CN112922927A - 一种蓄压器压力传递灵敏度实验测试与分析系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种蓄压器压力传递灵敏度实验测试与分析系统，包括气源系统、液压能源系统和分析系统，所述气源系统与液压能源系统相连，所述气源系统、液压能源系统与分析系统相连，本发明属于蓄压器测试技术领域，具体是指一种蓄压器压力传递灵敏度实验测试与分析系统。

Description

一种蓄压器压力传递灵敏度实验测试与分析系统
技术领域
本发明属于蓄压器测试技术领域，具体是指一种蓄压器压力传递灵敏度实验测试与分析系统。
背景技术
蓄压器是飞机液压系统必不可少的重要附件之一，其主要功用包括储存能量、吸收脉动压力、吸收冲击压力、获得动态稳定性。其中用蓄压器储存能量的目的是在需要时瞬时放出。
从蓄压器的功能作用可以看出，蓄压器是保证液压系统及其负载动态特性的关键部件，不合理的蓄压器压力传递灵敏度可能造成液压系统或部件工作不稳定，甚至会造成早期磨损或故障，降低寿命；基于各种原因，长期以来蓄压器设计基本处于静态设计，既根据液压系统及其负载要求，选取蓄压器容腔和最大充气(一般为氮气)压力，试验室检测也只是进行液腔与气腔之间活塞内漏量的测试和运动磨合，磨合效果也无评价标准；动态性能要求的产品不进行动态设计、也不进行动态测试，显然不合理，国内长期存在的液压附件寿命短、故障率高、跑冒滴漏等现状就与蓄压器的动态性能与系统需求不匹配相关。
发明内容
为了解决上述难题，本发明提供了一种蓄压器压力传递灵敏度实验测试与分析系统。
为了实现上述功能，本发明采取的技术方案如下：一种蓄压器压力传递灵敏度实验测试与分析系统，包括气源系统、液压能源系统和分析系统，所述气源系统与液压能源系统相连，所述气源系统、液压能源系统与分析系统相连；所述气源系统包括氮气气瓶、手动开关、单向阀和蓄压器气腔，所述氮气气瓶和手动开关相连，所述手动开关和单向阀相连，所述单向阀和蓄压器气腔相连，所述蓄压器气腔与分析系统相连，氮气气瓶：用于储存高压氮气，用于给蓄压器气腔充填和添加氮气，其气压应满足蓄压器最大充气压力需求，气路开关：用于打开和关闭氮气气路，充填时打开，充好后关闭，单向阀：用于限制氮气气体流动方向，只能充填，反向抑制，蓄压器气腔：用于蓄压器储存能量(势能)，需要时瞬时释放能量；所述液压能源系统包括交流电机、液压变量泵、油箱、安全阀、油滤和散热器，所述交流电机与液压变量泵相连，所述液压变量泵与油箱相连，所述安全阀与油箱和液压变量泵相连，所述油滤与液压变量泵和安全阀相连，所述散热器与油滤相连，所述散热器与分析系统相连，交流电机：用于驱动液压变量泵，其输出扭矩、转速应满足实验所需液压功率要求，液压变量泵：将机械能转变为液压能，为实验提供液压能源，在电液压力伺服阀的作用下，实现蓄压器液压油的充填与释放，油箱：用于存储液压油，液压泵从这里吸油，所有回油到油箱，安全阀：用于防止因压力过高而损坏液压部件，当系统压力大于某一设定值时，瞬间打开以释放高压油，油滤：用于管路油液的过滤，滤掉规定的颗粒，以保护电液压力伺服阀正常工作和寿命延长，散热器：用于带走液压油热量，保证进入系统的液压油满足系统工作和试验要求。
