雷达天线车电液比例泵控系统设计及试验研究

　　引 言

　　液压技术有阀控和泵控两种控制方式。目前阀控系统被广泛应用,但存在节流损失大,效率低的缺点。低效率不仅增大了系统的装机功率,还引起系统发热,附加的冷却装置进一步增大了系统装机成本,发热也容易引起液压系统故障。为了从根本上解决上述问题,理想途径是采用泵控技术,应用泵控原理,不仅可较阀控系统提高能量效率40%以上,减少系统发热,降低装机功率,而且易实现智能控制,是液压控制技术的发展趋势。

　　地面雷达机动性要求越来越高,使得雷达天线车系统机构动作越来越多且复杂化,比例泵控技术能够很好地满足雷达天线车液压系统不同压力、不同流量的多动作需求,压力损失小,效率高,是一种非常理想的液压驱动方式,为了深入研究该项技术并迅速应用到雷达产品研制中,我们设计了一套电液比例泵控系统,并进行试验研究,为泵控系统在产品中的使用提供理论依据和实践参考。

　　1 比例泵控系统原理

　　比例泵控液压系统主要由油箱模块、比例泵模块、换向阀集成模块和多路换向阀模块组成,系统压力和流量的自动控制通过比例泵实现,通过给比例泵模块中的比例流量阀和比例溢流阀通入不同的电压,分别实现对系统的流量控制和压力控制,其原理如图1所示。根据雷达产品的动作要求,图1中的开关阀模块和多路阀模块可对多种执行机构进行试验。

　　2 比例泵控系统试验台设计

　　根据上述原理我们设计了一套泵控液压试验台,其实物如图2所示。

　　试验台主要由试验台柜体、液压系统以及控制系统组成,其组成框图如图3所示。

　　按结构设计可分为相互独立的供油部分、试验管路部分和试验台控制系统3大部分。各个部分是相对独立而又有机联系的,相互之间通过电缆或油管相连,共同协调工作以完成试验台的各项功能。各元件和管路不允许有任何渗漏。设备应结构紧凑,工艺性好。试验台面用于安装控制面板和显示仪表。为了与机动型雷达相配套,该试验台在底部装有滚轮装置,使其也具有机动灵活的特性。电气控制部分要求试验台实现液压系统压力和流量的闭环控制功能,为此比例泵模块中配备了PQD电子控制器、压力和流量传感器以及两个电位器(一个流量输入、一个压力输入)。

　　3 比例泵控系统试验研究

　　为验证理论输入(流量、压力)与实际输出(流量、压力)的对应关系,并测试在理论输入的条件下,实际输出能否满足要求,我们对该比例泵控系统进行了试验研究。

　　3.1 流量试验

　　流量试验曲线如图4所示。图中WQ为理论(输入)流量曲线,XQ为实际输出流量曲线。纵坐标为额定流量的百分比,横坐标为时间(s)。曲线图中6 s之前为理论输入流量为0,实际输出流量为额定流量的6% ~8% (泵的最小输出,因为泵内斜盘最小摆角不为0); 6 s~18 s为理论输入及实际输出流量。由图中可见,执行元件的运动速度可由输入流量控制,整个运动过程非常平稳,基本无冲击,并且能量损失很少。图5所示为恒功率阀控系统流量试验曲线。