畢業(yè)設計（論文）電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計1摘摘摘摘要要要要液壓減振器是軌道交通車輛走行機構(gòu)的重要部件之一，其性能優(yōu)劣直接影響到行車的安全性和舒適性。由于鐵路的提速和城市軌道交通的迅速發(fā)展，凸顯出對高性能液壓減振器的需求，但國內(nèi)生產(chǎn)的液壓減振器還不能滿足這種需求，這種狀況是由于減振器試驗設備落后造成的。因此，研制高速列車減振器試驗臺就具有十分重要的實際意義。由于電液比例控制技術(shù)性能介于伺服和開關(guān)之間。它具有廉價、節(jié)能、維護方便、較好的控制精度和響應特性等特點。本文對液壓減振器實驗臺原理及組成進行詳細研究后，利用電液比例閥控制對城市軌道交通車輛液壓減振器實驗裝置進行系統(tǒng)設計。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞液壓減振器，減振器實驗臺，電液比例控制技術(shù)，系統(tǒng)設計畢業(yè)設計（論文）電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計2STUDYOFTHESTANDARDFORKEEPINGTHETEXTILESAFEANDHEALTHYABSTRACTHYDRAULICDAMPERISONEOFTHEIMPORTANTPARTSINTHERAILWAYVEHICLESITSPERFORMANCEDETERMINESTHESECURITYANDCOSINESSOFTRAINWITHTHEADVANCEMENTOFRAILWAYSPEED,THESELFMADEHYDRAULICDAMPERCANTSATISFYTHEREQUIREMENTOFHIGHPERFORMANCEHYDRAULICDAMPERITISPROVIDEDWITHIMPORTANTMEANINGTODEVELOPHIGHPOWEREDTESTBEDSINCETHEFUNCTIONOFTHEELECTRICITYLIQUIDPROPORTIONCONTROLLINGTECHNOLOGYISSITUATEDBETWEENSERVOANDSWITCHITISHADENERGYCONSERVATION,DEFENDSCHARACTERISTICSSUCHASCONTROLLINGACCURACYANDRESPONDINGTOCHARACTERISTICPROPERTYCONVENIENT,FAIRLYGOODATALOWPRICETHESYSTEMCARRYINGOUTTHEQUEENWHOSTUDIESDETAILEDLYONHYDRAULICPRESSURESHOCKABSORBEREXPERIMENTPLATFORMPRINCIPLEANDCOMPOSITION,MAKINGUSEOFELECTRICITYLIQUIDPROPORTIONINGVALVETOBEINPROGRESSUNDERTHECONTROLOFTOCITYORBITTRAFFICVEHICLEHYDRAULICPRESSURESHOCKABSORBEREXPERIMENTDEVICEDESIGNSTHEMAINBODYOFABOOKKEYWORDSHYDRAULICSHOCKABSORBER,DAMPERTESTBED,ELECTRICITYLIQUIDPROPORTIONCONTROLLINGTECHNOLOGY,SYSTEMDESIGNS畢業(yè)設計（論文）電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計3電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計王傅余0611031120611031120611031120611031120引言引言引言引言過去，由于列車運行的速度比較低，減振器的作用不太明顯，因此，人們對其沒有給予足夠的重視，所應用的減振器性能比較低。如今，“高速重載”是鐵路營運的發(fā)展方向，隨著列車提速進程的加快，機車、車輛運營中出現(xiàn)了很多前所未有的問題，有的在更換減振器后，問題得到了解決。由于液壓減振器長期高速往復運動和處于高溫狀態(tài)，故密封圈易老化導致漏油，或者油液在高溫下碳化，二者都會改變阻尼系數(shù)，甚至使其失去減振作用。由于鐵路的提速和城市軌道交通的迅速發(fā)展，凸現(xiàn)出對高性能液壓減振器的需求，但國內(nèi)生產(chǎn)的液壓減振器還不能滿足這種需求，這種狀況是由于減振器試驗設備落后造成的。近年來我國鐵路進入一個飛速發(fā)展時期，特別是在鐵路跨越式發(fā)展政策的指引下，我國鐵路將會進入一個全新的發(fā)展階段。今后一段時間內(nèi)，高速鐵路時速達到300KM以上,客運專線時速達到200KM以上。當速度達到200KM以上時，機車車輛運行的安全性、平穩(wěn)性將成為客車所面臨的最大問題，這也就對機車車輛的走行機構(gòu)提出很高的考驗。液壓減振器作為機車車輛走行機構(gòu)的重要組成部件之一，其性能優(yōu)劣直接影響到機車車輛運行的穩(wěn)定性和安全性。因此，在機車車輛運行過程當中必須確保減振器能夠保持其性能的可靠性和穩(wěn)定性。畢業(yè)設計（論文）電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計41JS30/200軌道車輛液壓減振器實驗臺簡介軌道車輛液壓減振器實驗臺簡介軌道車輛液壓減振器實驗臺簡介軌道車輛液壓減振器實驗臺簡介11液壓減振器實驗臺的作用液壓減振器實驗臺的作用液壓減振器實驗臺的作用液壓減振器實驗臺的作用液壓減振器是軌道交通車輛的重要部件，它的性能好壞直接關(guān)系到行車的舒適性和安全性。由于液壓減振器長期高速往復運動和處于高溫狀態(tài)，故密封圈易老化導致漏油，或者油液在高溫下碳化，二者都會改變阻尼系數(shù)，甚至使其失去減振作用。因此，為保證行車安全應定期對液壓減振器進行測試，并據(jù)其狀態(tài)進行必要的維修保養(yǎng)。JS30/200液壓減振器實驗臺是根據(jù)鐵路提速后對液壓減振器要求變化而開發(fā)的，它綜合了國內(nèi)外液壓減振器實驗臺的優(yōu)點，增加了與國際接軌的阻尼特性曲線和動態(tài)特性測試，并可同時測試四種不同的減振器。它保留了示功圖和阻尼系數(shù)兩個經(jīng)典的評價指標，但同時也會給出合理的解釋，以避免出現(xiàn)在現(xiàn)有其它實驗臺上測試不同公司的不同阻尼特性的產(chǎn)品時，常常將合格產(chǎn)品給出不合格結(jié)論的情況發(fā)生。本實驗臺的主要液壓元件和傳感器為進口件，測控系統(tǒng)采用高可靠性的硬件和先進的虛擬儀器軟件。