數(shù)字閥試驗系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及數(shù)字閥的試驗系統(tǒng)。為解決使用示波器測試被試數(shù)字閥占空比時耗時久、試驗效率低、試驗結果易受干擾以及試驗成本高的問題，本發(fā)明提出一種數(shù)字閥試驗系統(tǒng)，包括油箱、油泵、進油通道、四個被試數(shù)字閥、活塞式液壓缸及回油通道，油泵吸油口與油箱連接，出油口與進油通道連接，進油通道有兩個支路，分別與第一、第二被試數(shù)字閥的進油口連接，第一被試數(shù)字閥的出油口與液壓缸的第一腔體連接，第二被試數(shù)字閥的出油口與液壓缸的第二腔體連接，第三、第四被試數(shù)字閥的出油口均與回油通道的一端連接，回油通道另一端與油箱連接。使用本發(fā)明數(shù)字閥試驗系統(tǒng)，能夠準確得出數(shù)字閥實際占空比，為數(shù)字閥的實際應用提供保障。
【專利說明】數(shù)字閥試驗系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及液壓試驗系統(tǒng)領域，尤其涉及一種能夠對數(shù)字閥進行出廠試驗的試驗系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002]數(shù)字閥是由多個按二進制排列的閥門組成的閥組，每個閥門的流量系數(shù)按二進制序列設計。組成數(shù)字閥的各閥為開關閥，即只有開和關兩種狀態(tài)。因此，對它們的控制可采用電磁閥或者帶彈簧返回的活塞式執(zhí)行機構來實現(xiàn)。各閥的開關速度很快，且各閥的關閉特性也是衡量數(shù)字閥性能的重要指標，它不僅影響流通能力和泄漏量，也影響控制系統(tǒng)的控制品質。為保證各閥的關閉特性，通常采用彈簧返回式執(zhí)行機構，同時，對大流量系數(shù)的閥采用多個較小口徑的閥同時開閉來實現(xiàn)。
[0003]數(shù)字閥有著分辨率高、精度高、響應速度快、關閉特性好、復現(xiàn)性好、跟蹤性好以及可以與計算機直接進行連接的特點，使得數(shù)字閥的應用越來越廣泛。隨著數(shù)字閥應用范圍的增加，數(shù)字閥的重要性也日趨加重，因此數(shù)字閥的頻響是否達標、抗沖擊性是否足夠等一系列性能的確定，是數(shù)字閥能否穩(wěn)定工作的一個必要條件。而數(shù)字閥頻響是否達標，主要看數(shù)字閥在使用過程中，實際占空比與理論占空比之間的誤差是否在誤差允許范圍之內。由于被測元件是液壓試驗設備中最重要的一部分，測試元件的不同造成試驗設備的系統(tǒng)設計有很大差異，因此數(shù)字閥的性能無法使用現(xiàn)有閥類試驗系統(tǒng)進行測試。本領域技術人員多采用示波器監(jiān)測數(shù)字閥的方式，通過示波器將數(shù)字閥的實際占空比體現(xiàn)出來(數(shù)字閥的占空比指整個工作過程中數(shù)字閥打開的時間與總通電時間的比值)，然而示波器的調整耗時久，在測試過程中容易受到外界信號的干擾，出現(xiàn)測試結果不準確的概率較大；且更換需要測試的數(shù)字閥后，需重新調整示波器，使得測試過程耗時久，造成試驗效率較低，延遲了數(shù)字閥的出廠時間。同時，由于示波器為高精密實驗儀器，價格昂貴且對使用環(huán)境要求較高，不能在廠房內進行試驗，必須設置專門的實驗室，造成使用示波器對數(shù)字閥占空比進行測試時所耗費的成本較高。


【發(fā)明內容】

[0004]為解決使用示波器測試被試數(shù)字閥占空比時耗時久、試驗效率低、試驗結果易受干擾以及試驗成本高的問題，本發(fā)明提出一種數(shù)字閥試驗系統(tǒng)，該數(shù)字閥試驗包括油箱、油泵、進油通道、四個被試數(shù)字閥、活塞式液壓缸以及回油通道，所述油泵的吸油口與所述油箱相連接，出油口上連接有所述進油通道，所述進油通道設置有兩個支路，分別與第一被試數(shù)字閥的進油口和第二被試數(shù)字閥的進油口相連接，所述第一被試數(shù)字閥的出油口與所述活塞式液壓缸的第一腔體相連接，所述第二被試數(shù)字閥的出油口與所述活塞式液壓缸的第二腔體相連接，且所述第一被試數(shù)字閥的出油口與所述活塞式液壓缸第一腔體相連的管路上設置有支管，該支管與第四被試數(shù)字閥的進油口相連接，所述第二被試數(shù)字閥的出油口與所述活塞式液壓缸第二腔體相連的管路上設置有支管，該支管與第三被試數(shù)字閥的進油口相連接，所述第三被試數(shù)字閥的出油口與所述第四被試數(shù)字閥的出油口均與所述回油通道的一端相連接，所述回油通道的另一端與所述油箱相連接。
[0005]優(yōu)選地，該數(shù)字閥試驗系統(tǒng)還包括位移傳感器，所述位移傳感器用以測量所述活塞式液壓缸活塞桿的位移。所述位移傳感器的測量精度高，不存在讀數(shù)誤差且容易實現(xiàn)數(shù)字化，能夠方便地接入計算機系統(tǒng)內。
[0006]優(yōu)選地，所述活塞式液壓缸為雙桿式活塞式液壓缸。所述雙桿式活塞式液壓缸的活塞兩側均設置有活塞桿，無論向該雙桿式活塞式液壓缸的任意一側充入液壓油，另一側腔體內的活塞桿都會伸出，方便操作人員進行記錄。
[0007]進一步地，所述數(shù)字閥試驗系統(tǒng)設置兩個位移傳感器，分別設置在所述雙桿式活塞式液壓缸的兩側。使用位移傳感器對所述雙桿式活塞式液壓缸活塞桿的位移變化進行測量，能夠準確得出活塞桿的伸出長度，提高了測量精度。
[0008]優(yōu)選地，所述油箱上還設置有吸油濾油器和回油濾油器，所述吸油濾油器設置在所述油箱和所述油泵之間，所述回油濾油器設置在所述回油通道與所述油箱之間。所述吸油濾油器以及所述回油濾油器用以保證所述數(shù)字閥試驗系統(tǒng)內液壓油的清潔程度，從而保證了油路中各元件的使用安全性，避免元件阻尼孔等被油液中的污染物堵塞造成損傷甚至損毀。
[0009]優(yōu)選地，所述數(shù)字閥試驗系統(tǒng)采用電氣控制系統(tǒng)來控制系統(tǒng)內各元件的開關以及被試數(shù)字閥的啟閉和調節(jié)。由于數(shù)字閥的驅動信號是二進制信號，因此數(shù)字閥可方便地與計算機系統(tǒng)直接連接，而無需數(shù)模轉換裝置，避免轉換過程中帶來的信號損失，控制精度得到提聞。
[0010]使用本發(fā)明數(shù)字閥試驗系統(tǒng)，能夠準確得出被試數(shù)字閥的實際占空比，通過比對被試數(shù)字閥的理論占空比和實際占空比之間的誤差是否在誤差允許范圍內，從而得出被試數(shù)字閥是否合格，為數(shù)字閥的出廠及實際應用提供保障。同時，使用本發(fā)明數(shù)字閥試驗系統(tǒng)測試數(shù)字閥的占空比時，測試速度快，試驗效率高，且更換被試數(shù)字閥后無需對系統(tǒng)進行重新調整，操作方便，試驗過程受外界因素干擾較小，測試結果準確。本發(fā)明還包括一種采用所述數(shù)字閥試驗系統(tǒng)測試數(shù)字閥實際占空比的方法，測試所述第一被試數(shù)字閥的實際占空比d/時，使所述第一被試數(shù)字閥工作在額定電壓下，在整個通電時間內正常工作，所述第二被試數(shù)字閥的通斷情況與所述第一被試數(shù)字閥正好相反，所述第三被試數(shù)字閥常開，所述第四被試數(shù)字閥常閉；測量在時間內向所述活塞式液壓缸與所述第一被試數(shù)字閥出油口連接的第一腔體內充入液壓油后，活塞桿運動的位移hi，再根據(jù)液壓缸的橫截面積S、活塞桿的橫截面積S，求出充入所述活塞式液壓缸內的液壓油的體積Q1，測量所述第一被試數(shù)字閥出油口橫截面積A1，系統(tǒng)內液壓油的流速V，根據(jù)所述第一被試數(shù)字閥的實際占空比Cl1, =Q1AlO6A1Vt1),計算出所述第一被試數(shù)字閥的實際占空比d/ ；
