电液控制阀试验系统的研制

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当前，电液控制阀广泛应用于船舶系统中。液压控制系统的性能直接受到阀的影响。研究比例阀的动、静态特性对提高液压控制系统品质意义重大。

CAT技术、VI技术使系统稳定可靠、测试效率高、使用方便，实现了液压测试技术的自动化。

1 电液控制阀简介电液控制阀的基本结构如图1所示。与传统比例方向阀不同，先导阀由阀芯、动内套和阀套组成。输入信号控制先导阀阀芯运动，改变主阀环形控制容腔压力，从而带动主阀芯。主阀阀芯通过反馈杠杆反馈给先导阀动阀套，继而关闭先导阀阀口，主阀芯稳定在-定的位置。

2 3 4 51.先导阀阎套 2.先导 阀动 内套 3.先导阀阀芯4.杠杆调节螺母 5.阀芯调节螺母 6.主阀阀芯 7.主阀阀套图1 电液控制阀结构原理图与传统的位移。电反馈比例方向阀相比，电液控制阀为机械反馈，同时主阀为负开口，具有很高的可靠性。主阀芯位移不受比例电磁铁行程的限制，控制分辨率较高。

2 系统组成及测试项目2.1 系统组成比例方向阀试验系统分为液压系统和电气测控系统两大功能拈，包括电源柜、液压泵站、试验操作台和试验监控台四大硬件设备组成。总体方案图如图2所示 。

2.2 测试 项 目测试项目可以分为静态试验项 目和动态试验项目。静态特性试验项 目包括：(1)耐压试验；(2)恒定阀压降下，输出流量.输入信号特性试验；(3)节流调节特性试验；(4)输出流量-负载压差特性试验；(5)输出流量-阀压降特性试验；(6)压力增益-输入信号特性试验；(7)压力零漂试验。

动态特性试验项目包括：(1)控制信号阶跃响应测试；(2)频率响应测试。

3 液压原理设计3.1 系统原理图比例方向试验系统原理图如图3所示。试验台有收稿 日期 ：2012-10-12作者简介 ：李斌(1988-)，男，湖北汉川人，硕士研究生 ，主要从事液压元件及测试系统开发方面的研究工作。

2013年第3期 液压与气动 39模拟量控制图2 测试系统组成1.主油路电机泵组 2.高压泵电机泵组 3.过滤器 4.单向阀5.调压阀 6.温度传感器 7.压力传感器 8.截止阀 9.蓄能器10.流量计 11.加载阀组 12.动态缸 13.位移传感器14.速度传感器图 3 比例阀测试系统液压原理图两个工位，Q1用于静态试验，Q2用于动态试验。若被测阀阀芯上带有位移传感器，则工位 Ql可以同时完成静态和动态试验。

1)电机泵组主油路泵选用 Rexroth恒压变量泵 ，实际消耗的功率较小，无溢流发热损失。高压泵选用 Rexroth斜轴式柱塞泵，噪声低，主要用于耐压试验。

2)加载阀组加载阀组采用四个单向阀和-个比例方向阀，四个单向阀组成液压桥路，消除加载阀阀口不对称对实验结果的影响，通过调节比例方向阀阀口开度大续行加载。

3)模拟量测量每个压力、温度、流量、速度、位移测点都配有对应传感器。动态缸上配有位移传感器 13，通过 PID校正控制阀输入信号，防止撞缸。

3.2 冷却系统考虑到本试验台液压源功率及流量都较大，而且系统流量不稳定的特点，同时液压系统、冷却器及油箱温度场本质上是-个大时滞、非线性、时变系统，温度场热交换具有复杂性和随机性，因此本试验平台的油温控制系统采用油箱油液主动循环冷却的方式。冷却系统原理图如上图4所示。

1.齿轮泵电机泵组 2.离心泵电机泵组 3.过滤器4.调压阀 5.压力表 6.截止阀 7.热交换器图4 冷却系统原理图液压与气动 2013年第3期/1 A/D - - 善 输 入D/APC由机 口 、 t-. 以太网拈PLC 液 //1 /1 开关量输入输出DI/DO 压测 J-.q 系 控U 闭环控制 统 软S //1控制指令件 B 信号反馈 模拟量獭出1由 //1 控制指令 扫频信号口 数据传输 动态测试仪 信号分析图 5 测控系统整体框架示意图系统液压原理图 3中，温度传感器 6对油温进行监控，同时通过 PLC控制齿轮泵电机泵组和离心泵电机泵组的启停 ，来达到主动循环冷却的目的。

