汽车液压控制系统--液压动力元件培训ppt课件.ppt

(2)液压固有频率。液压固有频率是负载使液压缸工作腔中的油液压缩性所形成的液压弹簧相互作用的结果。假设液压缸是无摩擦、无泄漏的,两个工作腔充满高压液体并被完全封闭,如图3-4 所示。 由于液体的压缩性,当活塞受到外力作用时产生位移Δ ,使一腔压力升高Δp1 和Δp2,分别为 被压缩液体产生的复位力为 式(3-38)表明,被压缩液体产生的复位力与活塞位移成比例,因此被压缩液体的作用相当于一个线性液压弹簧,其刚度称为液压弹簧刚度。由式(3-38)得总液压弹簧刚度为 它是液压缸两腔被压缩液体形成的两个液压弹簧刚度之和。上式表明Kh 和活塞在液压缸中的位置有关,当活塞处在中间位置时,即 时， 此时液压弹簧刚度最小。当活塞处在液压缸两端时,V1 或V2 接近于零,液压弹簧刚度最大。 液压弹簧与负载质量相互作用构成一个液压弹簧-质量系统。该系统的固有频率(活塞在中间位置时)为 由式(3-41)可见,提高液压固有频率的方法有: ①增大液压缸活塞面积Ap。 ②减小总压缩容积Vt,主要是减小液压缸的无效容积和连接管路的容积。 ③减小折算到活塞上的总质量mt。 ④提高油液的有效体积弹性模量βe。 (3)液压阻尼比。 Kc 值随工作点不同会有很大的变化。 液压阻尼比表示系统的相对稳定性。为获得满意的性能,液压阻尼比应具有适当的值。一般液压伺服系统是低阻尼的,因此提高液压阻尼比对改善系统性能是十分重要的。其方法有： ①设置旁路泄漏通道。 ②采用正开口阀。 ③增加负载的黏性阻尼。 2. 对干扰输入FL 的频率响应分析 (1)动态位置刚度特性。传递函数式(3-21)表示阀控液压缸的动态位置柔度特性,其倒数即为动态位置刚度特性,可写为 式(3-43)表示的动态位置刚度特性由惯性环节、比例环节、理想微分环节和二阶微分环节组成。由于ζh 很小,因此转折频率2ζhωh ωh。式中的负号表示负载力增加使输出减小。式(3-43)的幅频特性如图3-5 所示。 动态位置刚度与负载干扰力FL 的变化频率ω 有关。在ω 2ζhωh 的低频段上,惯性环节和二阶微分环节不起作用,由式(3-43)可得 当ω =0 时,得静态位置刚度- FL / Xp ω =0 =0。因为在恒定的外负载力作用下,由于泄漏的影响,活塞将连续不断地移动,没有确定的位置。随着频率的增加,泄漏的影响越来越小,动态位置刚度随频率成比例增大。 在2ζhωh ω ωh 的中频段上,比例环节、惯性环节和理想微分环节同时起作用,动态位置刚度为一常数,其值为 (2)动态速度刚度特性。由式(3-43)或式(3-44)可求得低频段(ω 2ζhωh )上的动态速度刚度,即 在ω =0 时,由式(3-43)可求得静态速度刚度为 其倒数为静态速度柔度,即 (二)有弹性负载时的频率响应分析 有弹性负载时,活塞位移对阀芯位移的传递函数可由式(3-32)求得,即 惯性环节的转折频率ωr 见式(3-33)。它是液压弹簧与负载弹簧串联时的刚度与阻尼系数之比。ωr 随负载刚度变化,如果负载刚度很小,则ωr 很低,惯性环节可以近似看成积分环节。这种近似对动态分析不会有什么影响,但对稳态误差分析是有影响的。 根据式(3-49)可以作出有弹性负载时的伯德图,如图3-6 所示。 由图中的几何关系可得穿越频率ωc 为 阀控液压马达原理图如图3-7 所示。 利用上一节分析阀控液压缸的方法,可以得到阀控液压马达的三个基本方程的拉氏变换式,即 将式(3-51) ~ 式(3-53)与式(3-10) ~ 式(3-12)相比较,可以看出它们的形式相同。只要将阀控液压缸基本方程中的结构参数和负载参数改成液压马达的相应参数,就可以得到阀控液压马达的基本方程。由于基本方程的形式相同,所以只要将式(3-13)中的液压缸参数改成液压马达参数,即可得阀控液压马达在阀芯位移XV 和外负载力矩TL 同时输入时的总输出,即 通常负载黏性阻尼系数Bm 很小,ζh 可用下式表示: 液压马达轴的转角对阀芯位移的传递函数为 液压马达轴的转角对外负载力矩的传递函数为 一、基本方程 三通阀控制差动液压缸的原理图如图3-8 所示。 阀的线性化流量方程为 假定活塞位移很小,即Ahxp V0,则Vc ≈V0。将式(3-62)与式(3-63)合并,得 其增量的拉氏变换为 活塞和负载的力平衡方程为 式中:Ar—活塞杆侧的活塞有效面积; mt—活塞和负载的总质量; Bp—黏性阻尼系数; K—负载弹簧刚度; FL———任意外负载力。 其增量的拉