[0011]測試所述第二被試數(shù)字閥的實際占空比d2’時，使所述第二被試數(shù)字閥工作在額定電壓下，在整個通電時間t2內正常工作，所述第一被試數(shù)字閥的通斷情況與所述第二被試數(shù)字閥正好相反，所述第三被試數(shù)字閥常閉，所述第四被試數(shù)字閥常開；測量在t2時間內向所述活塞式液壓缸與所述第二被試數(shù)字閥出油口連接的第二腔體內充入液壓油后，活塞桿運動的位移h2，再根據(jù)液壓缸的橫截面積S、活塞桿的橫截面積S，求出充入所述活塞式液壓缸內的液壓油的體積Q2，測量所述第二被試數(shù)字閥出油口橫截面積A2，系統(tǒng)內液壓油的流速V，根據(jù)所述第二被試數(shù)字閥的實際占空比d2’ = Q2/(16A2Vt2)，計算出所述第二被試數(shù)字閥的實際占空比d2’ ；
[0012]測試所述第三被試數(shù)字閥的實際占空比d/時，使第三被試數(shù)字閥工作在額定電壓下，在整個通電時間t3內正常工作，所述第一被試數(shù)字閥常閉，所述第二被試數(shù)字閥常開，所述第四被試數(shù)字閥常開；測量在t3時間內向所述活塞式液壓缸與所述第三被試數(shù)字閥進油口連接的第二腔體內充入液壓油后，活塞桿運動的位移h3，再根據(jù)液壓缸的橫截面積S、活塞桿的橫截面積S，求出充入所述活塞式液壓缸內的液壓油的體積Q3，所述油泵的轉速為η、排量為qv，測量所述第三被試數(shù)字閥出油口橫截面積A3，系統(tǒng)內液壓油的流速V，根據(jù)所述第三被試數(shù)字閥的實際占空比d/ = (nqvt3_Q3)/(16A3Vt3),計算出所述第三被試數(shù)字閥的實際占空比d3 ’ ；
[0013]測試所述第四被試數(shù)字閥的實際占空比d4’時，使第四被試數(shù)字閥工作在額定電壓下，在整個通電時間t4內正常工作，所述第一被試數(shù)字閥常開，所述第二被試數(shù)字閥常閉，所述第三被試數(shù)字閥常開；測量在t4時間內向所述活塞式液壓缸與所述第四被試數(shù)字閥進油口連接的第一腔體內充入液壓油后，活塞桿運動的位移h4，再根據(jù)液壓缸的橫截面積S、活塞桿的橫截面積S，求出充入所述活塞式液壓缸內的液壓油的體積Q4，所述油泵的轉速為η、排量為qv，測量所述第四被試數(shù)字閥出油口橫截面積A4，系統(tǒng)內液壓油的流速V，根據(jù)所述第四被試數(shù)字閥的實際占空比d4’ = (nqvt4-Q4)/(106A4vt4)，計算出所述第四被試數(shù)字閥的實際占空比山’。
[0014]當需要測試第一被試數(shù)字閥的實際占空比時，首先對四個被試數(shù)字閥通電，并使第一被試數(shù)字閥工作在額定電壓下，在整個通電時間內正常工作。控制第二被試數(shù)字閥，使得第二被試數(shù)字閥的通斷情況與第一被試數(shù)字閥正好相反，也即當?shù)谝槐辉嚁?shù)字閥開啟時，第二被試數(shù)字閥關閉；當?shù)谝槐辉嚁?shù)字閥關閉時，第二被試數(shù)字閥開啟。通過控制系統(tǒng)控制第三被試數(shù)字閥的閥芯運動至極限位置打開該第三被試數(shù)字閥后，將閥芯停留在該極限位置處，使該第三被試數(shù)字閥處于常開狀態(tài)，通過控制系統(tǒng)控制第四被試數(shù)字閥的閥芯運動至極限位置關閉該第四被試數(shù)字閥后，將閥芯停留在該極限位置處，使該第四被試數(shù)字閥處于常閉狀態(tài)。
[0015]油泵將液壓油從油箱中抽出，送入所述進油通道內，當?shù)谝槐辉嚁?shù)字閥開啟時，液壓油從第一被試數(shù)字閥的進油口流入，出油口流出，而第一被試數(shù)字閥的出油口與第四被試數(shù)字閥的進油口和所述活塞式液壓缸的第一腔體相連接，但由于第四被試數(shù)字閥處于常閉狀態(tài)，因此從第一被試數(shù)字閥的出油口流出的液壓油流向所述活塞式液壓缸的第一腔體內，使得該活塞式液壓缸的活塞桿向所述活塞式液壓缸的另第一移動。由于數(shù)字閥為開關閥，當?shù)谝槐辉嚁?shù)字閥在額定電壓下正常工作時，第一被試數(shù)字閥會出現(xiàn)周期性啟閉狀態(tài)，而由于系統(tǒng)控制第二被試數(shù)字閥，使得第二被試數(shù)字閥的啟閉狀態(tài)與第一被試數(shù)字閥正相反，因此，在第一被試數(shù)字閥關閉，第二被試數(shù)字閥打開時，液壓油從打開的第二被試數(shù)字閥流入，經常開的第三被試數(shù)字閥流入回油通道，最終流回所述油箱內。
[0016]在被試數(shù)字閥的整個工作過程中，被試數(shù)字閥的進油口和出油口連通的總時間與總通電時間的比值被叫做數(shù)字閥的占空比，本發(fā)明利用被試數(shù)字閥的占空比，使系統(tǒng)在被試數(shù)字閥的總通電時間內，只有第一被試數(shù)字閥打開時，液壓油才能夠通過該打開的第一被試數(shù)字閥被充入所述活塞式液壓缸的第一腔體內。且在系統(tǒng)向所述活塞式液壓缸的第一腔體內充入液壓油時，該活塞式液壓缸的活塞被推動，第二腔體體積減小，第二腔體內的液壓油通過與常開的第三被試數(shù)字閥進油口的連接管路，流入第三被試數(shù)字閥，最終經所述回油通道流回油箱。
[0017]當本試驗系統(tǒng)在&時間內通過連通的第一被試數(shù)字閥向所述活塞式液壓缸的第一腔體內充入體積為Q1 (單位為mL，毫升)的液壓油時，活塞桿向所述活塞式液壓缸的另一側移動的位移為h，則根據(jù)所述活塞式液壓缸的橫截面積S、活塞桿的橫截面積s以及活塞桿的位移Ii1，能夠計算出充入所述活塞式液壓缸第一腔體內的液壓油的體積％。若所述活塞式液壓缸與所述第一被試數(shù)字閥出油口相連的第一腔體內有活塞桿，則在h時間內充入所述活塞式液壓缸第一腔體內的液壓油的體積Q1等于該側液壓缸體積的增大值Sh1減去長度為h的活塞桿的體積Sh1 ;若所述活塞式液壓缸與所述第一被試數(shù)字閥出油口相連的第一腔體內無活塞桿，則充入該側腔體內的液壓油推動活塞，使所述活塞式液壓缸第二腔體內的活塞桿伸出的長度為h1;則在h時間內充入所述活塞式液壓缸第一腔體內的液壓油的體積Q1等于該側液壓缸體積的增大值Sh115而在h時間內，只有第一被試數(shù)字閥的進油口與出油口處于連通狀態(tài)，也即第一被試數(shù)字閥打開時，系統(tǒng)才能夠將液壓油充入所述活塞式液壓缸的第一腔體內，因此，在A時間內，向所述活塞式液壓缸的第一腔體內充入液壓油的實際時間為第一被試數(shù)字閥在h時間內的總打開時間t/。再根據(jù)第一被試數(shù)字閥出油口橫截面積A1，單位為m2 (平方米)；系統(tǒng)內液壓油的流速V，單位為m/s(米/秒)；從而得出Q1 = 16A1Vt1'則第一被試數(shù)字閥在&時間內的總打開時間t/ = Q1AlO6A1V)。
