飞行影院升降平台液压控制系统的研究

飞行影院升降平台液压控制系统的研究

飞机租赁平台的液压缩机控制单元是高端飞行租赁平台控制系统的重要组成部分。它的性能直接影响航空租赁平台在运营过程中的安全和可靠。开发飞行影院升降平台液压控制系统单元,满足飞行影院升降平台液压系统高效率低能耗、高可靠性及油缸低速时无爬行现象等要求,通过集成模块化设计,开发出技术水平含量高、能够满足飞行影院升降平台平稳快速升降的液压控制单元,满足我国飞行影院行业的需求。(3)装机功率:270kW;(4)主缸参数:D280/d250×11800;(5)运行时间:单程上升时间30~35s,单程下降时间40~45s;(8)主缸最低开启压力0.3~0.5MPa(两组主油缸的同步精度须满足能够控制在10mm内);(9)油缸低速无爬行,无液压冲击及噪声。1液压控制系统的设计飞行影院升降平台是通过两条同步油缸作为执行机构,推动载人的座椅平台在高空上升和下降。一般情况下,载人升降平台要求上升下降的速度非常快,约在385mm/s左右,因此执行机构所需要的流量非常大。为了满足系统大流量的需求,升降平台液压控制系统采用了通油能力强、压力损失小的二通插装阀加先导控制阀来实现执行机构快速的上升与下降,执行机构油缸速度的快慢通过先进的比例控制方案,因而流量可以按需要输出,使得整个系统运行速度稳定、性能安全可靠,从而提高了液压系统的使用效率,同时减少了由于油路压力损失导致的发热现象。其控制原理图如图1所示。此控制单元由五部分组成:第一部分为油缸上升下降控制单元,第二部分为比例阀控制单元;第三部分为紧急下降控制单元;第四部分为液压防爆控制单元;第五部分为执行机构。1.1电磁铁保护P1、P2、P3、P4提供动力源,电磁铁SL1、SL3、SL4带电,其余电磁铁不带电,油缸6.1及6.2开始上升;电磁铁SL2、SL3、SL4、SL7、SL8带电,其余电磁铁不带电,油缸6.1及6.2开始下降,油缸上升到一定高度,切断所有电磁阀的电信号,油缸处于保压状态;如有紧急情况发生,伸出去的油缸需要安全缩回来,需要电磁铁SL5、SL6、SL7、SL8带电,油缸下腔的油通过紧急下降控制单元流回油箱;油缸升降速度及同步精度由比例阀3.1、3.2来控制。1.2电磁开关阀作用升降平台液压控制单元每一个组成部分都采用集成模块化设计,将电动控制与手动控制集成于一体。图1中的第三部分控制单元4.1、4.2是将电磁球阀、手动开关阀、先导溢流阀及直动溢流集成于一体,组成一个两级调压回路,先导溢流阀的压力调至高于系统压力1~2MPa,直动溢流阀调至低于负载压力0.5MPa左右,油缸需要紧急下降时,使油缸有一定的被压而缓慢平稳地下降。电磁球阀或手动开关阀作用是实现此回路高低压力的切换。有电的情况下,升降油缸需要紧急下降,反向打开第四部分防爆阀,系统通过电磁球阀将油缸下腔切换到低压状态,使油缸慢慢地回落;如果有突发事件,整个系统突然断电了,油缸需要回落,就必须通过手动开关阀,将油缸下腔的油切换到低压回路,使油缸慢慢地下落。第四部分控制单元是将二通插装单向阀、电磁球阀、手动开关阀、压力传感器集成于一体,组成一个防爆回路,作用是万一管路破裂时,单向阀能够锁死油缸,使得油缸保持在原位置不下降。油缸6.1、6.2需要下降时,电磁球阀必须带电,或打开手动开关阀,卸掉二通插装阀上腔压力,防爆阀才能反向打开,油缸才可以下降。因此电磁球阀或手动开关阀作用是切换二通插装阀上腔的的压力;手动开关阀作用是在断电情况下,能保证防爆阀反向打开,油缸安全下降。压力传感器作用是油缸在保压过程中,如果油缸保压压力下降,压力传感器就提供一个电信号给比例阀3.1、3.2,比例阀得到电信号后就打开阀口,给油缸补压。整个系统是将每个小模块及比例控制阀集成为一个大的控制单元,安装于升降油缸下腔油口,如图1所示,这样可减少元件之间的管路连接,降低管路之间的压力损失,从而消除了管路接头连接处的泄漏隐患,使得整个控制系统的安全可靠性能大为提升。2同步精度的要求平台在快速大流量运行过程中,平台同步控制精度要求高。油缸快速上升时,油缸速度最快为385mm/s,此时单只油缸所需要的流量为1420L/min,而且两条油缸的同步精度不能超过10mm(平台两油缸跨度8000mm)。因此选用大流量二通型双反馈比例流量插装阀作平台同步控制阀。所选的二通型双反馈比例流量插装阀,能实现输入电信号对流量的比例无级调节,电反馈闭环范围大,可抑制除负载压力变化外的干扰,具有很好的控制精度和动态响应特性,而且在电闭环通道出现故障时在开环控制下能继续工作,仍可连续控制阀的开口量,提高了系统的可靠性。因此这种二通型双反馈比例流量插装阀具有响应时间快、动态性能高、通油能力强、小流量时稳定性强等特点。其控制原理如图2所示。3液压控制系统测试结果为了评估此液压系统的技术性能,在客户现场进行了大量的测试试验,主要的测试数据如下:系统压力:空载时2MPa,满载时2.8MPa;平台上升时间:系统6个油泵供油时,系统流量约3000L/min,油缸上升时间为32s;油缸下降时间:44s;油缸同步精度:4~8mm。测试结果表明,该液压控制系统能够满足客户提出的飞行影院升降平台的使用要求,而且整个控制系统采用了人机