自动连续液压增压器研究与设计

1、2010年第5期液压与气动75自动连续液压增压器研究与设计郑 澈,丁代存,单绍福,陈 勇StudyanddesignofautomaticcontinuoushydraulicboosterZHENGChe,DINGDai cun,SHANShao fu,CHENYong(山东交通学院工程机械系,山东济南 250023)摘 要:一种可以连续增压的液压增压器,这种增压器利用主换向阀控制增压缸的运动,同时使增压缸输出增压后的油液,增压缸的运动又控制行程控制换向阀的换向,并通过油源压力偏置主换向阀阀芯小端油腔,行程控制换向阀控制主换向阀大端油腔压力的方式控制主换向阀的换向,形成了控制上的封闭循环,从

2、而实现了自动连续增压的功能。关键词:增压器;压力偏置;差动;连续增压中图分类号:TH137 文献标识码:B 文章编号:1000 4858(2010)05 0075 031 问题的提出通过液压增压器可以使低压液压源获得高压甚至超高压的压力,采用增压器的液压系统由于油源压力较低并且大部分液压元件处在低压的作用下,因此只有液压系统的局部区域有承受高压的特殊要求,这对于系统的设计、制造和安装是非常有利的,同时也大大的降低了系统的造价。然而传统的液压增压器大多为单作用液压增压器,它的液压油源的利用率较低,流量脉动量大,而且体积较大,应用受到了限制。传统双作用连续液压增压器通常由多个液压元件经管道连接而成

3、,通过两位四通电磁换向阀控制增压缸的往复运动,体积大而且比较复杂,因此应用不普遍。现在市场上应用较多的自动单作用液压增压器为国外产品,它的特点是体积小、重量轻,利用增压器的行程自动控制增压器的往复运动,但是由于增压缸只能单程增压,回程为非工作状态,液压源的功率依然不能得到充分的利用。为了更有效的利用能源和使增压器具有更广泛的应用领域,本人研究设计了一种体积小、重量轻的自动连续液压增压器。2 双向增压的原理2.1 增压器的组成图1所示为自动双作用连续液压增压器的工作原理图。这种自动增压器由双作用增压缸4、主换向阀1、换向阀3、串接用单向阀5、6和排油单向阀2、7,经集成而成。1.主换向阀 2、5

4、、6、7.单向阀 3.行程控制换向阀 4.增压缸图1 自动连续液压增压其工作原理图2.2 双向增压原理主换向阀(两位四通换向阀)控制双作用增压缸的往复运动,当主换向阀右位接入系统时,油源来油经主换向阀进入增压缸左侧大腔,并通过单向阀5流入增压缸左侧小腔,产生向右的推力,其有效作用面积为增压缸左侧大腔截面积,此力驱动增压活塞右移。当增压缸右移时,增压缸右侧大腔通过主换向阀与油箱连通使其处于泄荷状态并使该腔由于容腔收缩排出的液体流回油箱,当增压缸处于稳态时,不计摩擦力增压缸右侧小腔压力对增压活塞所产生的推力与左侧推力平衡,其平衡方程为pBA1=pA2收稿日期:2009 11 20作者简介:郑澈(1

5、957 ),男,山东济南人,教授,主要从事液压传动与控制方面的教学与科研工作。76式中 pB 增压器进口压力(油源压力)p 增压器出口压力A1 增压缸大腔截面积A2 增压缸小腔截面积增压器的增压比为:A1=pBA2液压与气动2010年第5期另外,增压器采用三片分离式结构,三片之间无定位装置,而主换向阀阀芯,将跨越三片之间,为了保证主换向阀芯的正常运动,左右阀片的对应孔径大于中间阀片对应孔径。4 自动连续液压增压原理4.1 行程控制换向法的作用如图1所示,行程控制换向阀的换向由增压缸活塞的运动行程操纵,行程控制换向阀为二位三通阀(图3),其作用是通过控制油口间的通断关系,控制主换向阀D腔的压力,

6、从而控制主换向阀的工作位置,进而控制增压缸的往复运动。当主换向阀的左位接入系统增压活塞左移,其原理与前述相同不再赘述。3 主换向阀自动换向原理及结构3.1 主换向阀自动换向原理图2为主换向阀的结构示意图和符号图。如图2所示,增压器的进油口与主换向阀进油口、行程控制换向阀进油口直接相通,主换向阀的为液压动力换向,利用主阀芯两端有效作用面积的地不等、油源压力偏置小腔和控制大腔压力或为零和或为油源压力的方式控制主换向阀阀芯的往复运动,变换主换向阀的工作位置。3.2 主换向阀自动换向结构设计及原理如图2a所示在主换向阀的阀芯左端开设盲孔内装控制柱塞形成了C腔,在主阀芯对应C腔位置开径向孔并与增压器进油