[0018]根據(jù)數(shù)字閥占空比的定義，得出第一被試數(shù)字閥在額定電壓下正常工作時的實際占空比 d/ = t/ /X1 = Q1/(16A1Vt1)。
[0019]將第一被試數(shù)字閥的占空比的設計值Cl1與通過本試驗系統(tǒng)測試后計算得到的第一被試數(shù)字閥的占空比的實際值d/進行比較，若Cl1與d/之間的誤差在誤差允許范圍內，則該第一被試數(shù)字閥合格。
[0020]當?shù)谝槐辉嚁?shù)字閥的實際占空比測試結束后，需要對第二被試數(shù)字閥的實際占空比進行測試時，系統(tǒng)內各元件的連接方式及初始狀態(tài)均不改動，只需對四個被試數(shù)字閥通電，并使第二被試數(shù)字閥工作在額定電壓下，在整個通電時間內正常工作?？刂频谝槐辉嚁?shù)字閥，使得第一被試數(shù)字閥的通斷情況與第二被試數(shù)字閥正好相反，也即當?shù)诙辉嚁?shù)字閥開啟時，第一被試數(shù)字閥關閉；當?shù)诙辉嚁?shù)字閥關閉時，第一被試數(shù)字閥開啟。通過控制系統(tǒng)控制第三被試數(shù)字閥的閥芯運動至極限位置關閉該第三被試數(shù)字閥后，將閥芯停留在該極限位置處，使該第三被試數(shù)字閥處于常閉狀態(tài)；通過控制系統(tǒng)控制第四被試數(shù)字閥的閥芯運動至極限位置打開該第四被試數(shù)字閥后，將閥芯停留在該極限位置處，使該第四被試數(shù)字閥處于常開狀態(tài)。
[0021]油泵將液壓油從油箱中抽出，送入所述進油通道內，當?shù)诙辉嚁?shù)字閥開啟時，液壓油從第二被試數(shù)字閥的進油口流入，出油口流出，而第二被試數(shù)字閥的出油口與第三被試數(shù)字閥的進油口和所述活塞式液壓缸的第二腔體相連接，但由于第三被試數(shù)字閥處于常閉狀態(tài)，因此從第二被試數(shù)字閥的出油口流出的液壓油流向所述活塞式液壓缸的第二腔體內，使得該活塞式液壓缸的活塞桿向該活塞式液壓缸的第一腔體移動。由于數(shù)字閥為開關閥，當?shù)诙辉嚁?shù)字閥在額定電壓下正常工作時，該第二被試數(shù)字閥會出現(xiàn)周期性啟閉狀態(tài)，而由于系統(tǒng)控制第一被試數(shù)字閥，使得第一被試數(shù)字閥的啟閉狀態(tài)與第二被試數(shù)字閥正相反，因此，在第二被試數(shù)字閥關閉，第一被試數(shù)字閥打開時，液壓油從打開的第一被試數(shù)字閥流入，經常開的第四被試數(shù)字閥流入回油通道，最終流回所述油箱內。
[0022]在被試數(shù)字閥的整個工作過程中，被試數(shù)字閥的進油口和出油口連通的總時間與總通電時間的比值被叫做數(shù)字閥的占空比，本發(fā)明利用被試數(shù)字閥的占空比，使系統(tǒng)在被試數(shù)字閥的總通電時間內，只有第二被試數(shù)字閥打開時，液壓油才能夠通過該打開的第二被試數(shù)字閥被充入所述活塞式液壓缸的第二腔體內。且在系統(tǒng)向所述活塞式液壓缸的第二腔體內充入液壓油時，該活塞式液壓缸的活塞被推動，第一腔體體積減小，且該側腔體內的液壓油通過與常開的第四被試數(shù)字閥進油口的連接管路，流入第四被試數(shù)字閥，最終經所述回油通道流回油箱。
[0023]當本試驗系統(tǒng)在t2時間內通過連通的第二被試數(shù)字閥向所述活塞式液壓缸的第二腔體內充入體積為Q2 (單位為mL，毫升)的液壓油時，活塞桿向所述活塞式液壓缸一側移動的位移為h2，則根據(jù)所述活塞式液壓缸的橫截面積S、活塞桿的橫截面積s以及活塞桿的位移h2，能夠計算出充入所述活塞式液壓缸第二腔體內的液壓油的體積Q2。若所述活塞式液壓缸與所述第二被試數(shù)字閥出油口相連的第一腔體內有活塞桿，則在t2時間內充入所述活塞式液壓缸第一腔體內的液壓油的體積Q2等于該側液壓缸體積的增大值Sh2減去長度為h2的活塞桿的體積Sh2 ;若所述活塞式液壓缸與所述第二被試數(shù)字閥出油口相連的第一腔體內無活塞桿，則充入該側腔體內的液壓油推動活塞，使所述活塞式液壓缸第二腔體內的活塞桿伸出的長度為h2，則在t2時間內充入所述活塞式液壓缸第一腔體內的液壓油的體積Q2等于該側液壓缸體積的增大值Sh2。而在t2時間內，只有第二被試數(shù)字閥的進油口與出油口處于連通狀態(tài)，也即第二被試數(shù)字閥打開時，系統(tǒng)才能夠將液壓油充入所述活塞式液壓缸的第二腔體內，因此，在t2時間內，向所述活塞式液壓缸的第二腔體內充入液壓油的實際時間為第二被試數(shù)字閥在t2時間內的總打開時間t2’。再根據(jù)第二被試數(shù)字閥出油口橫截面積A2，單位為m2 (平方米)；系統(tǒng)內液壓油的流速V，單位為m/s(米/秒)；從而得出％=16A2Vt2'則第二被試數(shù)字閥在t2時間內的總打開時間t2’ = Q2/(16A2V)。
[0024]根據(jù)數(shù)字閥占空比的定義，得出第二被試數(shù)字閥在額定電壓下正常工作時的實際占空比 d2’ = t2’ /t2 = Q2/(16A2Vt2)。
[0025]將第二被試數(shù)字閥的占空比的設計值d2與通過本試驗系統(tǒng)測試后計算得到的第二被試數(shù)字閥的占空比的實際值d2’進行比較，若d2與d2’之間的誤差在誤差允許范圍內，則該第二被試數(shù)字閥合格。
[0026]當需要測試第三被試數(shù)字閥的實際占空比時，首先對四個被試數(shù)字閥通電，并使第三被試數(shù)字閥工作在額定電壓下，在整個通電時間內正常工作。并通過控制系統(tǒng)控制第一被試數(shù)字閥的閥芯運動至極限位置關閉該第一被試數(shù)字閥后，將閥芯停留在該極限位置處，使該第一被試數(shù)字閥處于常閉狀態(tài)；通過控制系統(tǒng)控制第二被試數(shù)字閥的閥芯運動至極限位置打開該第二被試數(shù)字閥后，將閥芯停留在該極限位置處，使該第二被試數(shù)字閥處于常開狀態(tài)；通過控制系統(tǒng)控制第四被試數(shù)字閥的閥芯運動至極限位置打開該第四被試數(shù)字閥后，將閥芯停留在該極限位置處，使該第四被試數(shù)字閥處于常開狀態(tài)。
[0027]油泵將液壓油從油箱中抽出，送入所述進油通道內，由于第一被試數(shù)字閥處于常閉狀態(tài)，因此液壓油只能從常開的第二被試數(shù)字閥的進油口流入，出油口流出，且第二被試數(shù)字閥的出油口不僅與所述活塞式液壓缸的第二腔體相連接，還與所述第三被試數(shù)字閥的進油口相連接。因此，當?shù)谌辉嚁?shù)字閥打開時，從第二被試數(shù)字閥的出油口流出的液壓油經該打開的第三被試數(shù)字閥中流向所述回油通道，最終流回所述油箱內；當?shù)谌辉嚁?shù)字閥關閉時，液壓油經第二被試數(shù)字閥的出油口與所述活塞式液壓缸的第二腔體相連的管路，流入所述液壓缸的第二腔體內，推動該活塞式液壓缸的活塞，使活塞桿向該液壓缸的一側移動。
[0028]在被試數(shù)字閥的整個工作過程中，被試數(shù)字閥的進油口和出油口連通的總時間與總通電時間的比值被叫做數(shù)字閥的占空比，本發(fā)明利用被試數(shù)字閥的占空比，使系統(tǒng)在被試數(shù)字閥的總通電時間內，只有第三被試數(shù)字閥關閉時，液壓油才能夠通過保持常開狀態(tài)的第二被試數(shù)字閥被充入所述活塞式液壓缸的第二腔體內。且在系統(tǒng)向所述活塞式液壓缸的第二腔體內充入液壓油時，該活塞式液壓缸的活塞被推動，活塞桿向該活塞式液壓缸的一側移動，將該第一腔體內腔體內的液壓油通過與保持常開狀態(tài)的第四被試數(shù)字閥進油口的連接管路排出，這部分被排出的液壓油進入該常開的第四被試數(shù)字閥后，最終經所述回油通道流回油箱。
