反之流量方向为负，并对四个工作时段内惯性管的能量变化进行说明：当处于第一个工作时段，惯性管流量方向为正，此时由泵源供能，使惯性管储能；当处于第二个工作时段，惯性管流量方向依然为正，并且在第二个工作时段的前半段时间内继续由泵源供能，后半段时间内由惯性管自身及弹簧蓄能器C1供能；当处于第三个工作时段的前半段时间内，惯性管流量方向为正，此时由惯性管能量由自身提供，而在第三个工作时段的后半段时间内，惯性管流量方向为正变负，此时惯性管能量由弹簧蓄能器C2提供；当处于第四个工作时段，惯性管流量方向依然为负向，此时惯性管能量由自身提供，并且惯性管输出端为弹簧蓄能器C1供能。进一步的技术方案，为保证弹簧蓄能器在补充和释放能量时有足够的时间，高速开关阀在开关前需预留一个短暂的关断重叠时间δ。

在本发明实施例中，通过高速开关阀、单向阀和弹簧蓄能器动作顺序的配合，使各高速开关阀能够在开启前将阀两端的压力降至最低，包括以下步骤：

步骤S1：将高速开关阀A1、A4开启，高速开关阀A2、A3关闭，使惯性管储能；

步骤S2：在高速开关阀A3等待开启时间内，将高速开关阀A1继续保持开启、高速开关阀A4关闭，此时弹簧蓄能器C2储能，随后将单向阀B3开启，从而完成高速开关阀A3的低阀口压差开启；

步骤S3：将高速开关阀A1、A3开启，高速开关阀A2、A4关闭；

步骤S4：在高速开关阀A2等待开启时间内，将高速开关阀A3继续保持开启、高速开关阀A1关闭，此时弹簧蓄能器C1放能，随后将单向阀B2开启，从而完成高速开关阀A2的低阀口压差开启；

步骤S5：将高速开关阀A2、A3开启，高速开关阀A1、A4关闭，使惯性管释放能量直至流量反向；

步骤S6：在高速开关阀A4等待开启时间内，将高速开关阀A2继续保持开启、高速开关阀A3关闭，此时弹簧蓄能器C2放能，随后将单向阀B4开启，从而完成高速开关阀A4的低阀口压差开启；

步骤S7：将高速开关阀A2、A4开启，高速开关阀A1、A3关闭，使惯性管的流量缓慢减少；

步骤S8：在高速开关阀A1等待开启时间内，将高速开关阀A4保持开启、高速开关阀A2关闭，此时弹簧蓄能器C1充能，随后将单向阀B1开启，从而完成高速开关阀A1的低阀口压差开启，一个完整的变压器工作周期结束，返回步骤S1。

在一个工作周期内，惯性管的流量存在正向流量和反向流量，使弹簧蓄能器C1、C2具有补充能量和释放能量的时段，高速开关阀A1实现低阀口压差开启是在弹簧蓄能器C1补充能量时，高速开关阀A2实现低阀口压差开启是在弹簧蓄能器C1释放能量时，高速开关阀A3实现低阀口压差开启是在弹簧蓄能器C2补充能量时，高速开关阀A4实现低阀口压差开启是在弹簧蓄能器C2释放能量时。

在本发明实施例中，高速开关阀在第一个工作时段、第二个工作时段、第三个工作时段以及第四个工作时段循环切换的过程中，设置预留的高速开关阀关断重叠时间。

具体实施过程：高速开关阀A1至A4在一个工作周期内都交替工作，为作进一步详细说明，将原有一个工作周期分为四个工作时段，并将各工作时段再细分为两个时段区间，故一共为八个时段区间

、

、

、

、

、

、

、

。

如图2所示，在

时段内，控制高速开关阀A1、A4开启，高速开关阀A2、A3关闭，此时由于惯性管末端直连油箱，在泵源的作用下，惯性管内的流体不断加速，储存能量；

如图3所示，在

时段内，在高速开关阀A3等待开启时间内，控制高速开关阀A1继续保持开启、高速开关阀A4关闭，此时弹簧蓄能器C2充能，使高速开关阀A3与单向阀B3所组成的液压回路压力上升，为高速开关阀A3降压开启做准备；

