【正文】 式，當 YV8 失電時系統(tǒng)為零壓卸荷，而 YV8 得電，其余電磁鐵（ YV1YV7）均失電時，系統(tǒng)為零流量卸荷。 4) 獨立過濾冷卻回路 系統(tǒng)采用獨立的過濾冷卻器，一般情況下冷卻電機關閉，當油液溫度超過設定范圍時開啟。它們的基本動作都是拉伸和壓縮?，F(xiàn)在普遍使用的 是閥門和柱形彈簧結合的雙向往復流動減振器，本文以其為對象進行研究。減振器的設 計必須要保證活塞下部壓力缸始終充滿液壓油。橫向、垂向減振器的結構如圖 13 所示，抗蛇行減振器的結構如圖 14 所示。 1） 阻尼閥開啟前 減振器低速拉伸時，阻尼閥未打開，油液僅從油缸有桿腔經(jīng)阻尼孔 1f上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計 11 流入無桿 腔，由于減振器工作腔底閥通儲油腔，故油缸無桿腔壓力 1P 接近大氣壓。 因工作缸的下腔壓力 1P 近似為大氣壓。 根據(jù)流量連續(xù)性原理，有 1? （ 13） 由式（ 11）～（ 13）可得出 1222 221()2DddA A VP CA ??? （ 14） 又由于 上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計 12 2 1 2( ) ( )t D d D D dF P A A P A P A A? ? ? ? ? （ 15） 由式（ 14）和（ 15）可得減振器的拉伸阻尼力為 132221()2Ddt dA A VF CA ??? （ 16） 2） 阻尼閥開啟過程中 隨著拉伸速度的增大，拉伸阻尼力增大，阻尼閥慢慢開啟，直至完全打開。 閥工作時，開口量是變化的，開口量的變化引起溢流量的變化，亦必然引起壓力的變化。 由式（ 15）和（ 17）可得減振器拉伸阻尼力為 111 0 1( ) ( )DdtKK x x A AF A??? （ 18） 上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計 13 3） 阻尼閥開啟后 當阻尼閥完全開啟的瞬間，通過阻尼閥的油液流量為 11112 1 10 2 ( ) 2KKd K d KP P PQ C A C A?????? （ 19） 此時活塞運動速度為 00DdQV AA? ? （ 110） 當 0VV? 時，減振器為恒量阻尼特性。 1） 阻尼閥開啟前 當減振器低速運動時，阻尼閥關閉，單向補油閥打開，此時活塞上下腔壓力 12PP? ，下腔與上腔油液流量之差值經(jīng)阻尼孔 2f 流入儲油腔。 上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計 15 又由流量連續(xù)性定理 1? （ 117） 由式（ 115）～（ 117）可得 222132222 ddAVPPCA??? （ 118） 又由于 1 2 2()c D D d dF P A P A A P A? ? ? ? （ 119） 忽略活塞與缸筒間的摩擦和泄漏以及儲油腔的壓力 3P ，由式（ 118）和（ 119）可得減振器的壓縮阻尼力為 2322222 dc dAVF CA?? （ 120） 2） 阻尼閥開啟過程中 隨著拉伸速度的增大，壓縮阻尼力增大，阻尼閥慢慢開啟，直至完全打開。 閥工作時，開口量是變化的，開口量的變化引起溢流量的變化，亦必然引上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計 16 起壓力的變化。 由式（ 119）和（ 121）可得減振器拉伸阻尼力為 222 0 2()dtKK x x AF A?? （ 122） 3） 阻尼閥開啟后 當阻尼閥完全開啟的瞬間，通過阻尼閥的油液流量為 222213 20 2( ) 2KKd K d KPP PQ C A C A??? ??? （ 123） 式中： 2KdC —— 孔口流量系數(shù)，取 2 ? ； 2KA —— 壓縮阻尼閥孔口面積； 此時活塞運動速度為 00dQV A? （ 124） 當 0VV? 時，減振器為恒量阻尼特性。 減振器試驗的目的在于測試減振器的性能參數(shù)，同時按照設計要求調(diào)整阻力系數(shù)的大小，對于新造的或經(jīng)過檢修的減振器都必須經(jīng)過試驗方能使用。 上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計 18 圖 21 KONI 液壓減振器試驗臺 柱夾緊裝置 關于減振器的試驗研究，早期，前蘇聯(lián)的車輛動力學及其減振研究走在前面。數(shù)據(jù)顯示表明， KONI 公司在減振器及其試驗研究方面做得最全面，他們的產(chǎn)品幾乎面向所有的交通運輸行業(yè)。