另外，液壓系統(tǒng)還進行了嚴格的熱平衡匹配，故可進行一般實驗臺不能進行的減振器壽命實驗工作?？紤]到減振器的種類主要為垂直類，故本實驗臺上配備了兩套垂直減振器的實驗裝置，二者可以同時工作，也可以一個工作另一個安裝準備，從而提高測試效率，另外還配備了用于橫向和抗蛇形運動減振器的實驗裝置。本實驗臺的激振能量由往復運動的液壓缸提供，具有摩擦阻力小、行程調(diào)節(jié)方便、調(diào)速范圍寬和激振函數(shù)可任意設定等優(yōu)點。它的超大激振力和往復行程是其它曲柄滑塊式實驗臺無法提供的。畢業(yè)設計（論文）電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計512液壓減振器實驗臺的組成液壓減振器實驗臺的組成液壓減振器實驗臺的組成液壓減振器實驗臺的組成本實驗臺由液壓站和電控測試臺兩大部分組成。油箱為全封閉式結(jié)構(gòu)；油泵和電機臥式安裝在油箱的側(cè)下面，以保證提供良好的吸油性能；裝有比例閥、伺服閥、換向閥及溢流閥的液壓集成塊安裝在有利于外觀且維護方便的機罩內(nèi)；所有壓力表組成表站，安裝在實驗臺架的前景面板上；減振器安裝組件安裝在實驗臺架側(cè)面和上部平面，由油缸、支座、拉壓傳感器、位移傳感器等構(gòu)成一組測試單元。元件清單元件清單元件清單元件清單表12液壓元件序號名稱規(guī)格型號數(shù)量備注1主油泵V38H3R1KOMPASS2比例換向閥DKZORAE171L5/I1ATOS3電磁換向閥4WE10R31/CW22050NGZ5L1華德液壓4溢流閥BG03H1KOMPASS5旁路過濾器RFA10010C1黎明液壓表11電器元件序號名稱型號規(guī)格數(shù)量備注1主電機Y160L4B3515KW1皖南電機2計算機DELL2101DELL3拉壓傳感器BLR20KN4宇航科技4位移傳感器NSWY03150MM4上海天沐5數(shù)據(jù)采集卡NI622932/41NI6輔助泵電機Y8014B5055KW1畢業(yè)設計（論文）電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計66高壓過濾器QUH100X10P1黎明液壓7電磁換向閥4WE5N60/G241華德液壓8節(jié)流閥MT03PK201KOMPASS9伺服換向閥DLKZORTE140L71/I1ATOS10過濾冷卻單元SCA1S1HYDAC11輔助油泵P1021KOMPASS12主泵吸油過濾器WU160180J1黎明液壓13輔泵吸油過濾器WU16180J1黎明液壓14液位計YWZ160T1黎明液壓13液壓減振器實驗臺技術(shù)參數(shù)液壓減振器實驗臺技術(shù)參數(shù)液壓減振器實驗臺技術(shù)參數(shù)液壓減振器實驗臺技術(shù)參數(shù)1可測最大阻尼力30KN2最大減振器行程200MM3同時測試減振器數(shù)量4個4液壓系統(tǒng)壓力15MPA5裝機功率16KW6外形尺寸主機180013601300MM電氣柜1200600800MM7重量主機2300KG電氣柜130KG14液壓系統(tǒng)工作原理液壓系統(tǒng)工作原理液壓系統(tǒng)工作原理液壓系統(tǒng)工作原理液壓原理圖見圖11。畢業(yè)設計（論文）電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計7171616161615151515141312118888898710653214YV1YV2YV5S/VYV8YV4YV3YV7YV6抗蛇形橫向垂向疲勞特性垂向PPPPM1M21819圖11液壓原理圖1油箱2,3過濾器4電磁溢流閥5柱塞泵6齒輪泵7,9單向閥8壓力表10獨立冷卻器11高壓過濾器12比例換向閥13伺服換向閥14電磁換向閥15液壓缸16壓力傳感器17節(jié)流閥18,19電動機1阻尼性能實驗回路YV8得電時，系統(tǒng)建壓，計算機控制YV1、YV2、YV3、YV4或YV5動作，使其獲得所需的拉伸和壓縮速度，從而可測出被試減振器的阻尼特性。2耐久實驗回路YV8得電時，系統(tǒng)建壓，由時控儀控制YV6或YV7動作，使其工作液壓缸自動往復，從而被試減振器連續(xù)工作，以獲得耐久性能指標。實驗頻率可由時控儀任意設定，拉伸和壓縮的速度可通過節(jié)流閥17來調(diào)節(jié)。3卸荷回路畢業(yè)設計（論文）電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計8系統(tǒng)有兩種卸荷方式，當YV8失電時系統(tǒng)為零壓卸荷，而YV8得電，其余電磁鐵（YV1YV7）均失電時，系統(tǒng)為零流量卸荷。兩種卸荷方式時所消耗的功率一般差別不大。4獨立過濾冷卻回路系統(tǒng)采用獨立的過濾冷卻器，一般情況下冷卻電機關(guān)閉，當油液溫度超過設定范圍時開啟。15液壓減振器的工作原理液壓減振器的工作原理液壓減振器的工作原理液壓減振器的工作原理液壓減振器按照液流方向可以分為油液單向循環(huán)流動和雙向往復流動兩種類型。它們的基本動作都是拉伸和壓縮。當活塞桿相對于缸筒作拉伸和壓縮運動時，內(nèi)部的油液通過節(jié)流孔在流動的過程中產(chǎn)生阻力，從而耗散能量。現(xiàn)在普遍使用的是閥門和柱形彈簧結(jié)合的雙向往復流動減振器，本文以其為對象進行研究。K2K1F2F1P1P2P31234567891011圖12減振器結(jié)構(gòu)圖1液壓油2阻尼孔3工作油缸4單向閥5拉伸阻尼閥6活塞桿7減振器殼體8阻尼孔9活塞10壓縮阻尼閥11單向閥畢業(yè)設計（論文）電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計9如圖12所示，當減振器拉伸時，活塞上部壓力缸中的高壓油頂開活塞上的節(jié)流調(diào)壓閥，從活塞上部流到活塞下部，同時貯油缸中的油液在活塞下部油缸的吸力作用下經(jīng)底閥上的單向閥流到活塞下部壓力缸。減振器的設計必須要保證活塞下部壓力缸始終充滿液壓油。當減振器壓縮時，活塞下部壓力缸中的高壓油分別通過活塞和底閥上的節(jié)流調(diào)壓閥從活塞下部流到活塞上部及貯油缸。橫向、垂向減振器的結(jié)構(gòu)如圖13所示，抗蛇行減振器的結(jié)構(gòu)如圖14所示。（A）橫向液壓減振器；（B）垂直液壓減振器圖13橫向、垂向液壓減振器1聯(lián)結(jié)端2防塵橡膠套3防塵罩4缸端組成5壓力缸6活塞桿與活塞組成7進油閥組成8貯油缸畢業(yè)設計（論文）電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計10圖14KONI抗蛇行液壓減振器1防塵圈2防塵罩3螺蓋4活塞桿密封組裝5阻尼調(diào)節(jié)6導承7活塞桿8活塞缸9止回閥10活塞11貯油缸12底閥組裝151拉伸行程拉伸行程拉伸行程拉伸行程K2K1VF2F1P1P2P3圖15拉伸行程在拉伸行程中，減振器活塞相對于工作油缸向上運動，如圖15所示。