自動(dòng)連續(xù)液壓增壓器研究與設(shè)計(jì)

1、2010年第5期液壓與氣動(dòng)75自動(dòng)連續(xù)液壓增壓器研究與設(shè)計(jì)鄭 澈,丁代存,單紹福,陳 勇StudyanddesignofautomaticcontinuoushydraulicboosterZHENGChe,DINGDai cun,SHANShao fu,CHENYong(山東交通學(xué)院工程機(jī)械系,山東濟(jì)南 250023)摘 要:一種可以連續(xù)增壓的液壓增壓器,這種增壓器利用主換向閥控制增壓缸的運(yùn)動(dòng),同時(shí)使增壓缸輸出增壓后的油液,增壓缸的運(yùn)動(dòng)又控制行程控制換向閥的換向,并通過油源壓力偏置主換向閥閥芯小端油腔,行程控制換向閥控制主換向閥大端油腔壓力的方式控制主換向閥的換向,形成了控制上的封閉循環(huán),從

2、而實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)連續(xù)增壓的功能。關(guān)鍵詞:增壓器;壓力偏置;差動(dòng);連續(xù)增壓中圖分類號(hào):TH137 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):1000 4858(2010)05 0075 031 問題的提出通過液壓增壓器可以使低壓液壓源獲得高壓甚至超高壓的壓力,采用增壓器的液壓系統(tǒng)由于油源壓力較低并且大部分液壓元件處在低壓的作用下,因此只有液壓系統(tǒng)的局部區(qū)域有承受高壓的特殊要求,這對(duì)于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造和安裝是非常有利的,同時(shí)也大大的降低了系統(tǒng)的造價(jià)。然而傳統(tǒng)的液壓增壓器大多為單作用液壓增壓器,它的液壓油源的利用率較低,流量脈動(dòng)量大,而且體積較大,應(yīng)用受到了限制。傳統(tǒng)雙作用連續(xù)液壓增壓器通常由多個(gè)液壓元件經(jīng)管道連接而成

3、,通過兩位四通電磁換向閥控制增壓缸的往復(fù)運(yùn)動(dòng),體積大而且比較復(fù)雜,因此應(yīng)用不普遍?，F(xiàn)在市場(chǎng)上應(yīng)用較多的自動(dòng)單作用液壓增壓器為國外產(chǎn)品,它的特點(diǎn)是體積小、重量輕,利用增壓器的行程自動(dòng)控制增壓器的往復(fù)運(yùn)動(dòng),但是由于增壓缸只能單程增壓,回程為非工作狀態(tài),液壓源的功率依然不能得到充分的利用。為了更有效的利用能源和使增壓器具有更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,本人研究設(shè)計(jì)了一種體積小、重量輕的自動(dòng)連續(xù)液壓增壓器。2 雙向增壓的原理2.1 增壓器的組成圖1所示為自動(dòng)雙作用連續(xù)液壓增壓器的工作原理圖。這種自動(dòng)增壓器由雙作用增壓缸4、主換向閥1、換向閥3、串接用單向閥5、6和排油單向閥2、7,經(jīng)集成而成。1.主換向閥 2、5

4、、6、7.單向閥 3.行程控制換向閥 4.增壓缸圖1 自動(dòng)連續(xù)液壓增壓其工作原理圖2.2 雙向增壓原理主換向閥(兩位四通換向閥)控制雙作用增壓缸的往復(fù)運(yùn)動(dòng),當(dāng)主換向閥右位接入系統(tǒng)時(shí),油源來油經(jīng)主換向閥進(jìn)入增壓缸左側(cè)大腔,并通過單向閥5流入增壓缸左側(cè)小腔,產(chǎn)生向右的推力,其有效作用面積為增壓缸左側(cè)大腔截面積,此力驅(qū)動(dòng)增壓活塞右移。當(dāng)增壓缸右移時(shí),增壓缸右側(cè)大腔通過主換向閥與油箱連通使其處于泄荷狀態(tài)并使該腔由于容腔收縮排出的液體流回油箱,當(dāng)增壓缸處于穩(wěn)態(tài)時(shí),不計(jì)摩擦力增壓缸右側(cè)小腔壓力對(duì)增壓活塞所產(chǎn)生的推力與左側(cè)推力平衡,其平衡方程為pBA1=pA2收稿日期:2009 11 20作者簡介:鄭澈(1