減振器試驗臺按照其作用形式分為機械式、液壓式和其它形式；按照運動控制方式可以分上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計 19 為手動式、開環(huán)式、死循環(huán)式等方式。德國 SACHS 公司在開發(fā)和生產(chǎn)中使用液壓伺服減振器試驗臺，如圖 22 所示。 圖 22 SACHS 液壓伺服減振器試驗臺 1. 上橫梁 國內(nèi)的減振器試驗臺則以機械式為主，以測試示功圖為主要目的，不能快速準確地對 減振器進行檢測。在上世紀八十年代，使用較多的機械式試驗臺是 J85 試驗臺，它通過曲柄連桿機構驅(qū)動減振器做近似的簡諧振動。由于它只能夠得到一定振動速度下的示功圖，并且效率低，數(shù)據(jù)的準確性差，只能夠進行垂向減振器試驗，不能夠完成橫向以及抗蛇行減振器檢測，現(xiàn)在基本上已經(jīng)淘汰不用。由扭力桿測出激 振力的大小，使減振器的活塞作上下運動。試驗時，曲拐上部的記錄筆在記錄板上畫出一個示功圖。采用上述辦法測出的阻尼系數(shù)的準確度無法確定，沒有實用價值，使得現(xiàn)場只能根據(jù)示功圖來進行經(jīng)驗性比較，測出的阻尼特性不準確，無法調(diào)整阻尼系數(shù)。特別是最近出臺的減振器新鐵標TB/T14912021《機車車輛油壓減振器技術條件》中規(guī)定對于減振器的阻尼力測試時應去除彈性節(jié)點，而做耐久測試時又必須附帶彈性節(jié)點。 上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計 21 2） 安裝距離調(diào)整的便捷性 現(xiàn)在我國國內(nèi)所使用的機車車輛車型很多，減振器的類別和尺寸之間有很大差異，因此具有方便快捷的安 裝距離調(diào)整對于提高減振器檢驗效率起到舉足輕重的作用。 3） 試驗臺試驗速度、試驗振幅和試驗頻率調(diào)整的便捷化和隨機化 生產(chǎn)廠家所給出減振器性能參數(shù)基本上都是基于某一速度點下的阻尼值， 而減振器實際的阻尼性能并不是完全線性的，特別是生產(chǎn)過程控制不嚴時其性能與設計要求存在更大的差異。 為使試驗臺仿真效果更加逼真，需要試驗臺的隨機化。所謂靜態(tài)阻尼特性是不計減振器結構和液體剛度產(chǎn)生的動態(tài)影響，力和速度之間沒有相位變化時的特性，它是建立在減振器做大振幅和低頻運動的基礎上的阻尼特性。 現(xiàn)今所使用的減振器試驗臺一般只能夠通過載荷和位移傳感器測定出 FS 曲線、 FV 曲 線，而不能夠精確的測定力、速度和位移之間的相位關系。隨著機車車輛的運行速度的日上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計 22 益提高，列車振動劇烈，起到減振作用的油壓減振器基本上工作在高頻狀態(tài)，從而這種建立在低頻運動基礎上的靜態(tài)阻尼特性參數(shù)對整個走行部分設計已經(jīng)不太適合。 5） 試驗 步 驟 的程序化、自 動 化 為了使減振器試驗臺具有更好的操作性和更高的效率，應該使減振器試驗臺能夠提前設定所需要的試驗參數(shù)，如測試振幅、頻率、速度、測試開始時間和測試結束 時間等，并能夠在測試過程中適時通過死循環(huán)回饋進行檢測測試數(shù)據(jù)，與設定值進行比較并進行相應的調(diào)整。要全面衡量減振器的性能，需要進行高低溫方面的測試和研究。例如數(shù)字控制系統(tǒng)、脈寬調(diào)節(jié)（ PWM）控制系統(tǒng)以及一般意義上的電液比例控制系統(tǒng)。 雖然比例控制與伺服控制都可以用于開環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)。理解伺服裝置與比例控制裝置的差別是有意義的。誤差為零時伺服系統(tǒng)會處于平衡狀態(tài)，直到新的誤差被檢測出來。例如，比例閥可以把一個線性運動（手動或電磁鐵驅(qū)動）轉(zhuǎn)換成比例的油流量或壓力，轉(zhuǎn)換常數(shù)取決于閥的幾何尺寸及它的制造精度。在伺服控制系統(tǒng)中，平衡狀態(tài)控制信號（誤差）理論上為零，而比例控制系統(tǒng)卻永遠不會為零。 在比例控制系統(tǒng)中，主控制元件可以有無限種狀態(tài)，分別對應于受控對象的無限種運動。由于開關控制中控制元件只有兩種狀態(tài)，即開啟或關閉。比例控制和開關控制都可以是手動或按程序自動進行。在工程實際應用中，由于大多數(shù)被控對象僅需要有限的幾種狀態(tài)。