[0029]當本試驗系統(tǒng)在t3時間內通過常開的第二被試數(shù)字閥向所述活塞式液壓缸的第二腔體內充入體積為Q3 (單位為mL，毫升)的液壓油時，活塞桿向該活塞式液壓缸的一側移動的位移為h3，根據(jù)所述活塞式液壓缸的橫截面積S、活塞桿的橫截面積s以及活塞桿的位移113，能夠計算出充入所述活塞式液壓缸第二腔體內的液壓油的體積Q3。若所述活塞式液壓缸與所述第三被試數(shù)字閥進油口相連的第一腔體內有活塞桿，則在t3時間內充入所述活塞式液壓缸第一腔體內的液壓油的體積Q3等于該側液壓缸體積的增大值Sh3減去長度為h3的活塞桿的體積Sh3 ;若所述活塞式液壓缸與所述第三被試數(shù)字閥進油口相連的第一腔體內無活塞桿，則充入該側腔體內的液壓油推動活塞，使所述活塞式液壓缸第二腔體內的活塞桿伸出的長度為h3，則在t3時間內充入所述活塞式液壓缸第一腔體內的液壓油的體積Q3等于該側液壓缸體積的增大值Sh3。而在t3時間內，只有第三被試數(shù)字閥的進油口與出油口不連通時，也即第三被試數(shù)字閥關閉時，系統(tǒng)才能夠將液壓油充入所述活塞式液壓缸的第二腔體內，因此，在t3時間內，通過保持常開狀態(tài)的第二被試數(shù)字閥流入系統(tǒng)的液壓油的總量Q’ = nqvt3,其中，
[0030]η為油泵的轉速,單位為r/min (轉/分鐘)；
[0031]qv為油泵的排量，單位為mL/r (毫升/轉)。
[0032]由于在第三被試數(shù)字閥的總通電時間t3內，通過常開的第二被試數(shù)字閥流入所述活塞式液壓缸第二腔體內的液壓油的總量為Q3,因此，在t3時間內通過第三被試數(shù)字閥流回油箱的總油量Q/ = Q’ -Q3 = nqvt3-Q3。
[0033]而第三被試數(shù)字閥只有在連通狀態(tài)時，液壓油才會通過連通的第三被試數(shù)字閥流回油箱內，假設在第三被試數(shù)字閥通電的總時間t3內，第三被試數(shù)字閥處于連通狀態(tài)的總時間為&’，則根據(jù)第三被試數(shù)字閥出油口橫截面積A3，單位為Hl2(平方米)；系統(tǒng)內液壓油的流速V，單位為m/s (米/秒)；從而得出Q3’ = 16A3Vt/,將Q/ =nqvt3-Q3代入，得出nqvt3_Q3 = 16A3Vt/,則第三被試數(shù)字閥處于連通狀態(tài)的總時間為t/ = (nqvt3_Q3)/(16A3V)。
[0034]根據(jù)數(shù)字閥占空比的定義，得出第三被試數(shù)字閥在額定電壓下正常工作時的實際占空比 d/ = t3，/t3 = (nqvt3-Q3) / (16A3Vt3)。
[0035]將第三被試數(shù)字閥的占空比的設計值d3與通過本試驗系統(tǒng)測試后計算得到的第三被試數(shù)字閥的占空比的實際值d/進行比較，若d3與d/之間的誤差在誤差允許范圍內，則該第三被試數(shù)字閥合格。
[0036]當需要測試第四被試數(shù)字閥的實際占空比時，首先對四個被試數(shù)字閥通電，并使第四被試數(shù)字閥工作在額定電壓下，在整個通電時間內正常工作。并通過控制系統(tǒng)控制第一被試數(shù)字閥的閥芯運動至極限位置打開該第一被試數(shù)字閥后，將閥芯停留在該極限位置處，使該第一被試數(shù)字閥處于常開狀態(tài)；通過控制系統(tǒng)控制第二被試數(shù)字閥的閥芯運動至極限位置關閉該第二被試數(shù)字閥后，將閥芯停留在該極限位置處，使該第二被試數(shù)字閥處于常閉狀態(tài)；通過控制系統(tǒng)控制第三被試數(shù)字閥的閥芯運動至極限位置打開該第三被試數(shù)字閥后，將閥芯停留在該極限位置處，使該第三被試數(shù)字閥處于常開狀態(tài)。
[0037]油泵將液壓油從油箱中抽出，送入所述進油通道內，由于第二被試數(shù)字閥處于常閉狀態(tài)，因此液壓油只能從常開的第一被試數(shù)字閥的進油口流入，出油口流出，且第一被試數(shù)字閥的出油口不僅與所述活塞式液壓缸的第一腔體相連接，還與所述第四被試數(shù)字閥的進油口相連接。因此，當?shù)谒谋辉嚁?shù)字閥打開時，從第一被試數(shù)字閥的出油口流出的液壓油經該打開的第四被試數(shù)字閥中流向所述回油通道，最終流回所述油箱內；當?shù)谒谋辉嚁?shù)字閥關閉時，液壓油經第一被試數(shù)字閥的出油口與所述活塞式液壓缸的第一腔體相連的管路，流入所述液壓缸的第一腔體內，推動該活塞式液壓缸的活塞，使活塞桿向該液壓缸的另一側移動。
[0038]在被試數(shù)字閥的整個工作過程中，被試數(shù)字閥的進油口和出油口連通的總時間與總通電時間的比值被叫做數(shù)字閥的占空比，本發(fā)明利用被試數(shù)字閥的占空比，使系統(tǒng)在被試數(shù)字閥的總通電時間內，只有第四被試數(shù)字閥關閉時，液壓油才能夠通過保持常開狀態(tài)的第一被試數(shù)字閥被充入所述活塞式液壓缸的第一腔體內。且在系統(tǒng)向所述活塞式液壓缸的第一腔體內充入液壓油時，該活塞式液壓缸的活塞被推動，活塞桿向該活塞式液壓缸的另一側移動，將該第二腔體內的液壓油通過與保持常開狀態(tài)的第三被試數(shù)字閥進油口的連接管路排出，這部分被排出的液壓油進入該常開的第三被試數(shù)字閥后，最終經所述回油通道流回油箱。
[0039]當本試驗系統(tǒng)在t4時間內通過常開的第一被試數(shù)字閥向所述活塞式液壓缸的第一腔體內充入體積為Q4 (單位為mL，毫升)的液壓油時，活塞桿向該活塞式液壓缸的另一側移動的位移為h4，則根據(jù)所述活塞式液壓缸的橫截面積S、活塞桿的橫截面積s以及活塞桿的位移h4，能夠計算出充入所述活塞式液壓缸第一腔體內的液壓油的體積Q40若所述活塞式液壓缸與所述第四被試數(shù)字閥進油口相連的第一腔體內有活塞桿，則在t4時間內充入所述活塞式液壓缸第一腔體內的液壓油的體積Q4等于該側液壓缸體積的增大值Sh4減去長度為h4的活塞桿的體積Sh4 ;若所述活塞式液壓缸與所述第四被試數(shù)字閥進油口相連的第一腔體內無活塞桿，則充入該側腔體內的液壓油推動活塞，使所述活塞式液壓缸第二腔體內的活塞桿伸出的長度為h4，則在t4時間內充入所述活塞式液壓缸第一腔體內的液壓油的體積Q4等于該側液壓缸體積的增大值Sh4。而在t4時間內，只有第四被試數(shù)字閥的進油口與出油口不連通時，也即第四被試數(shù)字閥關閉時，系統(tǒng)才能夠將液壓油充入所述活塞式液壓缸的第一腔體內，因此，在t4時間內，通過保持常開狀態(tài)的第一被試數(shù)字閥流入系統(tǒng)的液壓油的總量Q” = nqvt4，其中，
[0040]η為油泵的轉速,單位為r/min (轉/分鐘)；
[0041]qv為油泵的排量，單位為mL/r (毫升/轉)。
[0042]由于在第四被試數(shù)字閥的總通電時間t4內，通過常開的第一被試數(shù)字閥流入所述活塞式液壓缸第一腔體內的液壓油的總量為Q4,因此，在t4時間內通過第四被試數(shù)字閥流回油箱的總油量Q/ = Q^-Q4 = nqvt4-Q4。
