Устройство для диагностики технического состояния объемного гидропривода Советский патент 1987 года по МПК F15B19/00 

1

Изобретение относится к области экспериментального исследования гид- роприводов и может быть использовано для диагностики объемных КПД гидроприводов транспортных средств.

Цель изобретения - повышение точности и надежности.

На чертеже изображена схема устройства для диагностики технического состояния объемного гидропривода,

Устройство содержит датчик 1 давления, анализатор 2 функций, параллельно включенные блоки 3-5 выборки- хранения, блок 6 индикации, генератор 7 затухающих функций, блоки 8-10 умножения и интеграторы 11-13. При этом выходы генератора 7 соединены с первыми входами блоков 8-10, вторые входы которых соединены с датчиком а выходы через интеграторы 11-13.- с информационными входами блоков 3-5 стробирующие входы которых подключены к выходу анализатора 2, вход которого соединен с одним из выходов генератора 7.

Устройство для диагностики технического состояния объемного гидро- .привода работает следующим образом.

Импульсный сигнал начала скачкообразного воздействия на гидропривод поступает на вход генератора 7 затухающих функций. На соответствующих выходах генератора 7 появляются сигналы затухающих функций tf (t), Cf,(t) Cj) (t), которые поступают на первые входы соответствующих блоков 8-10 умножения. Одновременно с датчика 1 давления на вторые входы блоков 8-10 умножения поступает сигнал переходного процесса давления p(t). На выходах блоков 8-10 умножения формируются сигналы произведений Ср (t)P(t), q),(t)P(t),Cf2(t)P(t). Эти сигналы поступают на входы предварительно обнуленных интеграторов П-13. Сигна: на выходе каждого интегратора по истечении времени t с момента начала процесса равен

переходного

t

J(t)P(t)dt

(O

.Анализатор 2 no истечений времени T, определяемого временем затухания третьей функции Cf-(t), формирует импульсный сигнал, который поступает на стробирующие входы блоков 3-5 выборки-хранения. При этом на выходах блоков 3-5 выборки-хранения потся

о

сигналы г}ычисляемых момен- m, и m,, .

jq(t)P(t)dt;

О

Т

Cf,(t)P{t)dtj

р

jCf(t)P(t)dt.

(2)

Р качестве системы затухания функ- ЦИй q, ц, I, q могут быть выбраны различные типы функций, например функции Лагерра 1 (t). В этом случае моменты Шд, га,, т будут совпадать с коэффициентами разложения переходного

в ряд по функциям Ла

процесса P(t) герра Г(t).

Динамические свойства широкого класса объемных гидроприводов аппроксимируются свойствами звена второго порядка. При этом передаточные функции гидропривода по нагружающему и управляющему воздействиям имеют следующий вид:

5

W

5

W

где

.(О

ГЦ

(У

SS

гп P(S)

c-,S

2 f

(3)

(А)

0

0

U(S) , 1 + г. S + - изображение по Лапласу функции P(t) - давления в гидроприводе; Мц(3) - изображение по Лапласу

функции M(t) - момента нагружающего воздействия на валу гидромотора; U(S) - изображение по Лапласу

функции U(t) - параметра регулирования гидропередачи;

передаточная функция гидропривода по моменту нагрузки;

передаточная функция гидропривода по параметру регулирования, определена для регулируемых гидрообъемных передач; статические коэффициенты передачи по моменту на- грузки и скорости изменения параметра регулирования;

постоянные, зависящие от конструктивных констант 55 привода, диагностируемых показателей технического состояния и характеристик объекта нагружения, которые опре- . деляются из соотношений

« ;; (s)

(S)

45

м u

50

, D,

(5) (6)

где G) - конструктивная постоянная объемного исполнительного гидродвигателя, например характерный объем аксиально-поршневого гидромотора;

I - приведенный момент инерции гидропривода;

С - коэффициент утечек гидропривода;

0 - жесткость гидропривода.

Величины С и б являются диагностируемыми, т.е. позволяют судить о техническом состоянии гидропривода. Величины I и 0 являются априорно известными. Из уравнений (5) и (6) следуют соотношения для определения диагностируемых показателей С и б

(7)

с р,;

9

Ч Г

(8)

Поскольку величины СО и I априорно известны, то определение диагностируемых показателей С и б сводится к определению коэффициентов t, и о характеристического полинома передаточных функций (3) или (4) из соотношений

2 Hi-.ftL+ /L..A. .-/04 - 2р„Э, -(3„р,

г,

/

1 ftl-l +Р.Эг- ftcft.

По измеренным величинам моментов переходного процесса давления определяются числовые значения диагностируемых параметров гидропривода - коэффициента утечек С и жесткости 0 . Если известны параметры режима работы гидропривода, то может быть определен и его объемный КПД СДР

30

« 2/i , -/Зо/З,. где oi - параметр функций Яагерра;

,2 - коэффициенты разложения функций в ряд Лагерра.

