减震油弹性模量及疲劳特性试验台设计与实现

　　由于液压油的弹性模量以及疲劳特性参数的变化直接与液压动作、传递效率和传递精度有关，因此对系统的平稳工作有着重要影响［1］。在液压油的疲劳特性参数中，粘度是主要指标之一，它和温度又有直接联系，粘度过小时，润滑表面容易产生磨损，从而使液压元件的内漏和外漏增加，泵容积效率降低，油温上升。而粘度过大时，泵吸油困难，流动过程能量损失增加，系统的发热增加，油温也升高。在专用车悬挂装置中，对弹性模量及疲劳特性参数的研究可以使减震油的最优选择有理论和试验数据的支持［2］。国内外对弹性模量的测量有较多研究，也有在线测量装置的研究与设计［3 －4］，但对于采用小型化的试验装置较为精确地测量弹性模量方面的研究较少。本文设计了一种小型化的试验台，通过合理设计液压系统及控制系统，实现同一系统中分时测量弹性模量和疲劳特性参数。

　　1 测试方法与原理

　　液体一般具有可压缩性，液体体积压缩系数的倒数称为液体的体积弹性模量［5］，即

　　其中，h 为油液初始位移，Δh 为位移变化量。

　　根据该定义，只需精确测量压力和位移的变化量，通过计算即可获得弹性模量的准确值［6］。

　　在疲劳特性参数测量中，以专用车油气弹簧为测试载体，通过液压系统动作，其加载压力模拟专用车实际动态载荷，实现油气弹簧活塞缸的往复运动，由用户在上位机中输入测试次数及频率，流体特性传感器将被测试油的粘度、介电常数、温度、密度等参数值实时传回上位机，由上位机实施分析计算，达到测试目的。

　　2 试验台液压系统组成与工作过程

　　弹性模量和疲劳特性两种测试集成在一个液压系统中，测试载体分别为弹性模量加载缸和专用车油气弹簧，弹性模量测试中压力传感器与位移传感器通过加工直接安装在测试缸体中，液压原理如图 1 所示。

　　工作过程:

　　1) 阀 1 用于选择测试类型，当电磁阀 1YA 接通，选择弹性模量测试，电磁阀 2YA 接通时，系统进入疲劳特性测试。

　　2) 在弹性模量测试中，首先进行测试缸充液，经过上位机输出指令，液压系统向测试缸中腔和下腔充液。此时液压站 1YA、4YA、5YA 电磁阀吸合且控制台相应指示灯点亮。当充液结束时，液压站 1YA、4YA、5YA 电磁阀断开且相应指示灯熄灭，表示油液已经充满，即达到测试缸初始压力时，可以进入增压环节。

　　3) 系统 1YA、3YA 电磁阀吸合且相应指示灯点亮，系统开始增压，增压过程中，AD 采样持续进行，由增压产生的压力及位移值保存在 PLC 内存中，用以随后的弹性模量计算。压力达到设定值，增压结束时系统 1YA、3YA 电磁阀断开且关闭相应指示灯。