5、957 ),男,山東濟(jì)南人,教授,主要從事液壓傳動(dòng)與控制方面的教學(xué)與科研工作。76式中 pB 增壓器進(jìn)口壓力(油源壓力)p 增壓器出口壓力A1 增壓缸大腔截面積A2 增壓缸小腔截面積增壓器的增壓比為:A1=pBA2液壓與氣動(dòng)2010年第5期另外,增壓器采用三片分離式結(jié)構(gòu),三片之間無定位裝置,而主換向閥閥芯,將跨越三片之間,為了保證主換向閥芯的正常運(yùn)動(dòng),左右閥片的對(duì)應(yīng)孔徑大于中間閥片對(duì)應(yīng)孔徑。4 自動(dòng)連續(xù)液壓增壓原理4.1 行程控制換向法的作用如圖1所示,行程控制換向閥的換向由增壓缸活塞的運(yùn)動(dòng)行程操縱,行程控制換向閥為二位三通閥(圖3),其作用是通過控制油口間的通斷關(guān)系,控制主換向閥D腔的壓力,

6、從而控制主換向閥的工作位置,進(jìn)而控制增壓缸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)主換向閥的左位接入系統(tǒng)增壓活塞左移,其原理與前述相同不再贅述。3 主換向閥自動(dòng)換向原理及結(jié)構(gòu)3.1 主換向閥自動(dòng)換向原理圖2為主換向閥的結(jié)構(gòu)示意圖和符號(hào)圖。如圖2所示,增壓器的進(jìn)油口與主換向閥進(jìn)油口、行程控制換向閥進(jìn)油口直接相通,主換向閥的為液壓動(dòng)力換向,利用主閥芯兩端有效作用面積的地不等、油源壓力偏置小腔和控制大腔壓力或?yàn)榱愫突驗(yàn)橛驮磯毫Φ姆绞娇刂浦鲹Q向閥閥芯的往復(fù)運(yùn)動(dòng),變換主換向閥的工作位置。3.2 主換向閥自動(dòng)換向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及原理如圖2a所示在主換向閥的閥芯左端開設(shè)盲孔內(nèi)裝控制柱塞形成了C腔,在主閥芯對(duì)應(yīng)C腔位置開徑向孔并與增壓器進(jìn)油

7、口相通,使C腔始終為油源壓力,同時(shí)開設(shè)流道使主換向閥芯和控制柱塞的左側(cè)通油箱,從而實(shí)現(xiàn)了油源壓力對(duì)小腔的偏置。主換向閥芯的右側(cè)與行程控制換向閥的工作油口相通,當(dāng)行程控制換向閥的工作油口與其進(jìn)油口相通時(shí),增壓器進(jìn)油口與主換向閥D腔相通,如圖2a所示此時(shí)主換向閥芯將處在最左端,其油口的通斷關(guān)系為P B,A T;當(dāng)行程控制換向閥的工作油口與其回油口相通時(shí),D腔與油箱相通壓力為零,主換向閥閥芯在C腔偏置壓力的作用下右移至最右端,其油口的通斷關(guān)系為P A,B T,如前所述主換向閥油口通斷關(guān)系的變化將控制增壓缸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。圖3 行程控制換向閥結(jié)構(gòu)示意及符號(hào)圖4.2 自動(dòng)連續(xù)液壓增壓原理如圖3所示,行程控制

8、換向閥的進(jìn)油口P!和工作用口A!相通,回油口T!被封堵,油源來油經(jīng)行程控制換向閥與主換向閥D腔相通,主換向閥閥芯兩端壓力相等(即D腔和C腔壓力相等)但由于D腔有效作用面積大于C腔有效作用面積,于是主換向閥閥芯將處于最左端位置,油路通斷關(guān)系為P B,A T,如圖1所示這時(shí)增壓缸活塞左移,增壓后的液體將單向閥5和單向閥7關(guān)閉,同時(shí)經(jīng)單向閥2進(jìn)入系統(tǒng)。當(dāng)增壓活塞左移至觸及行程控制換向閥頂桿后行程控制換向閥換向,右位接入系統(tǒng),其工作油口A!與回油口T!相通,進(jìn)油口P!被封堵,主換向閥D腔液體經(jīng)行程控制換向閥與油箱相通,D腔壓力為零,主換向閥閥芯在其C腔油源偏置壓力的作用之下左移,其右位接入系統(tǒng),右位的