进一步地，所述分析系统包括计算机控制测试与分析系统、电液压力伺服阀、蓄压器液腔、蓄压器活塞、压力传感器和温度传感器，所述蓄压器液腔与蓄压器气腔相连，所述蓄压器活塞设于蓄压器液腔与和蓄压器气腔之间，所述电液压力伺服阀与蓄压器液腔和散热器相连，所述压力传感器和温度传感器设于蓄压器液腔与蓄压器气腔内，所述蓄压器液腔、蓄压器气腔、电液压力伺服阀、压力传感器、温度传感器和计算机控制测试与分析系统相连；计算机控制测试与分析系统：产生各种(正弦，阶跃，白噪声)指令波，控制电液压力伺服阀输出相应的压力波，检测液腔、气腔压力，用于压力闭环控制和动态特性分析，检测液腔、气腔温度，用于蓄压器动力学模型的修正，分析蓄压器动力学模型逼真度以及在频域和时域分析蓄压器压力传递灵敏度(幅频特性)；电液压力伺服阀：接受计算机指令，输出相应压力的液压流量，实现对蓄压器的压力激励；蓄压器液腔：吸收和释放液压能，其容积的大小随气腔压力而变化；蓄压器活塞：用于蓄压器两腔之间的压力传递，其动态性能的好坏决定了蓄压器压力传递特性的实现；压力传感器：检测气腔和液腔压力并传给计算机，用于实现压力的显示及蓄压器压力传递特性的分析；温度传感器：检测气腔和液腔温度，用于温度显示和蓄压器动力学模型修正。
进一步地，所述压力传感器包括气腔压力传感器和液腔压力传感器，所述气腔压力传感器与蓄压器气腔相连，所述液腔压力传感器与蓄压器液腔相连；气腔压力传感器：检测气腔压力并传给计算机，用于实现压力的显示及蓄压器压力传递特性的分析；液腔压力传感器：检测气腔压力并传给计算机，用于实现压力的显示及蓄压器压力传递特性的分析，同时作为液腔压力控制的闭环信号。
进一步地，所述温度传感器包括气腔温度传感器和液腔温度传感器，所述气腔温度传感器与蓄压器气腔相连，所述液腔温度传感器与蓄压器液腔相连；气腔温度传感器：检测气腔温度，用于温度显示和蓄压器动力学模型修正，液腔温度传感器：检测液腔温度，用于温度显示和蓄压器动力学模型修正。
本发明采取上述结构取得有益效果如下：本发明提供的一种蓄压器压力传递灵敏度实验测试与分析系统操作简单，机构紧凑，设计合理，研究和优化蓄压器压力传递敏感度模型，将优化后的模型加入液压系统动态仿真模型中，实现液压系统的联合仿真与优化；研究蓄压器结构参数和密封形式对蓄压器压力传递敏感的影响，并进行参数优化设计以满足液压系统及其负载正常工作要求。
附图说明
图1为本发明一种蓄压器压力传递灵敏度实验测试与分析系统的原理图；
图2为本发明一种蓄压器压力传递灵敏度实验测试与分析系统的蓄压器模型与动态特性分析图。
其中，1、气源系统，2、液压能源系统，3、分析系统，4、氮气气瓶，5、手动开关，6、单向阀，7、蓄压器气腔，8、交流电机，9、液压变量泵，10、油箱，11、安全阀，12、油滤，13、散热器，14、计算机控制测试与分析系统，15、电液压力伺服阀，16、蓄压器液腔，17、蓄压器活塞，18、压力传感器，19、温度传感器，20、气腔压力传感器，21、液腔压力传感器，22、气腔温度传感器，23、液腔温度传感器。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。以下结合附图，对本发明做进一步详细说明。
如图1-2所述，本发明一种蓄压器压力传递灵敏度实验测试与分析系统，包括气源系统1、液压能源系统2和分析系统3，所述气源系统1与液压能源系统2相连，所述气源系统1、液压能源系统2与分析系统3相连；所述气源系统1包括氮气瓶4、手动开关5、单向阀6和蓄压器气腔7，所述氮气瓶4和手动开关5相连，所述手动开关5和单向阀6相连，所述单向阀6和蓄压器气腔7相连，所述蓄压器气腔7与分析系统3相连；所述液压能源系统2包括交流电机8、液压变量泵9、油箱10、安全阀11、油滤12和散热器13，所述交流电机8与液压变量泵9相连，所述液压变量泵9与邮箱相连，所述安全阀11与油箱10和液压变量泵9相连，所述油滤12与液压变量泵9和安全阀11相连，所述散热器13与油滤12相连，所述散热器13与分析系统3相连。
