CN106523473A - 一种液压负载模拟装置 - Google Patents

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江辉军
李利
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B19/00—Testing; Calibrating; Fault detection or monitoring; Simulation or modelling of fluid-pressure systems or apparatus not otherwise provided for
    • F15B19/007—Simulation or modelling

Abstract

本发明属于机电液综合控制技术，涉及对液压能源系统液压负载，包括对称和非对称液压负载的模拟方法的创新。非对称液压负载是指在负载一个作动动作时，进出负载系统的油液体积不相等的液压负载；本发明包括一个控制子系统，实现对液压负载模拟的综合控制；有一个压力模拟子系统，通过节流实现负载压力的模拟；有一个体积模拟子系统，通过电磁阀控制一个不对称作动筒运动实现对负载体积流量的模拟。本发明实现了液压能源系统液压负载的模拟，不仅可以实现对称负载的模拟，也可以实现非对称液压负载的模拟，可以在飞机研制过程中，在真实液压负载还未完成设计阶段，对液压能源系统进行全面的考核，能大大提高飞机液压系统的研制进度。

Description

一种液压负载模拟装置
所属技术领域
本发明属于机电液综合控制技术，涉及对液压能源系统液压负载，包括对称和非对称液压负载的模拟方法的创新。
背景技术
在飞机液压系统研制中，往往需要对液压能源系统进行原理试验、C型件系统联试、S型件系统联试、全机地面模拟试验等试验研制，但是在全机地面模拟试验之前，液压能源系统是没有真实的液压负载的，因此急切需要研制液压负载模拟装置，来模拟液压能源系统的真实负载。根据文献《飞机液压系统流量压力负载模拟》介绍，表明已经出现了对称负载的设计和研制，但不能模拟非对称的液压负载，这有以下缺陷：
传统液压负载模拟装置模拟能力不全面。由于采用传统的液压负载模拟系统，只能模拟对称负载(可参见江辉军等撰写的发表在《航空学报》上的《飞机液压系统流量压力负载模拟》)，不能模拟非对称负载。非对称负载对系统的影响未能在全机地面试验之前考核全面，比如对自供增压油箱的增压回路、对系统回油路的冲击等都会有较大影响，给系统研制带来了更多的风险。
本发明所设计的液压负载模拟装置，可以全面模拟液压能源系统中的两大类典型液压负载(对称液压负载和非对称液压负载)，可以在型号研制初期，为液压能源系统联试提供全面液压负载模拟，大大缩短的型号研制周期，降低了研制成本和风险。
发明内容
本发明的目的是：提供一种液压负载模拟装置，实现对液压负载全面模拟，能够大大缩短液压能源系统研制和验证周期，降低研制成本和风险。
本发明的技术方案是：一种液压负载模拟装置，其特征在于，包括控制子系统，压力模拟子系统和体积模拟子系统，其中，控制子系统通过计算机或单片机实现，实现对液压负载模拟的综合控制；
压力模拟子系统的信号输送给控制子系统，通过节流实现负载压力的模拟，包括通断阀1、比例节流阀2、压力传感器3、单向阀4，通断阀1串接在比例节流阀2的前端，进口与高压油路连接，出口与比例节流阀2的B口连接，控制端接收控制子系统的通断指令信号；比例节流阀2的A口与单向阀4进口相连，控制端接收控制子系统的阀口开度指令信号；单向阀4的出口与回油路相连；压力传感器安装在高压油路上，即通断阀1的进口；
体积模拟子系统通过电磁阀控制一个不对称作动筒运动实现对负载体积流量的模拟，包括电磁阀5、作动筒6、流量传感器7、单向阀8，电磁阀5的P口连接高压油路，T口与流量传感器7进口相连，A口、B口分别与作动筒6的无杆腔、有杆腔相连，控制端接收来自控制子系统的控制信号；流量传感器7的出口与单向阀8的进口相连，输出信号输送给控制子系统；单向阀8的出口与回油路相连。
本发明的优点是：实现对液压负载全面模拟，能够大大缩短液压能源系统研制和验证周期，降低研制成本和风险。
附图说明
图1是本发明的结构原理框图。
图2是本发明一个实施例的原理图。
其中，通断阀1、比例节流阀2、压力传感器3、单向阀4、电磁阀5、作动筒6、流量传感器7、单向阀8。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。本发明是基于这样一个思想，依靠可控节流阀的开口大小，实现对负载压力的模拟；依靠控制不对称液压作动筒的运动，实现对液压油体积变化的模拟。
本发明的核心之一是压力模拟子系统，此子系统采用一个电控比例节流阀2，通过接收控制子系统的指令信号，调节开口大小，比例节流阀2的B口(高压油路)建立一定的液压压力，压力传感器3感应高压油路的压力，控制系统采集压力传感器3的压力，与所需控制的压力进行比较，误差经过解算，产生下一拍指令给比例节流阀，实现压力模拟的闭环控制。在液压负载模拟装置工作时，通断阀1是通油状态；液压能源系统工作而液压负载模拟装置不需工作时，通断阀1是截止状态；单向阀4的作用是防止回油反向流入压力模拟子系统。
若模拟的是对称负载，上一过程就能实现液压负载的模拟；若模拟的是非对称液压负载，本发明中的另一核心子系统——体积模拟子系统也需要同时工作。此子系统的思想是利用不对称作动筒运动一定位移吸收或放出所需的油液体积。假设需要模拟的不对称液压负载的体积增加/减少量为V，作动筒面积差为A，那么可以解算出作动筒需要运动的位移量为L＝V/S。若需要在时间模拟负载体积增加V，那么控制子系统控制电磁阀的P口与B口相通，T口与A口相通；反之，P口与A口相通，T口与B口相通；运动位移为L时控制电磁阀中立。单向阀8的作用是防止回油反向流入压力模拟子系统。
依靠压力模拟子系统和体积模拟子系统同时工作，可以实现非对称负载的模拟；依靠压力模拟子系统，可以实现对称负载的模拟。

Claims (1)

1.一种液压负载模拟装置，其特征在于，包括控制子系统，压力模拟子系统和体积模拟子系统，其中，控制子系统通过计算机或单片机实现，实现对液压负载模拟的综合控制；
压力模拟子系统的信号输送给控制子系统，通过节流实现负载压力的模拟，包括通断阀(1)、比例节流阀(2)、压力传感器(3)、单向阀(4)，通断阀(1)串接在比例节流阀(2)的前端，进口与高压油路连接，出口与比例节流阀(2)的B口连接，控制端接收控制子系统的通断指令信号；比例节流阀(2)的A口与单向阀(4)进口相连，控制端接收控制子系统的阀口开度指令信号；单向阀(4)的出口与回油路相连；压力传感器安装在高压油路上，即通断阀(1)的进口；
体积模拟子系统通过电磁阀控制一个不对称作动筒运动实现对负载体积流量的模拟，包括电磁阀(5)、作动筒(6)、流量传感器(7)、单向阀(8)，电磁阀(5)的P口连接高压油路，T口与流量传感器(7)进口相连，A口、B口分别与作动筒(6)的无杆腔、有杆腔相连，控制端接收来自控制子系统的控制信号；流量传感器(7)的出口与单向阀(8)的进口相连，输出信号输送给控制子系统；单向阀(8)的出口与回油路相连。
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