[0043]而第四被試數(shù)字閥只有在連通狀態(tài)時，液壓油才會通過連通的第四被試數(shù)字閥流回油箱內，假設在第四被試數(shù)字閥通電的總時間t4內，第四被試數(shù)字閥處于連通狀態(tài)的總時間為t4’，則根據(jù)第四被試數(shù)字閥出油口橫截面積A4，單位為Hl2(平方米)；系統(tǒng)內液壓油的流速V，單位為m/s (米/秒)；從而得出Q4’ = 16A4Vt/,將Q4’ =nqvt4-Q4代入，得出nqvt4_Q4 = 16A4Vt/,則第四被試數(shù)字閥處于連通狀態(tài)的總時間為t4’ = (nqvt4-Q4) /(16A4V)。
[0044]根據(jù)數(shù)字閥占空比的定義，得出第四被試數(shù)字閥在額定電壓下正常工作時的實際占空比 d4，= t4’ /t4 = (nqvt4-Q4) / (16A4Vt4)。
[0045]將第四被試數(shù)字閥的占空比的設計值d4與通過本試驗系統(tǒng)測試后計算得到的第四被試數(shù)字閥的占空比的實際值山’進行比較，若d4與d4’之間的誤差在誤差允許范圍內，則該第四被試數(shù)字閥合格。
[0046]使用本發(fā)明數(shù)字閥試驗系統(tǒng)對數(shù)字閥的實際占空比進行測試，能夠準確得出被試數(shù)字閥的實際占空比，通過與被試數(shù)字閥的理論占空比進行比較，看誤差是否在誤差允許范圍內，從而得出被試數(shù)字閥是否合格，為數(shù)字閥的實際應用提供保障。同時，本發(fā)明數(shù)字閥試驗系統(tǒng)內元件較少， 操作簡單方便，且能夠在系統(tǒng)內各元件連接完成后，系統(tǒng)內元件不發(fā)生變化的情況下，每組測試可以直接實現(xiàn)測試四個數(shù)字閥的實際占空比，大大提升了試驗效率，四個被試數(shù)字閥的占空比測試無先后順序要求，試驗靈活性較強。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0047]圖1為本發(fā)明數(shù)字閥試驗系統(tǒng)的示意圖。

【具體實施方式】
[0048]如圖1所示，本發(fā)明數(shù)字閥試驗系統(tǒng)包括油箱1、油泵2、進油通道P、第一被試數(shù)字閥31、第二被試數(shù)字閥32、第三被試數(shù)字閥33、第四被試數(shù)字閥34、雙桿式活塞式液壓缸4以及回油通道T，油泵2的吸油口與油箱I通過吸油濾油器11相連接，油泵2的出油口上連接有進油通道P，進油通道P設置有兩個支路，分別與第一被試數(shù)字閥31的進油口和第二被試數(shù)字閥32的進油口相連接，第一被試數(shù)字閥31的出油口與液壓缸4的第一腔體相連接，第二被試數(shù)字閥32的出油口與液壓缸4的第二腔體相連接，且第一被試數(shù)字閥31的出油口與液壓缸4第一腔體相連的管路上設置有支管，該支管與第四被試數(shù)字閥34的進油口相連接，第二被試數(shù)字閥32的出油口與液壓缸4第二腔體相連的管路上設置有支管，該支管與第三被試數(shù)字閥33的進油口相連接，第三被試數(shù)字閥33的出油口與第四被試數(shù)字閥34的出油口均與回油通道T的一端相連接，回油通道T的另一端通過回油濾油器12與油箱I相連接。
[0049]優(yōu)選地，本發(fā)明數(shù)字閥試驗系統(tǒng)采用電氣控制系統(tǒng)來控制系統(tǒng)內各元件的開關以及四個被試數(shù)字閥的啟閉和調節(jié)。由于數(shù)字閥的驅動信號是二進制信號，因此數(shù)字閥可方便地與計算機系統(tǒng)直接連接，而無需數(shù)模轉換裝置，避免轉換過程中帶來的信號損失，控制精度得到提聞。
[0050]當需要測試第一被試數(shù)字閥31的實際占空比時，首先對四個被試數(shù)字閥通電，并使第一被試數(shù)字閥31工作在額定電壓下，在整個通電時間內正常工作。控制第二被試數(shù)字閥32，使得第二被試數(shù)字閥32的通斷情況與第一被試數(shù)字閥31正好相反，也即當?shù)谝槐辉嚁?shù)字閥31開啟時，第二被試數(shù)字閥32關閉；當?shù)谝槐辉嚁?shù)字閥31關閉時，第二被試數(shù)字閥32開啟。通過控制系統(tǒng)控制第三被試數(shù)字閥33的閥芯運動至極限位置打開第三被試數(shù)字閥33后，將閥芯停留在該極限位置處，使第三被試數(shù)字閥33處于常開狀態(tài)；通過控制系統(tǒng)控制第四被試數(shù)字閥34的閥芯運動至極限位置關閉第四被試數(shù)字閥34后，將閥芯停留在該極限位置處，使第四被試數(shù)字閥34處于常閉狀態(tài)。
[0051]油泵2將液壓油從油箱I中抽出，經吸油濾油器11過濾后，送入進油通道P內，當?shù)谝槐辉嚁?shù)字閥31開啟時，液壓油從第一被試數(shù)字閥31的進油口流入，出油口流出，而第一被試數(shù)字閥31的出油口與第四被試數(shù)字閥34的進油口和液壓缸4的第一腔體相連接，但由于第四被試數(shù)字閥34處于常閉狀態(tài)，因此從第一被試數(shù)字閥31的出油口流出的液壓油流向液壓缸4的第一腔體內，使得該液壓缸4的活塞向右移動，第二腔體內的活塞桿伸出。由于數(shù)字閥為開關閥，當?shù)谝槐辉嚁?shù)字閥31在額定電壓下正常工作時，第一被試數(shù)字閥31會出現(xiàn)周期性啟閉狀態(tài)，而由于系統(tǒng)控制第二被試數(shù)字閥32，使得第二被試數(shù)字閥32的啟閉狀態(tài)與第一被試數(shù)字閥31正相反，因此，在第一被試數(shù)字閥關閉31，第二被試數(shù)字閥32打開時，液壓油從打開的第二被試數(shù)字閥32流入，經常開的第三被試數(shù)字閥33流入回油通道T，被回油濾油器12過濾后，最終流回油箱I內。
[0052]在被試數(shù)字閥的整個工作過程中，被試數(shù)字閥的進油口和出油口連通的總時間與總通電時間的比值被叫做數(shù)字閥的占空比，本發(fā)明利用被試數(shù)字閥的占空比，使系統(tǒng)在被試數(shù)字閥的總通電時間內，只有第一被試數(shù)字閥31打開時，液壓油才能夠通過該打開的第一被試數(shù)字閥31被充入液壓缸4的第一腔體內。且在系統(tǒng)向液壓缸4的第一腔體內充入液壓油時，該液壓缸4的活塞被推動，第二腔體體積減小，第二腔體內的液壓油通過與常開的第三被試數(shù)字閥33的進油口的連接管路，流入第三被試數(shù)字閥33，最終經回油通道T被回油濾油器12過濾后流回油箱I。
[0053]當本試驗系統(tǒng)在h時間內通過連通的第一被試數(shù)字閥31向液壓缸4的第一腔體內充入體積為Q1 (單位為mL，毫升)的液壓油時，根據(jù)設置在液壓缸4左側的位移傳感器的測量，第一活塞桿退回的長度為Ii1,則根據(jù)液壓缸4的橫截面積S、第一腔體內的第一活塞桿的橫截面積S1以及第一活塞桿退回的長度Ii1，可以得出Q1 = Sh1-S1Iv而在L時間內，只有第一被試數(shù)字閥31的進油口與出油口處于連通狀態(tài)，也即第一被試數(shù)字閥31打開時，系統(tǒng)才能夠將液壓油充入液壓缸4的第一腔體內，因此，在&時間內，向液壓缸4的第一腔體內充入液壓油的實際時間為第一被試數(shù)字閥31在&時間內的總打開時間t/。再根據(jù)第一被試數(shù)字閥31出油口橫截面積A1，單位為m2 (平方米)；系統(tǒng)內液壓油的流速V，單位為m/s(米/秒)；從而得出Q1 = 16A1Vt1'則第一被試數(shù)字閥31在&時間內的總打開時間 t/ = Q1/ (16A1V)。