1）阻尼閥開啟前阻尼閥開啟前阻尼閥開啟前阻尼閥開啟前減振器低速拉伸時，阻尼閥未打開，油液僅從油缸有桿腔經(jīng)阻尼孔1F畢業(yè)設計（論文）電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計11流入無桿腔，由于減振器工作腔底閥通儲油腔，故油缸無桿腔壓力1P接近大氣壓。忽略活塞與缸筒中的摩擦和泄漏，則從工作缸上腔排入下腔的流量DDQAAV（11）式中DA活塞端面面積；DA活塞桿橫截面積；V活塞相對于缸壁的運動速度。因工作缸的下腔壓力1P近似為大氣壓。故上下腔壓力差近似為上腔壓力2P，則油液通過阻尼孔1F的流量為1121211122DDPPPQCACA（12）式中1DC孔口流量系數(shù)，它是實際流量與理論流量之比，近似取1062DC；1A節(jié)流孔1F的面積；油液的密度，常數(shù)；2P節(jié)流孔1F上部油腔的壓力；1P節(jié)流孔1F下部油腔的壓力。根據(jù)流量連續(xù)性原理，有1QQ（13）由式（11）（13）可得出12222212DDDAAVPCA（14）又由于畢業(yè)設計（論文）電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計12212TDDDDDFPAAPAPAA（15）由式（14）和（15）可得減振器的拉伸阻尼力為1322212DDTDAAVFCA（16）2）阻尼閥開啟過程中阻尼閥開啟過程中阻尼閥開啟過程中阻尼閥開啟過程中隨著拉伸速度的增大，拉伸阻尼力增大，阻尼閥慢慢開啟，直至完全打開。不計閥芯的重力、摩擦力和液動力時，非差動式直動溢流閥穩(wěn)態(tài)下的力平衡方程24為1121101KPPAKXX（17）式中1P油缸無桿腔的壓力；2P油缸有桿腔的壓力；1KA拉伸阻尼閥孔口面積；1K彈簧剛度（N/M）；10X彈簧預壓縮量（M）；1X閥開口量（M）。閥工作時，開口量是變化的，開口量的變化引起溢流量的變化，亦必然引起壓力的變化。壓力愈高，彈簧剛度便愈大，因而，溢流量變化時壓力的變化便愈大。由式（15）和（17）可得減振器拉伸阻尼力為11101DDTKKXXAAFA（18）畢業(yè)設計（論文）電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計133）阻尼閥開啟后阻尼閥開啟后阻尼閥開啟后阻尼閥開啟后當阻尼閥完全開啟的瞬間，通過阻尼閥的油液流量為1111211022KKDKDKPPPQCACA（19）此時活塞運動速度為00DDQVAA（110）當0VV時，減振器為恒量阻尼特性。當0VV時，拉伸速度進一步增大，阻尼閥孔阻尼力加大，此時通過阻尼閥的流量112112KDKPPQCA（111）式中1KDC孔口流量系數(shù)，取11062KDDCC；1KA拉伸阻尼閥孔口面積；根據(jù)流量連續(xù)性原理，有1QQ（112）由式（11），（111），（112）可得11222222DDDKAAVPCA（113）由式（15）和（113）可得減振器的拉伸阻尼力為1132222DDTDKAAVFCA（114）畢業(yè)設計（論文）電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計14152壓縮行程壓縮行程壓縮行程壓縮行程K2K1VF2F1P1P2P3圖16壓縮行程在壓縮行程中，減振器活塞相對于工作油缸向下運動，如圖16所示。1）阻尼閥開啟前阻尼閥開啟前阻尼閥開啟前阻尼閥開啟前當減振器低速運動時，阻尼閥關(guān)閉，單向補油閥打開，此時活塞上下腔壓力12PP，下腔與上腔油液流量之差值經(jīng)阻尼孔2F流入儲油腔。下腔流入儲油腔的油液流量DDDDQAVAAVAV（115）且有213122DPPQCA（116）式中2DC節(jié)流孔2F的孔口系數(shù)，取2062DC；2A節(jié)流孔2F的面積。畢業(yè)設計（論文）電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計15又由流量連續(xù)性定理1QQ（117）由式（115）（117）可得222132222DDAVPPCA（118）又由于122CDDDDFPAPAAPA（119）忽略活塞與缸筒間的摩擦和泄漏以及儲油腔的壓力3P，由式（118）和（119）可得減振器的壓縮阻尼力為2322222DCDAVFCA（120）2）阻尼閥開啟過程中阻尼閥開啟過程中阻尼閥開啟過程中阻尼閥開啟過程中隨著拉伸速度的增大，壓縮阻尼力增大，阻尼閥慢慢開啟，直至完全打開。不計閥芯的重力、摩擦力和液動力時，非差動式直動溢流閥穩(wěn)態(tài)下的力平衡方程為2213202KPPAKXX（121）式中1P油缸無桿腔的壓力；3P儲油腔的壓力；2KA壓縮阻尼閥孔口面積；2K彈簧剛度（N/M）；20X彈簧預壓縮量（M）；2X閥開口量（M）。閥工作時，開口量是變化的，開口量的變化引起溢流量的變化，亦必然引畢業(yè)設計（論文）電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計16起壓力的變化。壓力愈高，彈簧剛度便愈大，因而，溢流量變化時壓力的變化便愈大。由式（119）和（121）可得減振器拉伸阻尼力為22202DTKKXXAFA（122）3）阻尼閥開啟后阻尼閥開啟后阻尼閥開啟后阻尼閥開啟后當阻尼閥完全開啟的瞬間，通過阻尼閥的油液流量為2222132022KKDKDKPPPQCACA（123）式中2KDC孔口流量系數(shù)，取2062KDC；2KA壓縮阻尼閥孔口面積；此時活塞運動速度為00DQVA（124）當0VV時，減振器為恒量阻尼特性。當0VV時，拉伸速度進一步增大，阻尼閥孔阻尼力加大，此時通過阻尼閥的流量221312KDKPPQCA（125）根據(jù)流量連續(xù)性原理，有1QQ（126）由式（115），（125），（126）可得22221222DDKAVPCA（127）由式（119）和（127）可得減振器的壓縮阻尼力為畢業(yè)設計（論文）電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計172232222DCDKAVFCA（128）2減振器減振器減振器減振器實驗臺的發(fā)現(xiàn)狀況實驗臺的發(fā)現(xiàn)狀況實驗臺的發(fā)現(xiàn)狀況實驗臺的發(fā)現(xiàn)狀況21減振器實驗臺的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀減振器實驗臺的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀減振器實驗臺的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀減振器實驗臺的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國內(nèi)外都對減振器作了大量的研究工作，研究方向歸納起來有以下幾點對減振器高頻特性的研究；對減振器試驗方面的研究；對減振器噪聲問題的研究；對減振器非線性問題的研究；對減振器溫度特性的研究；對減振器仿真特性的研究。