PTPL喷油器试验台夹紧液压缸活塞位置补偿系统

　　液压传动是一种比较理想的传动方式。它通过管道油传递能量,容易实现各种运动形式,给设计布置带来了很大的灵活性和方便性,很适合机械中实现复杂运动的要求。液压传动传递的功率密度大、结构紧凑、重量轻,比较适合大载荷、大功率的场合,同时它传动性能优良,传动平稳、易防止过载、调速简单、具有无级变速功能,使用寿命长,能很好的满足传动要求。液压传动还具有良好的操纵控制性能,液压是机械和电子的接口,电液一体化是机电控制的关键技术[1]。正是基于这些优点,液压传动在制造业、钢铁工业、水利工程业、军事工业以及船舶业等领域的应用广泛。

　　但液压传动也有其不足的地方,主要有:由于流体流动的阻力和泄漏较大,导致传递效率较低;由于工作性能易受到温度变化的影响,不宜在很高或很低的温度条件下工作;液压元件的制造精度要求较高,因而价格较贵;由于液体介质的泄漏及可压缩性,不能得到严格的传动比;由于采用油管传输压力油,存在压力损失,故不宜远距离输送动力;油液污染后,会影响系统工作的可靠性;液压系统出故障时不易找出原因,使用和维修要求有较高的技术水平等。

　　液压位置补偿系统是针对液压传动系统存在液压泄漏或工作介质可压缩性等不足而设计的一种装置。它能将被控对象保持在某一设定的位置,当被控对象受到外界干扰时尽可能快地做出反应,将被控对象校正回原设定位置,是一种补偿型位置保持系统。目前液压位置保持系统有封闭型、节流型和补偿型3种工作方式[2],其中,封闭型和节流型方式由于仅依靠液压缸内液体的弹性变形产生的作用力被动平衡外部干扰载荷,平衡力的大小是随着被控对象偏离设定位置距离的增加而增加的,属于有差调节系统,其稳定精度与液压缸内油液的特性和外加载荷的大小有关,它无法在外加载荷存在的情况下将被控对象校回到设定位置,无法满足高精度控制要求。补偿型方式通过检测在外载荷作用下被控对象相对于设定位置的位移量,通过阀或泵控制系统向需要增压的工作缸液压腔补油,迅速产生适当的平衡力,阻止被控对象进一步偏离设定位置,并最终将被控对象校回到设定位置,可以得到很高的控制精度[3]。

　　1　PTPL喷油器试验台工作原理

　　如图1所示, PTPL喷油器试验台夹紧液压缸为一个复合式缸,密封缸7右部位于夹紧缸5内,左端部分与密封缸7为一整体的开放圆形固定装置,中间有孔,可以固定喷油器。供油系统工作时,通过油管A将压力为(680±10) kPa的液压油送入密封腔4,推动活塞杆6向左运动,以使喷油器9与椎体8之间产生750 N的密封力,这样喷油器9的油杯就能很好的与椎体8中的尼龙座紧密接触,不会产生泄漏。同时压力为(480±10) kPa的液压油通过油管C进入夹紧腔1,推动活塞杆6及密封缸7总成一起向左运动,通过挺杆10压缩喷油器柱塞弹簧到柱塞与油杯紧紧接触,此时挺杆10与喷油器9之间产生1 720 N的夹紧力,如图1所示,此时挺杆10处于最大升程。动力系统开始工作后(此时油管C关闭),喷油器凸轮随着凸轮轴转动而使挺杆向左运动,喷油器柱塞在弹簧的作用下返回,燃油进入喷油器,为喷油器喷射燃油做准备,随着喷油器凸轮转动而使挺杆10往右运动到一定程度时,喷油器喷油,这样凸轮每转一周就能使喷油器喷射一次燃油,凸轮正常工作转速为1 000 r/min,喷油器喷射的燃油经椎体8中的外接管而通往测量单元进行测量。为了使测量精确,一般每喷射100次进行一次测量,并且要进行数次(一般为10次)这样的测量,然后求平均值,通过喷射的平均燃油量来计算喷油器是否工作正常。试验结束后压力为(680±10) kPa的液压油进入松开腔3,此时油管A和C处于与大气连通状态,松开腔液压油推动活塞杆6向右运动,密封腔4和夹紧腔1中的液压油便通过油管返回油箱,喷油器松开。