Поскольку переходная функция звена является интегралом от весовой функции, то она может рассматриваться как весовая функция системы, образованной последовательным соединением ко- 45 лебательного и интегрирующего звена. Обозначая коэффициенты разложения весовой функции последовательно соединенных колебательного и интегрирующего звена в ряд Лагерра через С, определяются соотношения

- fi, oi(2.2: С - С)

р, oi(2Co + С,) PJ ut(2Co + 2С, + Сг). (И) Формулы (9), (10) и (11) приводят к выражениям, связывающим параметры

0 -со,.и.п 35 где (0| - характерный объем гидрона- ,(10) coca (априорно известная конструктивная константа);

йР, d, п - соответственно перепад давления в гидролиниях, параметр регулирования и скорость вращения вала гидронасоса диагностируемого объемного гидропривода - задаваемые (расчетные) параметры регламентированного статического режима работы гидропривода, для которого оценивается объ- емньш КПД, числовое значение которого формируется на индикаторе 6.

Диагностируемые показатели гидропривода С я Q могут быть определены на основе моментов переходного процесса, вычисленных с помощью различных систем затухающих функций. В качестве таковых могут быть выбраны, например, следующие системы функций:

50

55

(t) fz(t)

, -c.t

f,(t)

-Kz t

и

с, передаточной функции (I) с

вычисленными коэффициентами 2 „7 .„г

t. ot

ЗСо СI+ЗСо Сд Со Сг

QriJ Тг 2 j-Or- Г г- /-

8С;+С +2СоС,-С„С

2 -2

- j 2С ПЯ

- 8сГ- -С; + 2CoC,-CoC/

V-,

С учетом формул (7) и (8) искомые соотношения примут вид

0 1 2 31-1-2 §о(, (Зг, ..,. I ,-/i,

С - 1 . 2. А/ Ll3gol; l 3,,

I oi ,3 +2р„/3.-, Коэффициенты ( входят в выражения (44) и (15), определяющие диагностируемые показатели С и 0 в виде отношения. Это означает, что они могут быть определены лишь с точностью до постоянного множителя. Следовательно, значения диагностируемых показателей С и 0 слабо зависят от величины скачка давления, что является достоинством предлагаемого устройства .

По измеренным величинам моментов переходного процесса давления определяются числовые значения диагностируемых параметров гидропривода - коэффициента утечек С и жесткости 0 . Если известны параметры режима работы гидропривода, то может быть определен и его объемный КПД СДР

0

5

0 -со,.и.п 5 где (0| - характерный объем гидрона- coca (априорно известная конструктивная константа);

Диагностируемые показатели гидро привода С я Q могут быть определены на основе моментов переходного процесса, вычисленных с помощью различ ных систем затухающих функций. В ка честве таковых могут быть выбраны, например, следующие системы функций

5

(t) fz(t)

, -c.t

f,(t)

-Kz t

или

)

Cf.Ct)

,-(X.t

л -tit

t e

Cf,(t)

te

-Oit

и т.п. Соотношения для определения С и Q через моменты т, т, и т имеют в этих случаях вид, аналогичный (14) и (15). Использование предлагаемого изобретения обеспечит определение диагностируемых показателей гидропривода как по колебательному,так и по априодическому переходному процессу давления; определение диагностируемых показателей гидропривода при начальном изменении давления как в одну, так и в другую сторону; малую чувствительность оцениваемых диагностируемых показателей к отклонению параметров тестового режима диагностики;- повьппение точности и помехоустойчивости определения диагностируемых показателей технического состояния гидропривода коэффициента утечек С, жесткости бив ряде случаев объемного КДЦ; ; произведение циагностики как по колебательному, так и по апериодическому переходному процессам давления (в зависимости от момента инерции объекта нагружения).

Составитель С. Рождественский Редактор А. Сабо Техред Л. Сердюкова Корректор М. Пожо

j,- , т- П1 JU-.- -i -rrrMп-г.-. - .-.. - - - .л .- - --. - -Заказ 7787/32 Тираж 662Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4.

5

0

5

Формула изобретения

I

Устройство для диагностики технического состояния объемного гидропривода, содержащее датчик давления,анализатор функций, преобразователь сигналов, три параллельно включенных блока выборки-хранения, блок индикации и генератор сигналов, соединенный через преобразователь с информационными входами блоков выборки-хранения , выходы которых подключены к блоку индикации, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности и надежности, преобразователь выполнен в виде трех блоков умножения и трех интеграторов, а генератор сигналов - в виде reijepaTopa затухающих функций, при зтом выходы последнего соединены с первыми входами блоков умножения, вторые входы которых соединены с датчиком давления, а выходы через интеграторы - с информационными входами блоков выборки- хранения, стробирующие входы которых подключены к выходу анализатора, вход которого соединен с одним из выходов генератора затухающих функций.

Изобретение может быть использовано для диагностики объемных КПД гидроприводов транспортных средств. Целью изобретения является повышение точности и надежности диагностики. Для этого устр-во снабжено тремя блоками 8-10 умножения, тремя интеграторами 11-13 и генератором затухающих функций (ГЗФ) 7. Входы блоков 8- 10 соединены с ГЗФ 7 и с датчиком 1 давления, а выходы через интег рато- ры 11-13 - с информационными входами блоков 3-5 выборки-хранения. Один из выходов ГЗФ 7 соединен с входом анализатора 2, выход к-рого подключен к стробирующим входам блоков 3-5. Это позволяет производить диагностику как по колебательному, так и по апериодическому переходному процессу давления, определять диагностируемые параметры при начальном изменении давления в обе стороны и обеспечить малую их чувствительность к отклонению параметров тестового режима диагностики. 1 ил. СЛ