摘要：介紹一種節能閥控型電液伺服系統，并對液壓系統中的各主要部件技術的應用研究作了分析，實驗表明表文提出的技術實施方案是可行的。 關鍵詞；節能；閥控；電液伺服系統 1 前言 隨著工程應用和科技的發展，一些快響應、高精度的電液伺服控制技術已開始在不少軍用及民品的行走機械上應用，這就要求液壓系統具有小型化、節能和抗污染的能力。因此，液壓系統工程設計的難度加大，由于閥控型電液伺服系統效率低、液壓功率損失大，這對油箱和冷卻技術來說要滿足上述要求是很困難的。 本文按系統總體優化并滿足工程應用的技術要求．對閥控型電液伺服系統的節能液壓源、雙通道風冷冷卻器、低壓密封油箱、快響應電液伺服液壓馬達等各主要部件技術及位置閉環控制的應用研究成果進行簡述。液壓系統原理圖如圖1所示。 節能主要是以液壓系統無效功率損失的減少和原動機額定功率的減小來評定的 對以慣性負載為主的閥控型電液伺服系統而言，要實現節能的目的，可行的技術措施是提高液壓源與負載特性的匹配效率，即在保證實現控制功能所必需的閥壓降Pv的前提下．盡量減小壓力過剩。圖2為節能液壓源的流量Qs壓力ps特性曲線。 [align=center] 圖1 液壓系統原理圖[/align] 2 節能液壓源 研究結果表明，與恒壓變量泵液壓源（圖2中的豎虛線）相比，不同負載工況下節能液壓源可使闋壓降pv 變化很小，減小閥降功率損失Ar（圖2中的三角形面積）。一般可達25%～35%，同時由于最大功率也減小，可降低電機額定功率30%～40%。本設計中原動機由30kW 減小到18.5 kW，節能約38%。圖2的特性曲線是以Rexroth公司A1OVSO45DFLR型變量泵來實現的啪，它表明液壓源既達到了節能的目的，又可使流量增益變化很小，從而減小電液伺服控制系統的非線性。 [align=center] 圖2 節能液壓源與負載特性的匹配[/align] 3 雙通道風冷冷卻器 由于閥控型電液伺服系統是基于節流作用，即壓力損失來調節流量的，因此閥降功率損失大，油溫會很快上升 為保證電液伺服系統的工作性能要求，必須對油液進行強制冷卻。根據行走機械的工作環境狀況，采用高效板翅式風冷冷卻器對油溫進行冷卻考慮到雙通道位置閉環電液伺服系統工作處于零速工況時，系統基本無工作回油流量，而只有泵、馬達的泄油流量。實驗研究表明，如果長時間連續工作在零速工況下而只對主回油冷卻，在25分鐘內泵體溫度可達到90℃，而且還會繼續增高，從而使液壓系統的工作條件惡化 為使零速工況的油溫不超過工作允許的上限，保證電液伺服系統可靠工作．采用雙通道風冷冷卻器對主回油流量和泄油流量同時進行冷卻。 4 低壓密封油箱 為達到體積小、抗污染的目的，液壓系統采用低壓全密封小油箱 由于行走機械上皆有氣動剎車系統．具有0．5～0．7 MPa的氣源，通過高精度低壓減壓閥使油箱內保持0．02～0．025 MPa的氣壓，這樣既保證在野外各種環境下對泵的充分供油，又防止塵土進入油箱，提高了抗污染能力 油箱容量，按行走設備的液壓系統的工程設計．一般取泵源1分鐘的輸液量。本系統泵源額定流量為68L/min．而油箱體積只有16L，油液容量12 L．僅占一般設計要求的18%，從而實現了油箱體積的小型化和減輕重量。 5 高頻響電液伺服液壓馬達 2個高頻響電液伺服液壓馬達的設計以A2F1 6和A2F28型2個液壓馬達為基型，通過改裝馬達的后蓋．使之兼作電液伺服闊的連接板而成。提高閥控馬達開環頻寬的準則是使連接板中伺服閥至馬達柱塞腔的體積很小。實驗證明，帶上慣性負載的電液伺服閥控馬達的-90[sup]o[/sup]。頻寬可達13～20 Hz 。 6 實驗驗證 自驗證上述總體設計的可行性．在研制了其各主要部件并組成的電液伺服系統后，對液壓系統和電液伺服控制系統進行了綜合性實驗。實驗結果表明，采用節能液壓源及冷卻技術后，泵體及馬達體平均溫度比環境溫度高30℃ ；油箱平均溫度在一般工況下比環境溫度高20℃。因此，當環境溫度低于45℃時，該系統可正常工作。圖3是電液伺服控制系統采用前饋自調節控制策略進行跟蹤控制的實驗瞌線 跟蹤過程中，液壓系統節能，電液伺服系統工作穩定、可靠，跟蹤精度達0．21%。 [align=center] 圖3 前饋自調節跟蹤控制試驗曲線[/align] 7 結束語 本文對閥控型電灌伺服系統的工程應用進行了研究，結果表明：節能液壓源既能保證和提高性能，又達到高效節能；雙通道風冷冷卻器保證了在各種工況下電液伺服系統正常工作時對油溫的要求；低壓密封油箱技術保證了在野外各種環境下對泵的充分供油．并能防止塵土進入油箱，提高了系統的抗污染能力；節能液壓源的高效節能．不僅減輕了系統冷卻的負擔，還使液壓系統小型化、輕量化，這對于空間上和重量上要求嚴格的行走機械而言，為主機的總體優化設計創造了條件：本系統工作穩定、節能．也滿足了高精度閉環跟蹤控制的要求。 參考文獻： [1] 彭熙偉．閥控型液壓系統的節能研究[J ．液壓與氣動．1995（1）． [2 彭熙偉．電液伺服系統高教工能油 的設計_J]機床與液壓，1 999（6）． [3] 莫渡變量泵源閥控系統若干理論與應用技術的研究[D]．北京；北京理工大學，1996．