減振器試驗的目的在于測試減振器的性能參數(shù)，同時按照設計要求調(diào)整阻力系數(shù)的大小，對于新造的或經(jīng)過檢修的減振器都必須經(jīng)過試驗方能使用。根據(jù)行業(yè)標準，減振器試驗一般有以下四個方面的內(nèi)容（1）示功圖試驗減振器的阻力與位移試驗（FS）；（2）速度特性試驗減振器的阻力與活塞速度試驗（FV）；（3）溫度特性試驗減振器的阻力與試件溫度試驗（FT）；耐久性試驗（4）工作循環(huán)1106次后，減振器的阻力與位移試驗（FS）。畢業(yè)設計（論文）電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計18圖21KONI液壓減振器試驗臺1位移傳感器2激振器3激振端減振器夾頭4測力端減振器夾頭5力傳感器6立柱夾緊裝置7帶激振器的梁8可調(diào)整的液壓缸9帶力傳感器的梁10立柱11底座關(guān)于減振器的試驗研究，早期，前蘇聯(lián)的車輛動力學及其減振研究走在前面。荷蘭KONI公司研究和開發(fā)車輛通用的抗蛇行減振器也已經(jīng)有幾十年的歷史，該公司的液壓減振器被世界各地的鐵路公司和機車車輛制造商所采用，處于世界領(lǐng)先地位。數(shù)據(jù)顯示表明，KONI公司在減振器及其試驗研究方面做得最全面，他們的產(chǎn)品幾乎面向所有的交通運輸行業(yè)。從KONI公司提供的產(chǎn)品說明和試驗報告來看，KONI公司的輔助試驗項目非常豐富，包括減振器出廠試驗、減振器仿真、調(diào)整等。減振器試驗臺按照其作用形式分為機械式、液壓式和其它形式；按照運動控制方式可以分畢業(yè)設計（論文）電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計19為手動式、開環(huán)式、死循環(huán)式等方式。現(xiàn)在比較先進的控制方式為死循環(huán)液壓控制方式，KONI公司采用的是液壓死循環(huán)控制液壓減振器試驗臺，主要以測試阻尼特性為主，如圖21所示。德國SACHS公司在開發(fā)和生產(chǎn)中使用液壓伺服減振器試驗臺，如圖22所示。該試驗臺工作范圍廣，運動速度由伺服系統(tǒng)自動控制，可以產(chǎn)生任意形狀的激勵波形，同時能對動態(tài)阻尼及動態(tài)剛度進行測試，但是由于設備需要專門的工作環(huán)境及嚴格的維護保養(yǎng)，故不適合在一般基層單位使用。圖22SACHS液壓伺服減振器試驗臺1上橫梁2減振器垂向試驗位置3減振器橫向試驗位置國內(nèi)的減振器試驗臺則以機械式為主，以測試示功圖為主要目的，不能快速準確地對減振器進行檢測。國內(nèi)汽車減振器試驗臺發(fā)展快于機車車畢業(yè)設計（論文）電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計20輛減振器試驗臺。在上世紀八十年代，使用較多的機械式試驗臺是J85試驗臺，它通過曲柄連桿機構(gòu)驅(qū)動減振器做近似的簡諧振動。通過彈性扭桿測力和振幅，并依靠人工處理數(shù)據(jù)。由于它只能夠得到一定振動速度下的示功圖，并且效率低，數(shù)據(jù)的準確性差，只能夠進行垂向減振器試驗，不能夠完成橫向以及抗蛇行減振器檢測，現(xiàn)在基本上已經(jīng)淘汰不用。目前，國內(nèi)常見的減振器試驗臺為曲柄滑塊形式，由電動機作為動力源，通過傳動系統(tǒng)減速后，帶動一套曲柄滑塊機構(gòu)，對減振器實現(xiàn)正弦波激振。由扭力桿測出激振力的大小，使減振器的活塞作上下運動。減振器的下端固定在曲拐上，曲拐裝在一根測力扭桿上，利用扭桿變形，測量減振器的阻力大小。試驗時，曲拐上部的記錄筆在記錄板上畫出一個示功圖。記錄臺的記錄筆在左右方向的偏移量，表示扭桿扭力的大小，也即是表示減振器阻力的大小，最后繪出減振力示功圖。采用上述辦法測出的阻尼系數(shù)的準確度無法確定，沒有實用價值，使得現(xiàn)場只能根據(jù)示功圖來進行經(jīng)驗性比較，測出的阻尼特性不準確，無法調(diào)整阻尼系數(shù)。22減振器實驗臺的發(fā)展趨勢減振器實驗臺的發(fā)展趨勢減振器實驗臺的發(fā)展趨勢減振器實驗臺的發(fā)展趨勢1）工裝夾具的通用性和方便性工裝夾具的通用性和方便性工裝夾具的通用性和方便性工裝夾具的通用性和方便性目前國內(nèi)外所使用油壓減振器接頭形式很多，而且結(jié)構(gòu)類型和尺寸大小有很多差異，這樣就給各個生產(chǎn)廠、車輛段、車輛廠以及檢驗單位對減振器的檢驗檢驗帶來許多問題。特別是最近出臺的減振器新鐵標TB/T14912004機車車輛油壓減振器技術(shù)條件中規(guī)定對于減振器的阻尼力測試時應去除彈性節(jié)點，而做耐久測試時又必須附帶彈性節(jié)點。這樣對工裝夾具就有更高的要求，如何設計出更加方便快捷的夾緊裝置，對提高測試精度和測試效率起到重要作用。畢業(yè)設計（論文）電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計212）安裝距離調(diào)整的便捷性安裝距離調(diào)整的便捷性安裝距離調(diào)整的便捷性安裝距離調(diào)整的便捷性現(xiàn)在我國國內(nèi)所使用的機車車輛車型很多，減振器的類別和尺寸之間有很大差異，因此具有方便快捷的安裝距離調(diào)整對于提高減振器檢驗效率起到舉足輕重的作用。在這方面，液壓伺服試驗臺具有較強的優(yōu)勢。3）試驗臺試驗速度試驗臺試驗速度試驗臺試驗速度試驗臺試驗速度、試驗振幅和試驗頻率調(diào)整的便捷化和隨機化試驗振幅和試驗頻率調(diào)整的便捷化和隨機化試驗振幅和試驗頻率調(diào)整的便捷化和隨機化試驗振幅和試驗頻率調(diào)整的便捷化和隨機化生產(chǎn)廠家所給出減振器性能參數(shù)基本上都是基于某一速度點下的阻尼值，而減振器實際的阻尼性能并不是完全線性的，特別是生產(chǎn)過程控制不嚴時其性能與設計要求存在更大的差異。