汽车液压控制系统 第一章 绪论.ppt

第一节液压控制系统的原理与组成第二节控制系统的类型及适用场合第三节液压控制系统的优缺点第四节汽车中的液压伺服控制系统第一节液压控制系统的原理与组成第二节控制系统的类型及适用场合第三节液压控制系统的优缺点第四节汽车中的液压伺服控制系统第四节汽车中的液压伺服控制系统第一节液压控制系统的原理与组成第二节控制系统的类型及适用场合第三节液压控制系统的优缺点第四节汽车中的液压伺服控制系统第四节汽车中的液压伺服控制系统*液压控制系统按不同的使用控制元件分类,可分为伺服控制系统、比例控制系统和数字控制系统三大类。一、液压控制系统的原理图1-1所示是一个液压自动控制的举重系统原理图,系统由液压能源、四通滑阀(伺服阀)、液压缸等组成,杠杆上端A为操作者操纵端,下端B与重物支架相连。当操作者将杠杆压到某个位置时,四通滑阀的进油窗口被打开,液压能源的液压油液便经四通滑阀进入液压缸下腔,产生一个向上的力,从而推动重物G上升,同时也带动杠杆B端上升,因而四通滑阀阀芯逐渐关小进油窗口。当进油窗口完全关闭时,重物G就停留在对应位置(此时,进油窗口被封死)。如果由于油液泄漏等原因重物有些下降,则杠杆又自动将进油窗口打开,于是重物又开始上升,直到恢复原位。这种液压自动控制的举重系统,是一个力的放大器,可以举起人所图1-1液压自动控制的举重系统无法举起的重物,不仅操纵自如而且人可以离开,又因重物的举升高度与四通滑阀阀芯的位置一一对应,所以升降的高度相当准确。由于这种系统能够自动地完成人的某一工作,因此,该举重系统被称之为液压自动控制系统或者液压伺服系统。图1-2所示为一机床工作台液压伺服控制系统原理图,系统的能源为液压泵1,它以恒定的压力(由溢流阀2设定)向系统供油。液压动力装置由伺服阀(四通控制滑阀)和液压缸组成。伺服阀是一个转换放大元件,它将电气-机械转换器(力马达或力矩马达)给出的机械信号转换成液压信号(流量、压力)输出并加以功率放大。液压缸为执行器,其输入的是压力油的流量,输出的是拖动负载(工作台)的运动速度或位移。与液压缸左端相连的传感器用于检测液压缸的位置,从而构成反馈控制。二、液压控制系统的组成一个实际的液压控制系统不论如何复杂,都是由一些基本元件构成的,并可用图1-3所示的框图表示。这些基本元件包括输入元件、检测反馈元件、比较元件及转换放大装置(含能源)、执行器和受控对象等部分,各组成部的作用见表1-1。液压控制系统的类型繁杂,可按不同方式进行分类,见表1-2。每一种分类方式均代表一定特点。各种类型液压控制系统的特点、实例及应用场合如下所述。一、位置控制、速度控制及加速度控制和力及压力控制系统液压控制系统的被控制量有位置(或转角)、速度(或转速)、加速度(或角加速度)、力(或力矩)、压力(或压差)及其他物理量。一个具体的液压控制系统,其被控物理量与控制对象及系统的用途和工艺要求有关,有的系统可能存在可切换的两个被控制量。二、闭环控制系统和开环控制系统采用反馈的闭环控制系统(示例参见图1-2),由于加入了检测反馈,具有抗干扰能力,对系统参数变化不太敏感,控制精度高,响应速度快,但要考虑稳定性问题,且成本较高,多用于系统性能要求较高的场合。不采用反馈的开环控制系统(图1-4),不存在稳定性问题,但不具有抗干扰能力,控制精度和响应速度由各组成元件的特性和它们的相互作用来确定,控制精度低,但成本较低,用于控制精度要求不高的场合。对于闭环稳定性难以解决、响应速度要求较快、控制精度要求不太高、外干扰较小、功率较大、要求成本低的场合,可以采用开环或局部闭环的控制系统。三、阀控系统和泵控系统阀控系统又称节流控制系统,其主要控制元件是液压控制阀,具有响应快、控制精度高的优点,缺点是效率低,特别适合中小功率、快速、高精度控制系统使用。按照使用的控制阀不同,液压控制系统可分为伺服控制系统(控制元件为伺服阀)、比例控制系统(控制元件为比例阀)和数字控制系统(控制元件为数字阀)三大类。图1-2所示为采用伺服阀的伺服控制系统;图1-5所示为电液比例控制系统的一般技术构成框图,其中液压转换及放大装置可以是比例阀,也可以是比例变量泵;图1-6所示为采用增量式数字阀的数字控制系统。泵控系统又称容积控制系统,其实质是用控制阀去控制变量液压泵的变量机构,由于无节流和溢流损失,故效率较高,且刚性大,但响应速度慢、结构复杂,适用于小功率而响应速度要求不高的控制场合。泵控系统示例如图1-7所示,它是一个位置控制系统。四、机械液压控制系统、电气液压控制系统和气动液压控制系统机械液压控制系统简称机液控制系统,其原理框图如图1-