自动连续液压增压器研究与设计

　　1　问题的提出

　　通过液压增压器可以使低压液压源获得高压甚至超高压的压力,采用增压器的液压系统由于油源压力较低并且大部分液压元件处在低压的作用下,因此只有液压系统的局部区域有承受高压的特殊要求,这对于系统的设计、制造和安装是非常有利的,同时也大大的降低了系统的造价。然而传统的液压增压器大多为单作用液压增压器,它的液压油源的利用率较低,流量脉动量大,而且体积较大,应用受到了限制。传统双作用连续液压增压器通常由多个液压元件经管道连接而成,通过两位四通电磁换向阀控制增压缸的往复运动,体积大而且比较复杂,因此应用不普遍。现在市场上应用较多的自动单作用液压增压器为国外产品,它的特点是体积小、重量轻,利用增压器的行程自动控制增压器的往复运动,但是由于增压缸只能单程增压,回程为非工作状态,液压源的功率依然不能得到充分的利用。为了更有效的利用能源和使增压器具有更广泛的应用领域,本人研究设计了一种体积小、重量轻的自动连续液压增压器。

　　2　双向增压的原理

　　2. 1　增压器的组成

　　图1所示为自动双作用连续液压增压器的工作原理图。这种自动增压器由双作用增压缸4、主换向阀1、换向阀3、串接用单向阀5、6和排油单向阀2、7,经集成而成。

　　2. 2　双向增压原理

　　主换向阀(两位四通换向阀)控制双作用增压缸的往复运动,当主换向阀右位接入系统时,油源来油经主换向阀进入增压缸左侧大腔,并通过单向阀5流入增压缸左侧小腔,产生向右的推力,其有效作用面积为增压缸左侧大腔截面积,此力驱动增压活塞右移。当增压缸右移时,增压缸右侧大腔通过主换向阀与油箱连通使其处于泄荷状态并使该腔由于容腔收缩排出的液体流回油箱,当增压缸处于稳态时,不计摩擦力增压缸右侧小腔压力对增压活塞所产生的推力与左侧推力平衡,其平衡方程为

　　p_BA₁=pA₂

　　式中　pB———增压器进口压力(油源压力)

　　p———增压器出口压力

　　A₁———增压缸大腔截面积

　　A₂———增压缸小腔截面积增压器的增压比为:

　　当主换向阀的左位接入系统增压活塞左移,其原理与前述相同不再赘述。

　　3　主换向阀自动换向原理及结构

　　3. 1　主换向阀自动换向原理

　　图2为主换向阀的结构示意图和符号图。如图2所示,增压器的进油口与主换向阀进油口、行程控制换向阀进油口直接相通,主换向阀的为液压动力换向,利用主阀芯两端有效作用面积的地不等、油源压力偏置小腔和控制大腔压力或为零和或为油源压力的方式控制主换向阀阀芯的往复运动,变换主换向阀的工作位置。