為了更好的檢測減振器的性能，需要檢測減振器在不同速度、不同振幅、不同頻率下的阻尼特性，因此需要試驗臺調(diào)整的便捷化；減振器實際在裝車使用時其振動形式并非頻率和幅值均固定的簡諧振動，而是隨機振動。為使試驗臺仿真效果更加逼真，需要試驗臺的隨機化。4）試驗試驗試驗試驗臺臺臺臺應該應該應該應該能能能能夠檢測減夠檢測減夠檢測減夠檢測減振器的振器的振器的振器的動態(tài)動態(tài)動態(tài)動態(tài)性能性能性能性能減振器的阻尼特性有靜態(tài)阻尼特性和動態(tài)阻尼特性之分。所謂靜態(tài)阻尼特性是不計減振器結(jié)構(gòu)和液體剛度產(chǎn)生的動態(tài)影響，力和速度之間沒有相位變化時的特性，它是建立在減振器做大振幅和低頻運動的基礎(chǔ)上的阻尼特性。動態(tài)阻尼特性是考慮減振器結(jié)構(gòu)（如兩端彈性節(jié)點、儲油缸具有空氣囊等）和液體剛度影響時的阻尼特性，它使減振器的力、速度和位移之間具有一定的相位差?，F(xiàn)今所使用的減振器試驗臺一般只能夠通過載荷和位移傳感器測定出FS曲線、FV曲線，而不能夠精確的測定力、速度和位移之間的相位關(guān)系。不能夠給出減振器的動態(tài)阻尼特性。隨著機車車輛的運行速度的日畢業(yè)設計（論文）電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計22益提高，列車振動劇烈，起到減振作用的油壓減振器基本上工作在高頻狀態(tài)，從而這種建立在低頻運動基礎(chǔ)上的靜態(tài)阻尼特性參數(shù)對整個走行部分設計已經(jīng)不太適合。因此能夠反映減振器實際狀態(tài)的動態(tài)阻尼性能參數(shù)對整個走行部分的設計起到指導性意義。5）試驗試驗試驗試驗步步步步驟驟驟驟的程序化的程序化的程序化的程序化、自自自自動動動動化化化化為了使減振器試驗臺具有更好的操作性和更高的效率，應該使減振器試驗臺能夠提前設定所需要的試驗參數(shù)，如測試振幅、頻率、速度、測試開始時間和測試結(jié)束時間等，并能夠在測試過程中適時通過死循環(huán)回饋進行檢測測試數(shù)據(jù)，與設定值進行比較并進行相應的調(diào)整。6）試驗試驗試驗試驗臺臺臺臺應應應應能能能能夠測夠測夠測夠測定定定定減減減減振器高低振器高低振器高低振器高低溫狀態(tài)下溫狀態(tài)下溫狀態(tài)下溫狀態(tài)下的性能的性能的性能的性能油壓減振器依靠液壓油在減振器拉壓過程中通過小孔產(chǎn)生的阻尼力來工作，因此溫度對減振器的性能有很大的影響，而我國的實際條件決定我國的列車運行過程中所經(jīng)歷的溫差變化很大。要全面衡量減振器的性能，需要進行高低溫方面的測試和研究。3電液比例控制技術(shù)概述電液比例控制技術(shù)概述電液比例控制技術(shù)概述電液比例控制技術(shù)概述31電液比例控制技術(shù)基本概念電液比例控制技術(shù)基本概念電液比例控制技術(shù)基本概念電液比例控制技術(shù)基本概念在液壓傳動與控制中，能夠接受模擬式或數(shù)字式信號，使輸出的流量或壓力連續(xù)成比例地受到控制，都可以被稱為電液比例控制系統(tǒng)。例如數(shù)字控制系統(tǒng)、脈寬調(diào)節(jié)（PWM）控制系統(tǒng)以及一般意義上的電液比例控制系統(tǒng)。從廣義上講，在應用液壓傳動與控制和氣壓傳動與控制的工程系統(tǒng)中，凡是系統(tǒng)的輸出量，如壓力、流量、位移、轉(zhuǎn)速、速度、加速度、畢業(yè)設計（論文）電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計23力、力矩等，能隨輸入控制信號連續(xù)成比例地得到控制的，都可稱為比例控制系統(tǒng)。雖然比例控制與伺服控制都可以用于開環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)。但就目前來說，前者主要用于開環(huán)控制，而后者主要用于閉環(huán)控制。理解伺服裝置與比例控制裝置的差別是有意義的。伺服控制裝置總是帶有內(nèi)反饋，任何檢測到的誤差都會引起系統(tǒng)狀態(tài)改變，而這種改變正是強迫這個誤差為零。誤差為零時伺服系統(tǒng)會處于平衡狀態(tài)，直到新的誤差被檢測出來。比例控制裝置是一種有確定增益的轉(zhuǎn)換器。例如，比例閥可以把一個線性運動（手動或電磁鐵驅(qū)動）轉(zhuǎn)換成比例的油流量或壓力，轉(zhuǎn)換常數(shù)取決于閥的幾何尺寸及它的制造精度。閉環(huán)比例閥也可以用于外部反饋閉環(huán)系統(tǒng)。在伺服控制系統(tǒng)中，平衡狀態(tài)控制信號（誤差）理論上為零，而比例控制系統(tǒng)卻永遠不會為零。電液伺服系統(tǒng)是較早主要在軍事工程領(lǐng)域發(fā)展起來的電液控制技術(shù)，而電液比例控制技術(shù)，是針對伺服控制存在的諸如功率損失大、對油液過濾要求苛刻、制造維修費用高等，而它提供的快速性在一般工業(yè)設備中又往往用不著的情況，在近30年迅速發(fā)展起來介于普通控制與伺服控制之間的新型電液控制技術(shù)分支。在比例控制系統(tǒng)中，主控制元件可以有無限種狀態(tài)，分別對應于受控對象的無限種運動。與比例控制對應的還有開關(guān)控制。由于開關(guān)控制中控制元件只有兩種狀態(tài)，即開啟或關(guān)閉。因此要實現(xiàn)高質(zhì)量的復雜控制時，必須有足夠大量的元件，把各個元件調(diào)整成某一特殊的狀態(tài)，從而實現(xiàn)使受控對象按預定的順序和要求動作。比例控制和開關(guān)控制都可以是手動或按程序自動進行。不同的是在比例控制中，比例元件根據(jù)接受到的控制信畢業(yè)設計（論文）電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計24號，自動轉(zhuǎn)換狀態(tài)，因而使系統(tǒng)大為簡化。在工程實際應用中，由于大多數(shù)被控對象僅需要有限的幾種狀態(tài)。因而開關(guān)控制也有可取之處。開關(guān)元件通常簡單可靠，不存在系統(tǒng)不穩(wěn)定的情況。32電液比例控制技術(shù)發(fā)展概況電液比例控制技術(shù)發(fā)展概況電液比例控制技術(shù)發(fā)展概況電液比例控制技術(shù)發(fā)展概況17世紀帕斯卡提出著名的帕斯卡定律，奠定了液壓傳動的理論基礎(chǔ)。流體傳動已經(jīng)歷了很長的發(fā)展歷史，然而，作為現(xiàn)代電液控制技術(shù)的發(fā)展卻只需追溯到二次大戰(zhàn)時期。