所述分析系统3包括计算机控制测试与分析系统14、电液压力伺服阀15、蓄压器液腔16、蓄压器活塞17、压力传感器18和温度传感器19，所述蓄压器液腔16与蓄压器气腔7相连，所述蓄压器活塞17设于蓄压器液腔16与和蓄压器气腔7之间，所述电液压力伺服阀15与蓄压器液腔16和散热器13相连，所述压力传感器18和温度传感器19设于蓄压器液腔16与蓄压器气腔7内，所述蓄压器液腔16、蓄压器气腔7、电液压力伺服阀15、压力传感器18、温度传感器19和计算机控制测试与分析系统14相连。
所述压力传感器18包括气腔压力传感器20和液腔压力传感器21，所述气腔压力传感器20与蓄压器气腔7相连，所述液腔压力传感器21与蓄压器液腔16相连。
所述温度传感器19包括气腔温度传感器22和液腔温度传感器23，所述气腔温度传感器22与蓄压器气腔7相连，所述液腔温度传感器23与蓄压器液腔16相连。
具体使用时，蓄压器充气，充气压力为蓄压器最大充气压力，计算机上电并处于等待状态；液压能源启动，压力调为蓄压器额定工作压力，计算机发送相应压力波形的控制指令，同时实时检测两腔的压力和温度值，启动计算机内的时域或频域分析程序，调用存储的测试数据，输出阶跃特定曲线或伯德图(相频特性，幅频特性)或两腔压力跟踪曲线或模型跟踪曲线。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种蓄压器压力传递灵敏度实验测试与分析系统，其特征在于：包括气源系统、液压能源系统和分析系统，所述气源系统与液压能源系统相连，所述气源系统、液压能源系统与分析系统相连；所述气源系统包括氮气气瓶、手动开关、单向阀和蓄压器气腔，所述氮气瓶和手动开关相连，所述手动开关和单向阀相连，所述单向阀和蓄压器气腔相连，所述蓄压器气腔与分析系统相连；所述液压能源系统包括交流电机、液压变量泵、油箱、安全阀、油滤和散热器，所述交流电机与液压变量泵相连，所述液压变量泵与油箱相连，所述安全阀与油箱和液压变量泵相连，所述油滤与液压变量泵和安全阀相连，所述散热器与油滤相连，所述散热器与分析系统相连。
2.根据权利要求1所述的一种蓄压器压力传递灵敏度实验测试与分析系统，其特征在于：所述分析系统包括计算机控制测试与分析系统、电液压力伺服阀、蓄压器液腔、蓄压器活塞、压力传感器和温度传感器，所述蓄压器液腔与蓄压器气腔相连，所述蓄压器活塞设于蓄压器液腔与和蓄压器气腔之间，所述电液压力伺服阀与蓄压器液腔和散热器相连，所述压力传感器和温度传感器设于蓄压器液腔与蓄压器气腔内，所述蓄压器液腔、蓄压器气腔、电液压力伺服阀、压力传感器、温度传感器和计算机控制测试与分析系统相连。
3.根据权利要求2所述的一种蓄压器压力传递灵敏度实验测试与分析系统，其特征在于：所述压力传感器包括气腔压力传感器和液腔压力传感器，所述气腔压力传感器与蓄压器气腔相连，所述液腔压力传感器与蓄压器液腔相连。
4.根据权利要求3所述的一种蓄压器压力传递灵敏度实验测试与分析系统，其特征在于：所述温度传感器包括气腔温度传感器和液腔温度传感器，所述气腔温度传感器与蓄压器气腔相连，所述液腔温度传感器与蓄压器液腔相连。
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