筒式液力减振器性能检测装置控制系统的研究

　　筒式液力减振器被广泛地应用在汽车和其它许多需要减振的场合,其主要工作部件是油缸活塞,油缸活塞的结构和性能决定减振器的性能和寿命。当被减振物体在悬架上震动时,带动减振器主要工作部件活塞在减振器工作油缸内做上下往复运动,随着活塞运动,减振器内粘滞油液从一侧内腔经活塞上的阻尼孔流入另一侧内腔,通过阻尼孔和粘滞油液的阻尼作用达到减振的目的。

　　1　试验台控制系统设计

　　减振器性能检测系统由试验台架、液压系统、恒温系统以及上下位机控制检测系统组成,如图1所示。通过由PLC组成的下位机检测并控制在恒温工况下油液流过减振器活塞的流量和压力,由上位机(PC机)控制下位机(PLC)和分析处理检测结果。其主要的工作原理是:上位机设定系统参数和试验参数,并将设定的参数通过串行口送到PLC, PLC根据输入命令完成相应试验项目;系统的压力、流量信号通过压力传感器及流量计转换为电信号,经信号调理后送到PLC的A/D转换模块转化为数字量; PLC一方面将采样结果送到上位机进行图形显示、数据保存和结果打印,另一方面将PID结果经D/A转换和比例放大器放大后,控制比例溢流阀或比例调速阀,实现对流量和压力的控制。

　　图2所示为液压系统原理图,叶片泵8为系统油源,系统压力由比例溢流阀4控制,系统流量由比例调速阀5调定,二位四通换向阀6使系统实现了低压启动和紧急卸载,并能在不停泵状态下更换被测试件。恒温系统包括制冷控制和加热控制两部分,利用三只2kW的加热器加热,制冷系统则由空调室外机KF-61W/CIS (压缩机和冷凝器)、蒸发器和膨胀阀组成。

　　系统开机以后, PLC首先进行初始化,上位机将控制命令通过串行口送到PLC模块内。启动工作命令后,系统首先进行油温测量,如油温高于系统设定值,则通过冷却系统电机接触器启动空调室外机制冷,如油温低于系统设定值,则通过油温加热系统接触器启动加热器对油箱内的液压油进行加热,使温度始终控制在20±2℃范围内,保证试验台的性能及检测精度。

　　温度满足设定要求后,系统通过换向阀选择两种工作模式:设定压力测试流量或设定流量测试压力。当设定压力测试流量时,比例调速阀开至最大,通过控制比例溢流阀来设定压力,此时溢流阀还起到安全阀的作用;当设定流量测试压力时,比例溢流阀关闭,通过控制比例调速阀来设定流量,系统流量和压力分别通过流量计及两个压力传感器检测,并被送到PLC及上位机进行相应处理。

　　温度、压力、流量均采用增量式PID控制,压力的控制精度为0. 5%,流量的控制精度为0. 3%,PID参数由上位机设定。