當時出于軍事需要，對武器和飛行器的自動控制系統(tǒng)的研究已取得了很大的進展。戰(zhàn)爭后期，噴氣技術(shù)取得了突破性進展。由于噴氣式飛行器速度很高，因此對控制系統(tǒng)的快速性、動態(tài)精度、功率和重量都提出了更高的要求。工程需要是現(xiàn)代電液控制技術(shù)發(fā)展的推動力。1940年底在飛機上首先出現(xiàn)了電液伺服系統(tǒng)，其滑閥由伺服電機拖動，伺服電機慣量很大，成了限制系統(tǒng)動態(tài)特性的主要環(huán)節(jié)。直到50年代初才出現(xiàn)了高速響應的永磁式力矩馬達。50年代后期又出現(xiàn)了以噴嘴擋板閥作為先導級的電液伺服閥，使電液伺服系統(tǒng)成為當時響應最快，控制精度最高的伺服系統(tǒng)。1958年美國學者勃萊克布恩等公布了他們在麻省理工學院的研究工作，為現(xiàn)代電液伺服系統(tǒng)的理論和實踐奠定了基礎(chǔ)。60年代各種結(jié)構(gòu)的電液伺服閥相繼問世，特別是以摩格為代表的采用干式力矩馬達和級間力反饋的電液伺服閥的出現(xiàn)和各類電反饋技術(shù)的應用，進一步提高了電液伺服閥的性能，電液伺服技術(shù)業(yè)已成熟。電液伺服系統(tǒng)已逐漸成為武器和航空、航天自動控制以及一部分民用工業(yè)設備自動控制的重要組成部分。60年代后期由于人們對各類工藝過程進行了深入研究，對其精確數(shù)學模型有了比較深入的了解，因而對工藝過程控制提畢業(yè)設計（論文）電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計25出了更高的要求?，F(xiàn)代電子技術(shù)特別是微電子集成技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，為工程控制系統(tǒng)提供了充分而且廉價的現(xiàn)代化電子裝置。于是，各類民用工程對電液控制技術(shù)的需求就顯得更加迫切和廣泛1。但人們很快發(fā)現(xiàn)，由于電液伺服器件的價格過于昂貴，對油質(zhì)要求十分嚴格，控制損失（閥壓降）較大。使伺服技術(shù)難以為更廣泛的工業(yè)應用所接受。在很多工業(yè)場合，要求有一般的高質(zhì)量的控制手段，卻并不要求太高的控制精度或響應性。現(xiàn)代工業(yè)的迅猛發(fā)展，要求開發(fā)一種廉價、節(jié)能、維護方便、控制精度和響應特性均能滿足工業(yè)控制系統(tǒng)實際需要的電液控制技術(shù)。而現(xiàn)代電子技術(shù)和測試技術(shù)的發(fā)展為工程界提供了可靠而廉價的檢測、校正技術(shù)。這些為電液比例技術(shù)的發(fā)展提供了有利的條件。自60年代以來，為降低比例技術(shù)成本。一方面是在高性能的伺服閥的基礎(chǔ)上發(fā)展了工業(yè)伺服技術(shù)。其特點是適當簡化伺服閥的結(jié)構(gòu)，降低它的制造精度，增大電機械轉(zhuǎn)換器的輸出功率水平和改善閥的抗污染性能。這雖然降低了制造成本，但因其結(jié)構(gòu)復雜，價格仍然十分可觀，使它的應用仍然受到限制。另一方面在普通的液壓閥的基礎(chǔ)上，采用廉價而可靠的比例電磁鐵作為電機械轉(zhuǎn)換元件，取代原來閥內(nèi)的手動調(diào)節(jié)器或普通開關(guān)式電磁鐵。并相應地改進了閥內(nèi)的設計和引入各種內(nèi)反饋控制，從而出現(xiàn)了一種價廉的耐污染與一般工業(yè)閥相同，性能又能滿足大部分工業(yè)控制要求的比例元件2。比例技術(shù)的發(fā)展大致可以劃分為三個階段1,35從1967年瑞士BERINGER公司生產(chǎn)KL比例復合閥起，到70年代初日本油研公司申請了壓力和流量比例閥兩項專利為止，是比例技術(shù)的誕生時畢業(yè)設計（論文）電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計26期。這一階段的比例閥，僅僅是將比例型的電機械轉(zhuǎn)換器（如比例電磁鐵）用于工業(yè)液壓閥，以代替開關(guān)電磁鐵或調(diào)節(jié)手柄，閥的結(jié)構(gòu)原理和設計準則幾乎沒有變化，大多不含受控參數(shù)的反饋閉環(huán)，其工作頻寬僅在15HZ之間，穩(wěn)態(tài)滯環(huán)在47之間，多用于開環(huán)控制。1975年至1980年間可以認為比例技術(shù)的發(fā)展進入了第二階段。各種內(nèi)反饋原理的比例元件大量問世，耐高壓比例電磁鐵和比例放大器在技術(shù)上日趨成熟，比例元件工作頻寬已經(jīng)達到515HZ，穩(wěn)態(tài)滯環(huán)亦減少到3左右。其應用領(lǐng)域日漸擴大，不僅用于開環(huán)控制，也被應用于閉環(huán)控制。80年代，比例技術(shù)的發(fā)展進入了第三階段。比例元件的設計原理進一步完善，采用了壓力、流量、位移內(nèi)反饋和動壓反饋及電校正手段，使閥的穩(wěn)態(tài)精度、動態(tài)響應和穩(wěn)定性都有了進一步提高。除了因制造成本所限，比例閥在中位仍保留死區(qū)以外，它的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)特性均已和工業(yè)伺服閥無異。另一項重大進展是，比例技術(shù)開始和插裝閥相結(jié)合，已開發(fā)出各種不同功能和規(guī)格的二通、三通型比例插裝閥，形成了80年代電液比例插裝技術(shù)。同時，由于傳感器和電子器件的小型化，還出現(xiàn)了電液一體化的電液元件，電液比例技術(shù)逐步形成了80年代的集成化趨勢。特別是電液比例容積元件，各類比例控制泵和執(zhí)行元件相繼出現(xiàn)，為大功率工程控制系統(tǒng)的節(jié)能提供了技術(shù)基礎(chǔ)。除了模擬式的電液比例元件外，人們也注重開發(fā)出各種數(shù)字式液壓元件，數(shù)字式液壓元件也是今后比例技術(shù)發(fā)展的一個重要分支?，F(xiàn)在比例閥已有些是把傳感器、測量放大器、控制放大器和閥復合在一起的機電一體化的元件，使得結(jié)構(gòu)更加緊湊，性能進一步提高。這種結(jié)構(gòu)有許多優(yōu)于其它系統(tǒng)的優(yōu)點。由于電子裝置直接裝在閥體上，畢業(yè)設計（論文）電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計27減少了插件和導線，從整體上看更簡潔，對使用者的要求也更簡單。