9、通斷關(guān)系為P A,B T,由圖1可知,此時(shí)增壓活塞右移,增壓后的液體關(guān)閉單向閥2和單向閥6,同時(shí)經(jīng)單向閥7進(jìn)入液壓系統(tǒng),增壓活塞右移一定距離后通過鏈(圖3所示)拉動(dòng)行程控制換向閥右移換向,其左位接入系統(tǒng),油源液體再次進(jìn)入主換向閥D腔,并由于差動(dòng)作用再次使主換向閥的左位接入系統(tǒng),增壓活塞再次左移,由此下去只要連續(xù)的通入有壓油液,增壓器將自動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng),連續(xù)輸出增壓后的圖2 主換向閥結(jié)構(gòu)示意及符號(hào)圖2010年第5期液壓與氣動(dòng)77基于模糊故障樹的民航運(yùn)輸機(jī)著陸防滯剎車系統(tǒng)故障診斷研究豐世林Faultdiagnosisofaero transportlandinggearantiskidBrakesys

10、tembasedonfuzzyfaulttreeFENGShi lin(中國民航飛行學(xué)院航空工程學(xué)院,四川廣漢 618307)摘 要:起落架著陸防滯剎車系統(tǒng)是民航運(yùn)輸機(jī)的重要子系統(tǒng)之一,其可靠性的高低直接關(guān)系到民航運(yùn)輸機(jī)起降的安全。本文將模糊數(shù)學(xué)和故障樹分析方法相結(jié)合,首先建立民航運(yùn)輸機(jī)著陸防滯剎車系統(tǒng)故障樹,然后采用模糊數(shù)學(xué)的方法計(jì)算出頂事件故障概率。結(jié)果表明,該方法可以較好的解決故障樹分析中部分事件故障判據(jù)及數(shù)據(jù)的模糊性問題,為該系統(tǒng)的使用維修和保養(yǎng)提供依據(jù)。關(guān)鍵詞:著陸防滯;剎車系統(tǒng);模糊故障樹中圖分類號(hào):TH165+.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):1000 4858(2010)05 0

11、077 041 引言模糊故障樹分析就是在傳統(tǒng)故障樹分析法的基礎(chǔ)上,運(yùn)用故障樹的定義、構(gòu)造和分析的方法,考慮到某些模糊事件和某些事件信息表達(dá)的模糊性,采用模糊概率,運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)的方法和知識(shí)進(jìn)行頂事件發(fā)生的特征量和底事件的重要度的計(jì)算。進(jìn)行故障診斷時(shí),診斷的過程按故障樹分析法進(jìn)行,診斷的運(yùn)算采用模糊數(shù)學(xué)方法來實(shí)現(xiàn)。故障樹的模糊分析可減少獲取事件發(fā)生概率精確值的難度,同時(shí)能結(jié)合工程中的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和判定構(gòu)造模糊數(shù)的隸屬函數(shù),較準(zhǔn)確的把它們描述出來。2 模糊故障樹相關(guān)知識(shí)2.1 模糊數(shù)與隸屬函數(shù)模糊數(shù)定義:模糊數(shù)A為實(shí)數(shù)域R上的正規(guī)凸模糊集,若其隸屬函數(shù)滿足1a#x#b=LR液體。5 結(jié)束語由上述可知,這

12、種增壓器利用主換向閥控制增壓缸的運(yùn)動(dòng)(同時(shí)輸出增壓后的油液),增壓缸的運(yùn)動(dòng)控制行程控制換向閥的換向,行程控制換向閥的換向又控制著主換向閥的換向(利用油源壓力偏置小腔和采x<ax>b式中:L為增函數(shù),右連續(xù),0#L#1,x limL=0-R為減函數(shù),左連續(xù),0#R#1,x limL=0+則稱模糊數(shù)A為L-R型模糊數(shù),L、Rx稱為模糊數(shù)的左、右參照函數(shù)。工程中,模糊數(shù)隸屬度為1的數(shù)通常只有一點(diǎn),因此模糊數(shù)A可表示為:A=,m,其中,m是模糊數(shù)A的均值,對(duì)應(yīng)隸屬度為1的數(shù), 、 分別為左右分布;當(dāng) 、 為零時(shí),A不是模糊數(shù)。分布 、 越大,A越模糊。隸屬度(x)是0到1之間的一個(gè)數(shù),它表示元