[0054]根據(jù)數(shù)字閥占空比的定義，得出第一被試數(shù)字閥32在額定電壓下正常工作時的實際占空比 d/ = t/ Zt1 = Q1/(16A1Vt1)。
[0055]將第一被試數(shù)字閥31的占空比的設計值Cl1與通過本試驗系統(tǒng)測試后計算得到的第一被試數(shù)字閥31的占空比的實際值d/進行比較，若Cl1與d/之間的誤差在誤差允許范圍內，則該第一被試數(shù)字閥31合格。
[0056]當?shù)谝槐辉嚁?shù)字閥31的實際占空比測試結束后，需要對第二被試數(shù)字閥32的實際占空比進行測試時，系統(tǒng)內各元件的連接方式及初始狀態(tài)均不改動，只需對四個被試數(shù)字閥通電，并使第二被試數(shù)字閥32工作在額定電壓下，在整個通電時間內正常工作。控制第一被試數(shù)字閥31，使得第一被試數(shù)字閥31的通斷情況與第二被試數(shù)字閥32正好相反，也即當?shù)诙辉嚁?shù)字閥32開啟時，第一被試數(shù)字閥31關閉；當?shù)诙辉嚁?shù)字閥32關閉時，第一被試數(shù)字閥31開啟。通過控制系統(tǒng)控制第三被試數(shù)字閥33的閥芯運動至極限位置關閉第三被試數(shù)字閥33后，將閥芯停留在該極限位置處，使第三被試數(shù)字閥33處于常閉狀態(tài)；通過控制系統(tǒng)控制第四被試數(shù)字閥34的閥芯運動至極限位置打開第四被試數(shù)字閥34后，將閥芯停留在該極限位置處，使第四被試數(shù)字閥34處于常開狀態(tài)。
[0057]油泵2將液壓油從油箱中抽出，經吸油濾油器11過濾后，送入進油通道P內，當?shù)诙辉嚁?shù)字閥32開啟時，液壓油從第二被試數(shù)字閥32的進油口流入，出油口流出，而第二被試數(shù)字閥32的出油口與第三被試數(shù)字閥33的進油口和液壓缸4的第二腔體相連接，但由于第三被試數(shù)字閥33處于常閉狀態(tài)，因此從第二被試數(shù)字閥32的出油口流出的液壓油流向液壓缸4的第二腔體內，使得該液壓缸4的活塞向左側移動，第一活塞桿伸出。由于數(shù)字閥為開關閥，當?shù)诙辉嚁?shù)字閥32在額定電壓下正常工作時，該第二被試數(shù)字閥32會出現(xiàn)周期性啟閉狀態(tài)，而由于系統(tǒng)控制第一被試數(shù)字閥31，使得第一被試數(shù)字閥31的啟閉狀態(tài)與第二被試數(shù)字閥32正相反，因此，在第二被試數(shù)字閥32關閉，第一被試數(shù)字閥31打開時，液壓油從打開的第一被試數(shù)字閥31流入，經常開的第四被試數(shù)字閥34流入回油通道T，被回油濾油器12過濾后，最終流回油箱I內。
[0058]在被試數(shù)字閥的整個工作過程中，被試數(shù)字閥的進油口和出油口連通的總時間與總通電時間的比值被叫做數(shù)字閥的占空比，本發(fā)明利用被試數(shù)字閥的占空比，使系統(tǒng)在被試數(shù)字閥的總通電時間內，只有第二被試數(shù)字閥32打開時，液壓油才能夠通過該打開的第二被試數(shù)字閥32被充入液壓缸4的第二腔體內。且在系統(tǒng)向液壓缸4的第二腔體內充入液壓油時，活塞被液壓油向左側推動，第一腔體體積減小，第一活塞桿伸出，且第一腔體內的液壓油通過與常開的第四被試數(shù)字閥34的進油口的連接管路，流入第四被試數(shù)字閥34，最終經回油通道T被回油濾油器12過濾后流回油箱I內。
[0059]當本試驗系統(tǒng)在t2時間內通過連通的第二被試數(shù)字閥32向液壓缸4的第二腔體內充入體積為Q2 (單位為mL，毫升)的液壓油時，根據(jù)設置在液壓缸4右側的位移傳感器的測量，第二活塞桿退回的長度為h2，則根據(jù)液壓缸4的橫截面積S、第二活塞桿的橫截面積S2以及第二活塞桿退回的長度h2，可以得出Q2 = Sh2-s2h2。而在t2時間內，只有第二被試數(shù)字閥32的進油口與出油口處于連通狀態(tài)，也即第二被試數(shù)字閥32打開時，系統(tǒng)才能夠將液壓油充入液壓缸4的第二腔體內，因此，在t2時間內，向液壓缸4的第二腔體內充入液壓油的實際時間為第二被試數(shù)字閥32在t2時間內的總打開時間t2’。再根據(jù)第二被試數(shù)字閥32出油口橫截面積4，單位為m2(平方米)；系統(tǒng)內液壓油的流速V，單位為m/s(米/秒)；從而得出Q2 = 16A2Vt/ ,則第二被試數(shù)字閥32在t2時間內的總打開時間t2’ = Q2/ (16A2V)。
[0060]根據(jù)數(shù)字閥占空比的定義，得出第二被試數(shù)字閥32在額定電壓下正常工作時的實際占空比 d2’ = t2’ /t2 = Q2/(16A2Vt2)。
[0061]將第二被試數(shù)字閥32的占空比的設計值d2與通過本試驗系統(tǒng)測試后計算得到的第二被試數(shù)字閥32的占空比的實際值d2’進行比較，若d2與d2’之間的誤差在誤差允許范圍內，則該被試數(shù)字閥合格。
[0062]當需要測試第三被試數(shù)字閥33的實際占空比時，首先對四個被試數(shù)字閥通電，并使第三被試數(shù)字閥33工作在額定電壓下，在整個通電時間內正常工作。并通過控制系統(tǒng)控制第一被試數(shù)字閥31的閥芯運動至極限位置關閉第一被試數(shù)字閥31后，將閥芯停留在該極限位置處，使第一被試數(shù)字閥31處于常閉狀態(tài)；通過控制系統(tǒng)控制第二被試數(shù)字閥32的閥芯運動至極限位置打開第二被試數(shù)字閥32后，將閥芯停留在該極限位置處，使第二被試數(shù)字閥32處于常開狀態(tài)；通過控制系統(tǒng)控制第四被試數(shù)字閥34的閥芯運動至極限位置打開第四被試數(shù)字閥34后，將閥芯停留在該極限位置處，使第四被試數(shù)字閥34處于常開狀態(tài)。
[0063]油泵2將液壓油從油箱I中抽出，經吸油濾油器11過濾后，送入進油通道P內，由于第一被試數(shù)字閥31處于常閉狀態(tài)，因此液壓油只能從常開的第二被試數(shù)字閥32的進油口流入，出油口流出，且第二被試數(shù)字閥32的出油口不僅與液壓缸4的第二腔體相連接，還與第三被試數(shù)字閥33的進油口相連接。因此，當?shù)谌辉嚁?shù)字閥33打開時，從第二被試數(shù)字閥32的出油口流出的液壓油經該打開的第三被試數(shù)字閥33流向回油通道T，被回油濾油器12過濾后，最終流回油箱I內；當?shù)谌辉嚁?shù)字閥33關閉時，液壓油經第二被試數(shù)字閥32的出油口與液壓缸4的第二腔體相連的管路，流入液壓缸4的第二腔體內，推動液壓缸4的活塞，使液壓缸4的第一活塞桿伸出。