未來的閥可能帶有儲存器和具有智能，具有自動檢測和報警功能。只要接受簡單的指令，閥就能完成一系列的工作。33電液比例控制技術(shù)的工作原理及組成電液比例控制技術(shù)的工作原理及組成電液比例控制技術(shù)的工作原理及組成電液比例控制技術(shù)的工作原理及組成331液壓開關(guān)控制與比例控制比較液壓開關(guān)控制與比例控制比較液壓開關(guān)控制與比例控制比較液壓開關(guān)控制與比例控制比較3如圖31所示為一個采用開關(guān)控制的液壓傳動系統(tǒng)，它是一個常見的進口節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)。當1DT通電時液壓油經(jīng)換向閥左位進入液壓缸的無桿腔，其速度決定于被選中的調(diào)速閥的開口面積。這是個兩級調(diào)速系統(tǒng)，選中的調(diào)速閥由3DT和4DT是否通電來決定。速度通過調(diào)節(jié)節(jié)流口的面積來預置。速度的換向利用行程開關(guān)發(fā)出信號進行轉(zhuǎn)換。反向時2DT通電，液壓缸快速返回。該回路只能實現(xiàn)正向的有級調(diào)速。2DT1DT3DT4DT圖31開關(guān)控制液壓系統(tǒng)畢業(yè)設計（論文）電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計28一個能實現(xiàn)正反向無級調(diào)速的開環(huán)比例調(diào)速系統(tǒng)如圖32所示。比例調(diào)速閥的輸出流量與給定輸入電壓成正比。方向則取決于1DT或2DT中哪一只電磁鐵通電。通過改變給定信號的大小可以方便地實現(xiàn)無級調(diào)速。與前面的開關(guān)控制比較，系統(tǒng)功能增加了，性能也更好。但結(jié)構(gòu)卻大為簡化。由圖可見，系統(tǒng)容易實現(xiàn)雙向無級調(diào)速，且可以擴展到對多個執(zhí)行器分別進行調(diào)速控制。如采用比例方向閥進行調(diào)速，如圖33所示，則系統(tǒng)可以更簡化。圖33所示為閉環(huán)比例調(diào)速系統(tǒng)。它是在開環(huán)控制基礎(chǔ)上增加了速度反饋元件而構(gòu)成的。速度傳感器產(chǎn)生與速度成正比的電信號，經(jīng)過匹配放大器放大后，與給定控制信號比較，得出偏差信號。偏差信號經(jīng)過功率放大后用于控制比例電磁鐵A或B，從而控制閥的開口量及方向，達到速度調(diào)節(jié)目的。比較上述三個系統(tǒng)。圖32的系統(tǒng)，由于不對被控量進行檢測和反饋，因而當出現(xiàn)被控量與期望值的偏差時無法進行修正，稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。這類系統(tǒng)一般控制精度不高。但與開關(guān)式液壓控制相比，控制質(zhì)量和方式都有改進和簡化。它可使被控量復現(xiàn)控制信號的變化規(guī)律。這類開環(huán)系統(tǒng)由于不存在信號和能量的反饋，因而系統(tǒng)穩(wěn)定性好，容易設計。是目前最常見的比例控制系統(tǒng)。畢業(yè)設計（論文）電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計292DT1DT圖32開環(huán)比例控制液壓系統(tǒng)1比例調(diào)速閥2比例放大器3給定電位器132給定圖33閉環(huán)比例調(diào)速系統(tǒng)1速度傳感器2比例放大器3比例方向閥132給定BA畢業(yè)設計（論文）電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計30如圖33所示的系統(tǒng)引入了反饋回路，稱為閉環(huán)系統(tǒng)。它用被控量與輸入量（給定）的偏差信號作為真正的控制信號，最后使輸出量盡量與輸入量相一致。在受到干擾時仍能消除偏差或把偏差控制在要求的精度內(nèi)。系統(tǒng)的輸出能較準確地復現(xiàn)輸入信號的變化規(guī)律。但由于有反饋的存在，其穩(wěn)定性成為設計的主要考慮問題，特別是比例閥工作在較大的范圍時，其非線性的影響不能忽略。332電液比例系統(tǒng)的組成電液比例系統(tǒng)的組成電液比例系統(tǒng)的組成電液比例系統(tǒng)的組成3電液比例控制系統(tǒng)，盡管其結(jié)構(gòu)各異，功能也不相同，但都可歸納為由功能相同的基本單元組成的系統(tǒng)，如圖34所示。圖中虛線所示為可能實現(xiàn)的閉環(huán)控制系統(tǒng)，包含外了外反饋回路控制系統(tǒng)的才稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)，不包含外反饋的稱為開環(huán)系統(tǒng)。如果存在比例閥本身的內(nèi)反饋，也可以構(gòu)成實際的小閉環(huán)控制。但一般這不稱為閉環(huán)系統(tǒng)組成電液比例控制系統(tǒng)的基本元件有組成電液比例控制系統(tǒng)的基本元件有組成電液比例控制系統(tǒng)的基本元件有組成電液比例控制系統(tǒng)的基本元件有1指令元件指令元件指令元件指令元件它是給定控制信號的產(chǎn)生與輸入的元件。也可稱為編程器或輸入電路。電控器電機轉(zhuǎn)換液壓放大液壓執(zhí)行器輸出量指令元件檢測反饋圖34電液比例控制系統(tǒng)框圖檢測反饋比較元件畢業(yè)設計（論文）電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計31在有反饋信號存在的情況下，它給出與反饋信號有相同形式和量級的控制信號。它也可以是信號發(fā)生裝置或程序控制器。指令信號可以手動設定或程序設定。最常見的是手動預置設定，運行時用程序選通。2比較元件比較元件比較元件比較元件它的功用是把給定輸入與反饋信號進行比較，得出偏差信號作為電控器的輸入。進行比較的信號必須是同類型的，比例電控器的輸入量為電量，因此反饋量也應轉(zhuǎn)換成同類型的電量。如遇到不同類型的量作比較，在比較前要進行信號類型轉(zhuǎn)換，例如A/D或D/A轉(zhuǎn)換。或機電轉(zhuǎn)換等。3電控器電控器電控器電控器電控器通常稱作比例放大器。由于含在比例閥內(nèi)的電磁鐵需要的控制電流較大（0800MA）而偏差控制電流較小，不足以推動電磁鐵工作。所以要對控制信號進行功率放大，且偏差信號的類型或形狀都不一定能滿足高性能控制的要求。電控器的作用是對輸入的信號進行加工、整形和放大，使達到電機械轉(zhuǎn)換裝置的控制要求。