二次调节静液传动技术在工程机械多功能试验台的应用

摘 要：二次调节静液压传动技术广泛应用于工程实践中。本文探讨了该技术在工程机械多功能试验台中的应用。首先本文介绍了二次调节静液传动系统的组成和工作原理，并详细阐述了该系统的特点。其次对基于二次调节静液传动技术的工程机械多功能实验台的组成和加载工作原理进行了讨论。最后总结了该技术应用于试验台的优势。

关键词：二次调节；静液传动技术；工程机械

引言

20世纪80年代开始，人们开始对二次调节静液传动技术进行研究，德国的大学和研究所在这项技术的研究方面取得了不错的成果。之后，这项技术不断发展并开始被逐渐应用到机械领域的各个方面。该系统主要有两个特点：一是该技术的设计初衷是为了能量回收和重新利用，其可以将系统中的动能和势能等进行回收，以液压能、电能等形式进行储存，并将这些能量用于系统的启动和加速。因此，该技术有利于环保和节能；二是该系统可以通过改变二次元件的相关参数来平衡系统与外界条件的变化，从而有效提高系统各种结构和控制参数设计的可靠性。

1.二次调节静液压传动系统的组成、工作原理和特点

二次静液压传动系统一般由二次元件、电液伺服阀以及恒压变量泵等几个部分组成，如图1所示。其中元件1是二次元件，既可以作为液压马达工作也可以作为液压泵工作，既可以将液压能转化成机械能也可以将机械能转化成液压能；元件2是变量油缸，用于储存液压油；元件3电液伺服阀，用于对整个液压系统进行控制；元件4是蓄能器，其既可以作为油源，也可以平衡整个系统的压力波动。造成压力波动主要是由于：一是二次调节元件在工作过程中产生，即二次元件工作过程中吸收或者排除流量产生的；二是二次元件对外界变化的调解不及时造成的，即二次调节元件对于外界的高频负载冲击反应不及时；三是恒压泵的流量脉动不稳定，而二次元件调节失效造成的；元件5是恒压变量泵，可与变量油缸一同为系统供油。

图1 二次调节静液压传动系统的组成

理论上，二次调节技术可以被应用于大多数系统。但是在工程实际中，考虑到结构和控制的简单化，特别是对于某些机械系统控制的特殊要求，恒压系统是比较适合应用二次调节技术的。

图2 二次调节过程示意图

基于该技术的系统的优点是：

一是该技术应用恒压系统时，系统结构简单，二次调节元直接与油源相连，减少了液压油流动过程中的能量损耗，提高了系统的工作效率。同时，二次调节元件可以实时转化自己的工作方式，即在液压泵与液压马达之间进行转变，可以有效地回收和利用系统的能量。

二是系统中蓄能器可以提高系统的稳定性，不会因为外界负载的变化而产生压力峰值。同时蓄能器还能有效利用系统中的能量，提高系统的工作效率。

三是系统更易控制。在恒压系统中，负载一般都是并联设置的，之间互不干扰。因此各个负载可以被独立和有效地控制。

2.二次调节静液压技术在工程机械多功能实验台中得应用

2.1工程机械多功能实验台的基本结构

如图3所示，工程机械试验台的基本结构有：牵引台车、横移车、工作装置等。

图3 工程机械多功能试验台

牵引台车作为试验台的驱动装置的加载装置，采用直流电机驱动恒压泵和马达等原件组成的二次调节静液传动系统；横移车的主要作用是作为底座安装各种工作装置及其附属装置等以进行试验。，横移车的四周都设置有相应的约束装置以保证横移车能在沿设定的方向运动。

2.2工程机械多功能实验台的加载工作原理

当进行加载试验时，牵引车将试验车辆的负载力传递到工程机械多功能试验台，二次调节元件受到牵引力的作用，将转换成液压泵进行工作，系统初始的液压泵将转换成液压马达进行工作。此时初始直流电机将作为发电机工作。

2.3工程机械多功能试验台加载控制系统

工程机械多功能试验台加载控制系统如图4所示。具体过程为：试验台车加载-二次元件变成液压泵-液压泵变成液压马达-直流电机变成直流发电机-功率回收。

该系统具有四种不同的控制模式：一是针对阶跃载荷的控制模式，二是针对正弦波载荷的控制模式；三是针对随机载荷的控制模式；四是针对试验设定载荷的控制模式。

3.结语

随着二次调节静液传动技术的发展，该技术不仅被应用于各种机械中，也常常被应用于相关试验台中。由于二次元件的能从恒压系统中回收和重新利用能量，采用该技术的工程机械多功能实验台具有几个方面的优势：一是极高的能量利用率使试验台具有更高的工作效率；二是极高的能量利用率使试验台消耗更少的能源；三是由于多余的能量被回收和利用，所以试验台可以减少冷却装置的投入，显著降低了构建试验台的成本。为了满足科学研究和产品研发的需要，二次调节静液传动技术会被更多地应用在各种机械系统试验台中。

参考文献

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