如图4所示，在

时段内，高速开关阀A3与单向阀B3所组成的回路压力上升，直至高速开关阀A3阀口压差最低时，即可推开单向阀，实现高速开关阀A3的低阀口压差开启，并同时能向充气蓄能器与负载供能；

如图5所示，在

时段内，在高速开关阀A2等待开启时间内，控制高速开关阀A3继续保持开启、高速开关阀A1关闭，此时弹簧蓄能器C1放能，为高速开关阀A2降压开启做准备；

如图6所示，在

时段内，当弹簧蓄能器C1放能完成，此时高速开关阀A2阀口前后压差降至最低，实现高速开关阀A2的低阀口压差开启；

如图7所示，在

时段内，在高速开关阀A4等待开启时间内，此时控制高速开关阀A3关闭、高速开关阀A2继续保持开启，保证弹簧蓄能器C2放能，为高速开关阀A4降压开启做准备；

如图8所示，在

时段内，当弹簧蓄能器C2放能完成后，此时高速开关阀A4阀口前后压差降至最低，实现高速开关阀A4的低阀口压差开启；

如图9所示，在

时段内，在高速开关阀A1等待开启时间内，控制高速开关阀A4继续保持开启，此时惯性管放能，弹簧蓄能器C1充能，高速开关阀与弹簧蓄能器C1间的回路压力上升，为下一步高速开关阀A1降压开启做准备，并重复执行图2至图9的操作。

负载压力

的大小主要取决于高速开关阀A1占空比

、高速开关阀A3占空比

，负载流量以及惯性管液阻，通过控制高速开关阀A1、A3占空比的比值

或改变负载流量大小实现液压软开关变压器的升降压。

为保证弹簧蓄能器在补充和释放能量时有足够的时间，高速开关阀在开关前需预留一个短暂的关断重叠时间δ。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种实现压力升降的液压软开关变压器，其特征在于：包括高速开关阀组合、单向阀组合、弹簧蓄能器组合、惯性管、充气蓄能器；其中，所述的高速开关阀组合由高速开关阀A1、高速开关阀A2、高速开关阀A3、高速开关阀A4组成，所述的单向阀组合由单向阀B1、单向阀B2、单向阀B3、单向阀B4组成，所述的弹簧蓄能器组合由弹簧蓄能器C1、弹簧蓄能器C2组成。

2.根据权利要求1所述的实现压力升降的液压软开关变压器，其特征在于：设置泵源的输出端连接到高速开关阀A1的进油口，高速开关阀A1的出油口连接到高速开关阀A2的进油口、弹簧蓄能器C1以及惯性管的一端；设置高速开关阀A2的出油口连接到油箱，惯性管的另一端连接到弹簧蓄能器C2、高速开关阀A3和高速开关阀A4的进油口；设置高速开关阀A3的出油口分别连接到充气蓄能器和负载；设置高速开关阀A4的出油口连接到油箱。

3.根据权利要求2所述的实现压力升降的液压软开关变压器，其特征在于：在高速开关阀A1两端并联连接单向阀B1，在高速开关阀A2两端并联连接单向阀B2，在高速开关阀A3两端并联连接单向阀B3，在高速开关阀A4两端并联连接单向阀B4。

4.根据权利要求3所述的实现压力升降的液压软开关变压器，其特征在于：设置高速开关阀进油口至出油口的流通方向为正向，并以此决定单向阀的导通连接方向，即单向阀B1为负向导通、单向阀B2为负向导通、单向阀B3为正向导通、单向阀B4为负向导通。

5.根据权利要求2所述的实现压力升降的液压软开关变压器，其特征在于：通过改变高速开关阀A1与高速开关阀A3导通与关断时间的比值，完成液压变压器对泵源供油压力的升、降压处理。