4 电气监控系统设计测控系统采用上、下位机的检测与控制方案。

PLC主要对试验平台中模拟量、数字量进行控制，同时检测流量计的脉冲信号。需要进行闭环控制的比例节流加载阀必须由处理速度较快的PLC负责控制。

动态测试仪则主要用于位移、速度信号的采集，其本身自带的信号源发生正弦扫频信号，由动态测试仪自带的 DSP处理拈对数据进行实时分析，与 PC机实时共享采集信号与分析处理数据。

测试系统主要流程：流量压力温度液位等传感器所测得的信号传送至 PLC和动态测试仪；PLC和动态测试仪把模拟信号转换为数字量并传送至Pc机；PC机对所得进行处理，得到被测阀的各项性能曲线和指标，并在测控软件中显示。

通过 LabVIEW实现上位机、动态测试仪与 PLC的数据通信。测试系统软件界面如图6所示。

誉- ；茹要 i篡 渤嘲黑薯； 0 f； ： ～； l 誊 1 i· ： - ： 鬻 ～ 1lI- 薯 ～图6 测控系统软件界面信号 自动加载有 PLC控制。通过测量值和设定值进行比较，调节加载阀的输入信号，实现自动加载。

PLC选用某公司S7-224CN，编程软件采用 STEP-7。加载阀自动控制的梯形图如图7所示。

l设霍值：VD432 町百1 . H >R----- EN EN0-≥f1 0。加载信号VD jlN!OUT t加载信号I设摩值：VD43 丌 。

1 加载信号：VD3D8 j!ouT加载信号 I 1Z -。I设定值：VD432 辐 。

- - - - - EN E 。- uU力口载信号：VD30。88- 加载信号：加 1 1 l图7 自动加载程序梯形图5 试验系统布置电源柜、液压泵站、试验操作台和试验监控台四大硬件设备组成如图8所示。四个拈可分别吊装，结构简凑，便于运输。

I ～、 《I： 、a)泵站 b) 电源柜圈 豳 c)监控台 d)操作台图8 比例阀测试系统布置图6 结论比例方向阀测试系统，建立-套计算机数据采集和数字控制系统。由计算机对试验参数行数据采集、量化和处理并输出测试结果。在试验过程中，计算机2013年第 3期 液压与气动 41- 种制动释放阀的设计开发李永安Design and Development of a Brake Release ValveLI Yong-an(中煤科工集团 太原研究院，山西 太原 030006)摘 要：基于某车辆液压制动系统的需要，设计了-种制动释放阀，可以防止司机误操作带来的安全隐患，同时有效避免传动件(减速器或液压马达等)在制动没有完全解除状态下工作所带来的不良后果，保证车辆驻车/紧急制动正斥除与施加。根据工况设计了其液压原理图和整体结构，对主阀芯的主要参数等进行计算分析。

关键词：换向阀；液压保持；液压制动系统；制动释放中图分类号：TH137 文献标志码：B 文章编号：10004858(2013)03-0041-02引言目前手动换向液压阀的定位方式主要有卡槽定位和摩擦定位两种方式。由于卡槽定位和摩擦定位换向阀具有保持功能，但不能 自动复位。基于某车辆液压制动系统的需要，设计了-种手动换向液压保持的换向阀，可以防止司机误操作带来的安全隐患，也有效避免传动件(减速器或液压马达等)在制动没有完全解除状态下工作所带来的不良后果，保证车辆驻车/紧急制动正斥除与施加。

1 功能与原理1.1 功能简述如图 1所示，压力油经紧急制动阀到制动释放阀P口，按下按钮时(不松开)，该阀P口和 A口接通，当阀 A口压力上升到-定值(和制动器制动释放压力有关)时，液压力与弹簧力等平衡 ，使阀芯-直保持于此工作位置(此时可以松开按钮)，压力油液从该阀 A口进入制动器，制动被解除，司机操作油门踏板 ，车辆行驶。当停机以后，P口压力消失或低于制动器制动解除压力值时，在弹簧力作用下，阀芯复位，制动器抱死。

这样，司机每次启动油泵后，必须按下制动解除阀按钮，且系统压力达到制动器制动解除压力值时，车辆紧1.紧急制动阀 2.制动释放阀 3.压力传感器4.压力表 5.制动器 6.解制动手泵 7.泄油块图 1 某车辆液压制动系统局部原理图收稿 日期 ：2012-10-08作者简介 ：李永安(1984-)，男，陕西杨凌人，助理工程师 ，工学硕士，主要从事煤矿机械研发与设计工作。

还能测试过程进行控制。具有全面的测试功能，同时保证 A级测量精度。此外，试验系统应该具备压力过载报警、电压或电流过载报警等安全保护功能。计算机辅助综合测控(CAT)技术、虚拟仪器(VI)技术的应用，使得操作方便、测试 自动化程度高也应该在该综合试验系统中得到充分的体现。