7、口相通,使C腔始终为油源压力,同时开设流道使主换向阀芯和控制柱塞的左侧通油箱,从而实现了油源压力对小腔的偏置。主换向阀芯的右侧与行程控制换向阀的工作油口相通,当行程控制换向阀的工作油口与其进油口相通时,增压器进油口与主换向阀D腔相通,如图2a所示此时主换向阀芯将处在最左端,其油口的通断关系为P B,A T;当行程控制换向阀的工作油口与其回油口相通时,D腔与油箱相通压力为零,主换向阀阀芯在C腔偏置压力的作用下右移至最右端,其油口的通断关系为P A,B T,如前所述主换向阀油口通断关系的变化将控制增压缸的往复运动。图3 行程控制换向阀结构示意及符号图4.2 自动连续液压增压原理如图3所示,行程控制

8、换向阀的进油口P!和工作用口A!相通,回油口T!被封堵,油源来油经行程控制换向阀与主换向阀D腔相通,主换向阀阀芯两端压力相等(即D腔和C腔压力相等)但由于D腔有效作用面积大于C腔有效作用面积,于是主换向阀阀芯将处于最左端位置,油路通断关系为P B,A T,如图1所示这时增压缸活塞左移,增压后的液体将单向阀5和单向阀7关闭,同时经单向阀2进入系统。当增压活塞左移至触及行程控制换向阀顶杆后行程控制换向阀换向,右位接入系统,其工作油口A!与回油口T!相通,进油口P!被封堵,主换向阀D腔液体经行程控制换向阀与油箱相通,D腔压力为零,主换向阀阀芯在其C腔油源偏置压力的作用之下左移,其右位接入系统,右位的

9、通断关系为P A,B T,由图1可知,此时增压活塞右移,增压后的液体关闭单向阀2和单向阀6,同时经单向阀7进入液压系统,增压活塞右移一定距离后通过链(图3所示)拉动行程控制换向阀右移换向,其左位接入系统,油源液体再次进入主换向阀D腔,并由于差动作用再次使主换向阀的左位接入系统,增压活塞再次左移,由此下去只要连续的通入有压油液,增压器将自动往复运动,连续输出增压后的图2 主换向阀结构示意及符号图2010年第5期液压与气动77基于模糊故障树的民航运输机着陆防滞刹车系统故障诊断研究丰世林Faultdiagnosisofaero transportlandinggearantiskidBrakesys

10、tembasedonfuzzyfaulttreeFENGShi lin(中国民航飞行学院航空工程学院,四川广汉 618307)摘 要:起落架着陆防滞刹车系统是民航运输机的重要子系统之一,其可靠性的高低直接关系到民航运输机起降的安全。本文将模糊数学和故障树分析方法相结合,首先建立民航运输机着陆防滞刹车系统故障树,然后采用模糊数学的方法计算出顶事件故障概率。结果表明,该方法可以较好的解决故障树分析中部分事件故障判据及数据的模糊性问题,为该系统的使用维修和保养提供依据。关键词:着陆防滞;刹车系统;模糊故障树中图分类号:TH165+.3 文献标识码:B 文章编号:1000 4858(2010)05 0

11、077 041 引言模糊故障树分析就是在传统故障树分析法的基础上,运用故障树的定义、构造和分析的方法,考虑到某些模糊事件和某些事件信息表达的模糊性,采用模糊概率,运用模糊数学的方法和知识进行顶事件发生的特征量和底事件的重要度的计算。进行故障诊断时,诊断的过程按故障树分析法进行,诊断的运算采用模糊数学方法来实现。故障树的模糊分析可减少获取事件发生概率精确值的难度,同时能结合工程中的实际经验和判定构造模糊数的隶属函数,较准确的把它们描述出来。2 模糊故障树相关知识2.1 模糊数与隶属函数模糊数定义:模糊数A为实数域R上的正规凸模糊集,若其隶属函数满足1a#x#b=LR液体。5 结束语由上述可知,这

12、种增压器利用主换向阀控制增压缸的运动(同时输出增压后的油液),增压缸的运动控制行程控制换向阀的换向,行程控制换向阀的换向又控制着主换向阀的换向(利用油源压力偏置小腔和采x<ax>b式中:L为增函数,右连续,0#L#1,x limL=0-R为减函数,左连续,0#R#1,x limL=0+则称模糊数A为L-R型模糊数,L、Rx称为模糊数的左、右参照函数。工程中,模糊数隶属度为1的数通常只有一点,因此模糊数A可表示为:A=,m,其中,m是模糊数A的均值,对应隶属度为1的数, 、 分别为左右分布;当 、 为零时,A不是模糊数。分布 、 越大,A越模糊。隶属度(x)是0到1之间的一个数,它表示元