[0064]在被試數(shù)字閥的整個工作過程中，被試數(shù)字閥的進油口和出油口連通的總時間與總通電時間的比值被叫做數(shù)字閥的占空比，本發(fā)明利用被試數(shù)字閥的占空比，使系統(tǒng)在被試數(shù)字閥的總通電時間內，只有第三被試數(shù)字閥33關閉時，液壓油才能夠通過保持常開狀態(tài)的第二被試數(shù)字閥32被充入液壓缸4的第二腔體內。且在系統(tǒng)向液壓缸4的第二腔體內充入液壓油時，液壓缸4的活塞被推動，第一活塞桿伸出，將該第一腔體內的液壓油通過與保持常開狀態(tài)的第四被試數(shù)字閥34進油口的連接管路排出，這部分被排出的液壓油進入該常開的第四被試數(shù)字閥34后，被回油濾油器12過濾，最終經回油通道T流回油箱I內。
[0065]當本試驗系統(tǒng)在t3時間內通過常開的第二被試數(shù)字閥32向液壓缸4的第二腔體內充入體積為Q3 (單位為mL，毫升)的液壓油時，根據(jù)設置在液壓缸4右側的位移傳感器的測量，第二活塞桿退回的長度為h3，則根據(jù)液壓缸4的橫截面積S、第二腔體內的第二活塞桿的橫截面積S2以及第二活塞桿退回的長度h3，可以得出Q3 = Sh3-s2h3。而在t3時間內，只有第三被試數(shù)字閥33的進油口與出油口不連通時，也即第三被試數(shù)字閥33處于關閉狀態(tài)時，系統(tǒng)才能夠將液壓油充入液壓缸4的第二腔體內，因此，在t3時間內，油泵2從油箱I中抽取，送入進油通道P后通過保持常開狀態(tài)的第二被試數(shù)字閥32流入系統(tǒng)的液壓油的總量 Q’ = nqvt3,其中，
[0066]η為油泵2的轉速,單位為r/min (轉/分鐘)；
[0067]qv為油泵2的排量，單位為mL/r (毫升/轉)。
[0068]由于在第三被試數(shù)字閥33的總通電時間t3內，通過常開的第二被試數(shù)字閥32流入液壓缸4第二腔體內的液壓油的總量為Q3,因此，在t3時間內通過第三被試數(shù)字閥33流回油箱I的總油量Q/ = Q’ -Q3 = nqvt3-Q3。
[0069]而第三被試數(shù)字閥33只有在連通狀態(tài)時，液壓油才會通過連通的第三被試數(shù)字閥33流回油箱I內，假設在第三被試數(shù)字閥33通電的總時間t3內，第三被試數(shù)字閥33處于連通狀態(tài)的總時間為t/，則根據(jù)第三被試數(shù)字閥33出油口橫截面積A3,單位為m2 (平方米)；系統(tǒng)內液壓油的流速V,單位為m/s (米/秒)；從而得出Q/ = 16A3Vt3'將Q/ =nqvt3_Q3代入，得出nqvt3_Q3 = 16A3Vt/，則第三被試數(shù)字閥33處于連通狀態(tài)的總時間為t3，= nqvt3_Q3/ (16A3V)。
[0070]根據(jù)數(shù)字閥占空比的定義，得出第三被試數(shù)字閥33在額定電壓下正常工作時的實際占空比 d/ = t3，/t3 = (nqvt3-Q3) / (16A3Vt3)。
[0071]將第三被試數(shù)字閥33的占空比的設計值d3與通過本試驗系統(tǒng)測試后計算得到的第三被試數(shù)字閥33的占空比的實際值d/進行比較，若d3與d/之間的誤差在誤差允許范圍內，則該第三被試數(shù)字閥33合格。
[0072]當需要測試第四被試數(shù)字閥34的實際占空比時，首先對四個被試數(shù)字閥通電，并使第四被試數(shù)字閥34工作在額定電壓下，在整個通電時間內正常工作。并通過控制系統(tǒng)控制第一被試數(shù)字閥31的閥芯運動至極限位置打開第一被試數(shù)字閥31后，將閥芯停留在該極限位置處，使第一被試數(shù)字閥31處于常開狀態(tài)；通過控制系統(tǒng)控制第二被試數(shù)字閥32的閥芯運動至極限位置關閉第二被試數(shù)字閥32后，將閥芯停留在該極限位置處，使第二被試數(shù)字閥32處于常閉狀態(tài)；通過控制系統(tǒng)控制第三被試數(shù)字閥33的閥芯運動至極限位置打開第三被試數(shù)字閥33后，將閥芯停留在該極限位置處，使第三被試數(shù)字閥33處于常開狀態(tài)。
[0073]油泵2將液壓油從油箱I中抽出，經吸油濾油器11過濾后，送入進油通道P內，由于第二被試數(shù)字閥32處于常閉狀態(tài)，因此液壓油只能從常開的第一被試數(shù)字閥31的進油口流入，出油口流出，且第一被試數(shù)字閥31的出油口不僅與液壓缸4的第一腔體相連接，還與第四被試數(shù)字閥34的進油口相連接。因此，當?shù)谒谋辉嚁?shù)字閥34打開時，從第一被試數(shù)字閥31的出油口流出的液壓油經該打開的第四被試數(shù)字閥34中流向回油通道T，被回油濾油器12過濾后，最終流回油箱I內；當?shù)谒谋辉嚁?shù)字閥34關閉時，液壓油經第一被試數(shù)字閥31的出油口與液壓缸4的第一腔體相連的管路，流入液壓缸4的第一腔體內，推動液壓缸4的活塞，使第二活塞桿伸出。
[0074]在被試數(shù)字閥的整個工作過程中，被試數(shù)字閥的進油口和出油口連通的總時間與總通電時間的比值被叫做數(shù)字閥的占空比，本發(fā)明利用被試數(shù)字閥的占空比，使系統(tǒng)在被試數(shù)字閥的總通電時間內，只有第四被試數(shù)字閥34關閉時，液壓油才能夠通過保持常開狀態(tài)的第一被試數(shù)字閥31被充入液壓缸4的第一腔體內。且在系統(tǒng)向液壓缸4的第一腔體內充入液壓油時，液壓缸4的活塞被推動，第二活塞桿伸出，將第二腔體內的液壓油通過與保持常開狀態(tài)的第三被試數(shù)字閥33的進油口的連接管路排出，這部分被排出的液壓油進入該常開的第三被試數(shù)字閥33后，被回油濾油器12過濾，最終經回油通道T流回油箱。
[0075]當本試驗系統(tǒng)在t4時間內通過常開的第一被試數(shù)字閥31向液壓缸4的第一腔體內充入體積為Q4 (單位為mL，毫升)的液壓油時，根據(jù)設置在液壓缸4左側的位移傳感器的測量，第一活塞桿的退回長度為h4,則根據(jù)液壓缸4的橫截面積S、第一活塞桿的橫截面積S1以及第一活塞桿退回的長度hi，可以得出Q4 = Sh4-Slh4。而在t4時間內，只有第四被試數(shù)字閥34的進油口與出油口不連通時，也即第四被試數(shù)字閥34關閉時，系統(tǒng)才能夠將液壓油充入液壓缸4的第一腔體內，因此，在t4時間內，通過保持常開狀態(tài)的第一被試數(shù)字閥31流入系統(tǒng)的液壓油的總量Q” = nqvt4，其中，
[0076]η為油泵2的轉速,單位為r/min (轉/分鐘)；
[0077]qv為油泵2的排量，單位為mL/r (毫升/轉)。
[0078]由于在第四被試數(shù)字閥34的總通電時間t4內，通過常開的第一被試數(shù)字閥31流入液壓缸4第一腔體內的液壓油的總量為Q4,因此，在t4時間內通過第四被試數(shù)字閥34流回油箱的總油量Q/ = Q^-Q4 = nqvt4-Q4。
[0079]而第四被試數(shù)字閥34只有在連通狀態(tài)時，液壓油才會通過連通的第四被試數(shù)字閥34流回油箱內，假設在第四被試數(shù)字閥34通電的總時間t4內，第四被試數(shù)字閥34處于連通狀態(tài)的總時間為t4’，則根據(jù)第四被試數(shù)字閥34出油口橫截面積A4，單位為m2(平方米)；系統(tǒng)內液壓油的流速V,單位為m/s(米/秒)；從而得出Q4’ = I O6A4Vt4’，將Q4 ’ =nqvt4_Q4代入,得出nqvt4_Q4 = 16A4Vt/,則第四被試數(shù)字閥34處于連通狀態(tài)的總時間為t4，= (nqvt4-Q4) / (16A4V)。
