采用高性能比例阀控缸技术的液压减振器试验台

　　1 前言

　　在液压伺服系统当中。阀控液压缸动力机构十分常见。长期以来，电液伺服阀一直以其优良的性能，尤其是动态性能，成为阀控缸机构首选的控制元件。但是随着近年来比例技术的不断发展，电液比例阀在各方面的性能都有了很大改善，高性能比例阀的动、静态性能指标更是与伺服阀不相上下。除此之外，比例阀良好的抗污染性和可靠性，使得它在工业领域的应用有着较伺服阀更大的优势。本文介绍了一个将比例阀控缸应用于减振器试验台的工程实例。

　　2 液压减振器的工作原理

　　减振器是安装在车体和负重轮之间的一个阻尼元件，用来衰减车体振动的振幅和次数。液压减振器的工作原理如图1a所示。减振器工作腔内充满油液，活塞上开有节流孔。车体振动时，活塞杆带动活塞上下运动，油液通过节流孔后产生两腔压差，从而形成与振动反向的阻力。液压减振器所受的阻力与其运动的速度成正比。

　　液压减振器性能的优劣通常由两个特性指标来评价：一是减振器阻力随工作速度的变化规律，称之为速度特性：二是减振器阻力随行程的变化规律，称之为示功图。

　　3 液压减振器试验台的组成原理

　　减振器试验台主要用于不同型号液压减振器的性能测试。试验台以高性能比例阀控制液压缸运动，模拟不同路况下车体所受的振动，带动减振工作，并通过微机测控系统实时检测减振器的位移、速度、拉压阻力等参量，绘制速度特性曲线和示功图，最终对减振器的性能作出评价。试验台产生的激振波形包括正弦波、方波、三角波等。具体的测试指标为激振频率2 Hz；减振器最大行程±50 mm；减振器最大拉伸阻力20 kN，最大压缩阻力15 kN。

　　试验台主要由3部分组成，分别是试验台架、测控柜、以及油源泵站。

　　a)原理图

　　b)试验台架结构图

　　图1 液压减振器

　　减振器试验台架的结构如图1b所示。伺服缸以支撑销轴固定在台架底部，液压缸上装有伺服比例阀。减振器下端与伺服缸的活塞杆相连，工作时随液压缸上下运动；上端与力传感器相接，便于拉压力信号的采集。另外，伺服缸带有内置磁致伸缩式位移传感器，可以准确测量减振器位移。为实现减振器运动过程中温度的非接触测量，在台架侧面装有红外温度传感器，距离减振器中心300 mm。

　　测控柜主要完成减振器位移的控制和测试功能。工控机配有多功能数字信号发生器，以及12位16通道A／D转换器，转换速率100 KB／s。液压缸的位置闭环控制通过控制板上的模拟电路实现。PLC主要用于实现泵站的启停控制和状态监测，并通过RS232与工控机进行实时通信。手动方式下，PLC通过配套的12位DA模块给出正弦信号，控制液压缸位移。