4比例閥比例閥比例閥比例閥比例閥內(nèi)部又可分為兩大部分，即電機械轉(zhuǎn)換器及液壓放大元件，還可能帶有閥內(nèi)的檢測反饋元件。電機械轉(zhuǎn)換器，它是電液接口元件。它把經(jīng)過放大后的電信號轉(zhuǎn)換成與其電量成比例的力或位移。這個輸出力或位移改變了液壓放大級的控制液阻，經(jīng)液壓放大作用，把不大的電氣控制信號放大到足以驅(qū)動系統(tǒng)負載。這是整個系統(tǒng)的功率放大部分。5液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件通常指液壓缸或液壓馬達，它是系統(tǒng)的輸出裝置，用于驅(qū)動負載。畢業(yè)設計（論文）電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計326檢測反饋元件檢測反饋元件檢測反饋元件檢測反饋元件對于閉環(huán)控制需要加入檢測反饋元件。它檢測被控量或中間變量的實際值，得出系統(tǒng)的反饋信號。檢測元件有位移傳感器、測速發(fā)電機等。檢測元件往往又是信號轉(zhuǎn)換器（例如機電、機液轉(zhuǎn)換），用于滿足比較的要求。從框圖中可見，檢測元件有內(nèi)環(huán)和外環(huán)之分。內(nèi)環(huán)檢測元件通常包含在比例閥內(nèi)，用于改善比例閥的動、靜態(tài)特性。外環(huán)檢測元件直接檢測輸出量，用于提高整個系統(tǒng)的性能和控制精度。34電液比例系統(tǒng)分類電液比例系統(tǒng)分類電液比例系統(tǒng)分類電液比例系統(tǒng)分類電液比例控制系統(tǒng)可以按很多種方式，從不同角度來進行分類。如前所述電液伺服控制系統(tǒng)是一種廣義上的比例控制系統(tǒng)，因而比例控制可以參照伺服控制來進行分類。每一種方式都代表系統(tǒng)的一定的特點。按被控量是否被檢測和反饋來分類，可分為開環(huán)比例控制系統(tǒng)和閉環(huán)比例控制系統(tǒng)。隨著整體閉環(huán)比例閥的出現(xiàn)，其主要性能與伺服閥無異，因而采用閉環(huán)比例控制的場合也會增加。按比例元件的類型分類，可分為比例節(jié)流控制和比例容積控制二大類。比例節(jié)流用在功率較小的場合，而后者用于控制功率較大的系統(tǒng)中。目前目前目前目前，最通用的分類方式如下最通用的分類方式如下最通用的分類方式如下最通用的分類方式如下1比例流量控制系統(tǒng)；2比例壓力控制系統(tǒng)；3比例流量壓力控制系統(tǒng)；4比例速度控制系統(tǒng)；畢業(yè)設計（論文）電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計335比例位置控制系統(tǒng)；6比例力控制系統(tǒng)；7比例同步控制系統(tǒng)；35電液比例控制的特點及應用電液比例控制的特點及應用電液比例控制的特點及應用電液比例控制的特點及應用電液比例閥是介于開關(guān)型的液壓閥與伺服閥之間的一種液壓元件。與電液伺服閥相比，其優(yōu)點是價廉、抗污染能力強。除了在控制精度及響應快速性方面還不如伺服閥外，其它方面的性能和控制水平與伺服閥相當，其動、靜態(tài)特性足以滿足大多數(shù)工業(yè)應用的要求。因此，比例閥更為廣泛地獲得應用。在高精度、快速響應等高技術(shù)領(lǐng)域傳統(tǒng)上是伺服閥市場。但現(xiàn)在閉環(huán)比例閥技術(shù)也是一種新的選擇。與傳統(tǒng)的液壓控制閥比較，雖然價格較貴，但由于其良好的控制水平而得到補償。因此在控制較復雜，特別是要求有高質(zhì)量控制水平的地方，傳統(tǒng)的開關(guān)閥就逐漸由比例閥或數(shù)字閥代替。它們的特性比較如表35所示。表35電液比例元件和伺服、數(shù)字、開關(guān)元件的特性比較特性元件開關(guān)閥比例閥伺服閥數(shù)字閥介質(zhì)過濾精度（M）2525525閥內(nèi)壓力損失MPA05以下0527052控制功率W154010250055510頻寬HZ10以下1070202005滯環(huán)30105重復精度（）05105101中位死區(qū)有有無有畢業(yè)設計（論文）電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計34溫度漂移（2060）一58232價格比135103此外，比例控制閥還可以具有流量、壓力與方向三者之間的多種復合功能。這使得比例控制系統(tǒng)較之開關(guān)閥控制系統(tǒng)，不但控制性能得以提高，而且使系統(tǒng)更為簡化。電液比例控制的主要優(yōu)點是電液比例控制的主要優(yōu)點是電液比例控制的主要優(yōu)點是電液比例控制的主要優(yōu)點是1操作方便，容易實現(xiàn)遙控；2自動化程度高；3工作平穩(wěn)，控制精度較高；4結(jié)構(gòu)簡單，使用元件較少，對污染不敏感；5系統(tǒng)節(jié)能效果好。電液比例控制的主要缺點是成本較高，技術(shù)較復雜。4設計方案的確定設計方案的確定設計方案的確定設計方案的確定41液壓系統(tǒng)設計液壓系統(tǒng)設計液壓系統(tǒng)設計液壓系統(tǒng)設計液壓原理圖見圖41畢業(yè)設計（論文）電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計3511M1P橫向YV3YV2YV1312456678910圖41液壓原理圖1油箱2過濾器3電磁溢流閥4柱塞泵5單向閥6壓力表7高壓過濾器8比例換向閥9液壓缸10壓力傳感器11電動機42液壓缸的設計計算液壓缸的設計計算液壓缸的設計計算液壓缸的設計計算421液壓缸的推力與速度液壓缸的推力與速度液壓缸的推力與速度液壓缸的推力與速度選取單桿活塞缸，單桿活塞缸的推力與速度計算公式如下222111221244MMFPAPAPDPDDPIPI畢業(yè)設計（論文）電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計36222212211244MMFPAPAPDDPDPIPI1214VVQQVADPI22224VVQQVADDPIA1為液壓缸內(nèi)截面積，A2除了活塞桿截面后剩余的液壓缸截面積；D活塞直徑；D活塞桿直徑；Q為輸入流量；P1,P2為缸的進出口壓力；M，V為缸的機械，容積效率。如圖42圖42液壓缸連接視圖畢業(yè)設計（論文）電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計37液壓缸速度之比21VV，選取速比14622111V