開關元件通常簡單可靠，不存在系統(tǒng)不穩(wěn)定的情況。流體傳動已經(jīng)歷了很長的發(fā)展歷史，然而，作為現(xiàn)代電液控制技術的發(fā)展卻只需追溯到二次大戰(zhàn)時期。戰(zhàn)爭后期，噴氣技術取得了突破性進展。工程需要是現(xiàn)代電液控制技術發(fā)展的推動力。直到 50年代初才出現(xiàn)了高速響應的永磁式力矩馬達。 1958 年美國學者勃萊克布恩等公布了他們在麻省理工學院的研究工作，為現(xiàn)代電液伺服系統(tǒng)的理論和實踐奠定了基礎。電液伺服系統(tǒng)已逐漸成為武器和航空、航天自動控制以及一部分民用工業(yè)設備自動控制的重要組成部分。現(xiàn)代電子技術特別是微電子集成技術和計算機技術的發(fā)展，為工程控制系統(tǒng)提供了充分而且廉價的現(xiàn)代化電子裝置。 但人們很快發(fā)現(xiàn)，由于電液伺服器件的價格過于昂貴，對油質(zhì)要求十分嚴格，控制損失（閥壓降）較大。在很多工業(yè)場合，要求有一般的高質(zhì)量的控制手段，卻并不要求太高的控制精度或響應性。而現(xiàn)代電子技術和測試技術的發(fā)展為工程界提供了可靠而廉價的檢測、校正技術。自60 年代以來，為降低比例技術成本。其特點是適當簡化伺服閥的結構，降低它的制造精度，增大電 — 機械轉(zhuǎn)換器的輸出功率水平和改善閥的抗污染性能。另一方面在普通的液壓閥的基礎上，采用廉價而可靠的比例電磁鐵作為電 — 機械轉(zhuǎn)換元件，取代原來閥內(nèi)的手動調(diào)節(jié)器或普通開關式電磁鐵。 比例技術的發(fā)展大致可以 劃分為三個階段 [1,35]： 從 1967 年瑞士 Beringer 公司生產(chǎn) KL 比例復合閥起，到 70 年代初日本油研公司申請了壓力和流量比例閥兩項專利為止，是比例技術的誕生時上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計 26 期。 1975 年至 1980 年間可以認為比例技術的發(fā)展進入了第二階段。其應用領域日漸擴大，不僅用于開環(huán)控制，也被應用于閉環(huán)控制。比例元件的設計原理進一步完善，采用了壓力、流量、位移內(nèi)反饋和動壓反饋及電校正手段，使閥的穩(wěn)態(tài)精度、動態(tài)響應和穩(wěn)定性都有了進一步提高。另一項重大進展是，比例技術開始和插裝閥相結合，已開發(fā)出各種不同功能和規(guī)格的二通、三 通型比例插裝閥，形成了 80 年代電液比例插裝技術。特別是電液比例容積元件，各類比例控制泵和執(zhí)行元件相繼出現(xiàn)，為大功率工程控制系統(tǒng)的節(jié)能提供了技術基礎?，F(xiàn)在比例閥已有些是把傳感器、測量放大器、控制放大器和閥復合在一起的機電一體化的元件，使得結構更加緊湊，性能進一步提高。由于電子裝置直接裝在閥體上，上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計 27 減少了插件和導線，從整體上看更簡潔，對使用者的要求也更簡單。只要接受簡單的指令，閥就能完成一系列的工作。當 1DT 通電時液壓油經(jīng)換向閥左位進入液壓缸的無桿腔，其速度決定于被選中的調(diào)速閥的開口面積。速度通過調(diào)節(jié)節(jié)流口的面積來預置。反向時 2DT 通電，液壓缸快速返回。 2DT 1DT 3DT 4DT 圖 31 開關控制液壓系統(tǒng) 上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 電液比例控制軌道車輛液壓減振器實驗臺設計 28 一個能實現(xiàn)正反向無級調(diào)速的開環(huán)比例調(diào)速系統(tǒng)如圖 32 所示。方向則取決于 1DT 或 2DT 中哪一只電磁鐵通電。與前面的開關控制比較，系統(tǒng)功能增加了，性能也更好。由圖可見，系統(tǒng)容易實現(xiàn)雙向無級調(diào)速，且可以擴展到對多個執(zhí)行器分別進行調(diào)速控制。 圖 33 所示為閉環(huán)比例調(diào)速系統(tǒng)。速度傳感器產(chǎn)生與速度成正比的電信號，經(jīng)過匹配放大器放大后，與給定控制信號比較，得出偏差信號。 比較上述三個系統(tǒng)。這類系統(tǒng)一般控制精度不高。它可使被控量復現(xiàn)控制信號的變化規(guī)律。是目前最常見的比例控制系統(tǒng)。它用被控量與輸入量（給定）的偏差信號作為真正的控制信號，最后