6.一种如权利要求1-5任一所述的实现压力升降的液压软开关变压器的工作方法，其特征在于，按以下步骤进行：变压器工作在升压或者降压工况下，四个高速开关阀按照反向环流型的控制时序工作，将一个工作周期分为以下四个工作时段：（1）在第一个工作时段内：高速开关阀A1、高速开关阀A4开启，高速开关阀A2、高速开关阀A3关闭，惯性管流量增加；（2）在第二个工作时段内，高速开关阀A1、高速开关阀A3开启，高速开关阀A2、高速开关阀A4关闭，惯性管流量减小；（3）在第三个工作时段内，高速开关阀A2、高速开关阀A3开启，高速开关阀A1、高速开关阀A4关闭，惯性管流量减小；（4）在第四个工作时段内，高速开关阀A2、高速开关阀A4开启，高速开关阀A1、高速开关阀A3关闭，惯性管流量减小。

7.根据权利要求6所述的实现压力升降的液压软开关变压器的工作方法，其特征在于：规定从弹簧蓄能器C1到C2，流经惯性管的流量方向为正，反之流量方向为负，并对四个工作时段内惯性管的能量变化进行说明：当处于第一个工作时段，惯性管流量方向为正，此时由泵源供能，使惯性管储能；当处于第二个工作时段，惯性管流量方向依然为正，并且在第二个工作时段的前半段时间内继续由泵源供能，后半段时间内由惯性管自身及弹簧蓄能器C1供能；当处于第三个工作时段的前半段时间内，惯性管流量方向为正，此时由惯性管能量由自身提供，而在第三个工作时段的后半段时间内，惯性管流量方向为正变负，此时惯性管能量由弹簧蓄能器C2提供；当处于第四个工作时段，惯性管流量方向依然为负向，此时惯性管能量由自身提供，并且惯性管输出端为弹簧蓄能器C1供能。

8.根据权利要求6所述的实现压力升降的液压软开关变压器的工作方法，其特征在于：通过高速开关阀、单向阀和弹簧蓄能器动作顺序的配合，使各高速开关阀能够在开启前将阀两端的压力降至最低，包括以下步骤：

步骤S1：将高速开关阀A1、A4开启，高速开关阀A2、A3关闭，使惯性管储能；

步骤S2：在高速开关阀A3等待开启时间内，将高速开关阀A1继续保持开启、高速开关阀A4关闭，此时弹簧蓄能器C2储能，随后将单向阀B3开启，从而完成高速开关阀A3的低阀口压差开启；

步骤S3：将高速开关阀A1、A3开启，高速开关阀A2、A4关闭；

步骤S4：在高速开关阀A2等待开启时间内，将高速开关阀A3继续保持开启、高速开关阀A1关闭，此时弹簧蓄能器C1放能，随后将单向阀B2开启，从而完成高速开关阀A2的低阀口压差开启；

步骤S5：将高速开关阀A2、A3开启，高速开关阀A1、A4关闭，使惯性管释放能量直至流量反向；

步骤S6：在高速开关阀A4等待开启时间内，将高速开关阀A2继续保持开启、高速开关阀A3关闭，此时弹簧蓄能器C2放能，随后将单向阀B4开启，从而完成高速开关阀A4的低阀口压差开启；

步骤S7：将高速开关阀A2、A4开启，高速开关阀A1、A3关闭，使惯性管的流量缓慢减少；

步骤S8：在高速开关阀A1等待开启时间内，将高速开关阀A4保持开启、高速开关阀A2关闭，此时弹簧蓄能器C1充能，随后将单向阀B1开启，从而完成高速开关阀A1的低阀口压差开启，一个完整的变压器工作周期结束，返回步骤S1。

9.根据权利要求6所述的实现压力升降的液压软开关变压器的工作方法，其特征在于：高速开关阀在第一个工作时段、第二个工作时段、第三个工作时段以及第四个工作时段循环切换的过程中，设置预留的高速开关阀关断重叠时间。

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