[0080]根據(jù)數(shù)字閥占空比的定義，得出第四被試數(shù)字閥34在額定電壓下正常工作時的實際占空比 d4’ = t4，/t4 = (nqvt4-Q4) / (16A4Vt4)。
[0081]將第四被試數(shù)字閥34的占空比的設計值d4與通過本試驗系統(tǒng)測試后計算得到的第四被試數(shù)字閥34的占空比的實際值d4’進行比較，若d4與d4’之間的誤差在誤差允許范圍內，則該第四被試數(shù)字閥34合格。
[0082]使用本發(fā)明數(shù)字閥試驗系統(tǒng)，能夠準確測量出被試數(shù)字閥的實際占空比，通過比對被試數(shù)字閥的理論占空比和實際占空比之間的誤差是否在誤差允許范圍內，從而得出被試數(shù)字閥是否合格，為數(shù)字閥的出廠及實際應用提供保障。同時，使用本發(fā)明數(shù)字閥試驗系統(tǒng)測試數(shù)字閥的占空比時，測試速度快，試驗效率高，且更換被試數(shù)字閥后無需對系統(tǒng)進行重新調整，操作方便靈活，試驗過程受外界因素干擾較小，測試結果準確。
【權利要求】
1.一種數(shù)字閥試驗系統(tǒng)，其特征在于，該數(shù)字閥試驗系統(tǒng)包括油箱、油泵、進油通道、四個被試數(shù)字閥、活塞式液壓缸以及回油通道，所述油泵的吸油口與所述油箱相連接，出油口上連接有所述進油通道，所述進油通道設置有兩個支路，分別與第一被試數(shù)字閥的進油口和第二被試數(shù)字閥的進油口相連接，所述第一被試數(shù)字閥的出油口與所述活塞式液壓缸的第一腔體相連接，所述第二被試數(shù)字閥的出油口與所述活塞式液壓缸的第二腔體相連接，且所述第一被試數(shù)字閥的出油口與所述活塞式液壓缸第一腔體相連的管路上設置有支管，該支管與第四被試數(shù)字閥的進油口相連接，所述第二被試數(shù)字閥的出油口與所述活塞式液壓缸第二腔體相連的管路上設置有支管，該支管與第三被試數(shù)字閥的進油口相連接，所述第三被試數(shù)字閥的出油口與所述第四被試數(shù)字閥的出油口均與所述回油通道的一端相連接，所述回油通道的另一端與所述油箱相連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)字閥試驗系統(tǒng)，其特征在于，該數(shù)字閥試驗系統(tǒng)還包括位移傳感器，所述位移傳感器用以測量所述活塞式液壓缸活塞桿的位移。
3.根據(jù)權利要求2所述的數(shù)字閥試驗系統(tǒng)，其特征在于，所述活塞式液壓缸為雙桿式活塞式液壓缸。
4.根據(jù)權利要求3所述的數(shù)字閥試驗系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字閥試驗系統(tǒng)設置兩個位移傳感器，分別設置在所述雙桿式活塞式液壓缸的兩側。
5.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)字閥試驗系統(tǒng)，其特征在于，所述油箱上還設置有吸油濾油器和回油濾油器，所述吸油濾油器設置在所述油箱和所述油泵之間，所述回油濾油器設置在所述回油通道與所述油箱之間。
6.根據(jù)權利要求 1所述的數(shù)字閥試驗系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字閥試驗系統(tǒng)采用電氣控制系統(tǒng)來控制系統(tǒng)內各元件的開關以及被試數(shù)字閥的啟閉和調節(jié)。
7.一種采用權利要求1的數(shù)字閥試驗系統(tǒng)測試數(shù)字閥占空比的方法，其特征在于，測試所述第一被試數(shù)字閥的實際占空比d/時，使所述第一被試數(shù)字閥工作在額定電壓下，在整個通電時間h內正常工作，所述第二被試數(shù)字閥的通斷情況與所述第一被試數(shù)字閥正好相反，所述第三被試數(shù)字閥常開，所述第四被試數(shù)字閥常閉；測量在h時間內向所述活塞式液壓缸與所述第一被試數(shù)字閥出油口連接的第一腔體內充入液壓油后，活塞桿運動的位移Ii1，再根據(jù)液壓缸的橫截面積S、活塞桿的橫截面積S，求出充入所述活塞式液壓缸內的液壓油的體積Q1，測量所述第一被試數(shù)字閥出油口橫截面積A1，系統(tǒng)內液壓油的流速V，根據(jù)所述第一被試數(shù)字閥的實際占空比(V = Qy(16A1Vt1),計算出所述第一被試數(shù)字閥的實際占空比d/ ； 測試所述第二被試數(shù)字閥的實際占空比d2’時，使所述第二被試數(shù)字閥工作在額定電壓下，在整個通電時間t2內正常工作，所述第一被試數(shù)字閥的通斷情況與所述第二被試數(shù)字閥正好相反，所述第三被試數(shù)字閥常閉，所述第四被試數(shù)字閥常開；測量在t2時間內向所述活塞式液壓缸與所述第二被試數(shù)字閥出油口連接的第二腔體內充入液壓油后，活塞桿運動的位移h2，再根據(jù)液壓缸的橫截面積S、活塞桿的橫截面積S，求出充入所述活塞式液壓缸內的液壓油的體積Q2，測量所述第二被試數(shù)字閥出油口橫截面積A2，系統(tǒng)內液壓油的流速V，根據(jù)所述第二被試數(shù)字閥的實際占空比d2’ = Q2/(106A2vt2)，計算出所述第二被試數(shù)字閥的實際占空比d2’ ； 測試所述第三被試數(shù)字閥的實際占空比d3’時，使第三被試數(shù)字閥工作在額定電壓下，在整個通電時間t3內正常工作，所述第一被試數(shù)字閥常閉，所述第二被試數(shù)字閥常開，所述第四被試數(shù)字閥常開；測量在t3時間內向所述活塞式液壓缸與所述第三被試數(shù)字閥進油口連接的第二腔體內充入液壓油后，活塞桿運動的位移h3，再根據(jù)液壓缸的橫截面積S、活塞桿的橫截面積S，求出充入所述活塞式液壓缸內的液壓油的體積Q3，所述油泵的轉速為η、排量為qv，測量所述第三被試數(shù)字閥出油口橫截面積A3，系統(tǒng)內液壓油的流速V，根據(jù)所述第三被試數(shù)字閥的實際占空比d/ = (nqvt3_Q3)/(16A3Vt3),計算出所述第三被試數(shù)字閥的實際占空比d3 ’ ； 測試所述第四被試數(shù)字閥的實際占空比山’時，使第四被試數(shù)字閥工作在額定電壓下，在整個通電時間t4內正常工作，所述第一被試數(shù)字閥常開，所述第二被試數(shù)字閥常閉，所述第三被試數(shù)字閥常開； 測量在t4時間內向所述活塞式液壓缸與所述第四被試數(shù)字閥進油口連接的第一腔體內充入液壓油后，活塞桿運動的位移h4，再根據(jù)液壓缸的橫截面積S、活塞桿的橫截面積S，求出充入所述活塞式液壓缸內的液壓油的體積Q4，所述油泵的轉速為η、排量為qv，測量所述第四被試數(shù)字閥出油口橫截面積A4，系統(tǒng)內液壓油的流速V，根據(jù)所述第四被試數(shù)字閥的實際占空比d4’ = (nqvt4-Q4)/(106A4vt4)，計算出所述第四被試數(shù)字閥的實際占空比d4 ’。
【文檔編號】F15B19/00GK104074841SQ201410339872
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月16日 優(yōu)先權日:2014年7月16日
【發(fā)明者】許仰曾, 隆躍進, 朱小明, 王勇, 張磊, 方彪, 韓智慧, 吳振亞 申請人:上海豪高機電科技有限公司