煤矿乳化液泵动态特性研究

为了对煤矿乳化液泵的动态特性进行仿真研究,在AMESim软件中建立BRW80/35型乳化液泵液压系统仿真模型,对柱塞位移与吸、排液阀的启闭特性,以及腔内压力与吸、排液阀启闭的关系进行了研究,并且通过虚拟仿真得出了BRW80/35型乳化液泵的流量特性曲线,进而得出泵的容积效率。     

基于柱塞位移控制的乳化液泵变量方式研究

提出一种新的变量调节方式,采用柱塞位移反馈调节的方法将柱塞的位移信号反馈给电磁铁,进而控制电磁铁的开启时段,使得进液阀在柱塞排液行程中排液,从而改变乳化液泵排液阀的排量,达到变量控制的目的。通过对比分析锥阀和球阀的过流面积、吸/排液效果,选择球阀作为进/排液阀阀芯。利用AMESim软件建立乳化液泵模型并进行仿真分析,结果表明柱塞位移反馈调节的方法能够很好的控制乳化液泵的排量,实现乳化液泵在最大排量范围内的无级调节。     

新型十字摆盘驱动式水液压轴向柱塞泵阀配流系统设计

针对一种新型十字摆盘驱动式水液压轴向柱塞泵的配流阀系统结构参数与泵转速、柱塞直径不匹配导致的容积效率不足的问题,搭建了该新型泵的ADAMS-AMESim固液耦合仿真模型。在额定转速下,分析了配流阀阀芯质量、弹簧刚度、弹簧预紧力、阀芯球面直径对其容积效率的影响,并对其配流系统进行优化设计。结果表明:新型泵的容积效率随着配流阀弹簧刚度、预紧力的增加而增加,随着配流阀阀芯质量、阀芯球面直径的增加而减少,且吸液阀结构参数的变化对容积效率影响大于排液阀。因此,在设计新型泵的配流阀时可适当提高阀芯复位弹簧刚度和预紧力,适当减小阀芯质量和阀芯球面直径,以提高新型泵的容积效率。     

乳化液泵配流阀滞后性影响因素研究

为了研究乳化液泵配流阀运动的滞后性及平稳性,在AMESim中建立了液压仿真模型,着重考虑了系统结构参数及工作参数的影响,对配流阀的优化设计提供了改进依据。通过数值计算,对配流阀滞后引起的柱塞腔压力变化进行了讨论。结果表明：吸液阀关闭滞后和排液阀的开启滞后随曲轴半径、连杆长度、柱塞直径及吸液阀阀芯质量的增加而增大,随吸液阀弹簧刚度及预压力的增加而减小;而吸液阀的开启滞后时间和排液阀的关闭滞后时间随排液阀阀芯质量的增加而增大,随排液阀弹簧刚度的增加而减小。余隙容积越大,配流阀的开启滞后时间越长,而关闭滞后对其不敏感;此外,随着阀芯半锥角的增加,工作压力的提高,配流阀的滞后现象均随之减弱,而柱塞行程和排液阀弹簧预压力的变化对其几乎无影响。     

多柱塞阀配流往复式容积泵流量调节策略研究

为实现多柱塞阀配流往复式容积泵的流量调节,提出一种基于进液阀在排液行程内延迟关闭原理的流量调节策略。在未考虑柱塞副泄漏效应及配流阀启闭滞后效应前提下,首先借助柱塞运动规律得到了单柱塞腔无量纲化流量方程,并以此为基础建立了单柱塞腔无量纲化瞬时排出流量与排液阀滞后开启时长间的函数关系;之后,借助多柱塞泵的各个柱塞具有相同曲轴安装角度差的结构特点,得出了三柱塞泵整泵无量纲化流量与各自排液阀滞后开启时长间的函数关系;最后,基于功率平衡原理建立了流量调节策略。该策略的核心内容是以负载压力和电机功率计算得出负载所需流量,然后再解算出排液阀所需滞后开启时长及所对应的曲轴转角。以BRW125/31.5C型三柱塞乳化液泵为原型,基于AMESim软件创建了流量调节仿真模型,仿真结果表明：随着负载压力升高,负载液压缸输入流量逐渐降低;在达到压力调节阈值后,乳化液泵需0.25 s 完成流量调节过程。可为乳化液泵的负载敏感化改进设计及面向液压支架动作过程的稳压供液技术研究提供有益借鉴。     

乳化液泵配流机理的试验研究

乳化液泵属于多柱塞阀配流往复式容积泵,以进、排液阀完成配流任务,实践中为了达到流量调节目的往往采用变频驱动技术。采用线性可变差动变压器（Linear Variable Differential Transformer,LVDT）位移传感器测量了进、排液阀阀芯和柱塞位移规律,并同步采集了泵出口处的压力数据。试验结果显示：排液阀阀芯在不同曲轴转速下的行程是变化的,且均未达到由限位结构决定的限位高度;排液阀阀芯在开启过程中存在着抖动,这种开启行程中的反向运动是由泵出口处的压力脉动导致;进、排液阀开启过程均存在滞后,而排液阀关闭滞后不明显,进液阀关闭滞后随着曲轴转速的下降而缓解。为了降低这类泵曲轴转速降低时引发的压力脉动加剧现象,可考虑采用主动控制进液阀启闭时刻的方式实现流量调节目的。     

重卡电动泵吸油阀的改进设计及仿真分析

目前重卡电动泵吸油阀大多采用结构简单的球阀结构,导致泵产生反冲流量过大和容积效率低的缺陷。为此,利用滑阀和锥阀的优点,提出了采用滑锥阀结构改进设计吸油阀的技术方案。通过建立吸油阀、电动泵及其液压举升系统的AMESim仿真模型,在吸油阀流量特性、泵的出口压力和液压缸举升速度方面进行了动态性能仿真,并与球阀结构的电动泵进行了比较分析。结果表明:该技术方案有效且可行,能有效降低泵的反冲流量和提高泵的容积效率,可为高性能重卡电动泵的研制提供理论参考。     

基于Fluent动网格技术的乳化液泵分析

以RBW315/31.5型乳化液泵为例,推导出乳化液泵柱塞的速度和加速度方程,通过Fluent动网格技术着重分析柱塞在排液过程中柱塞面所受的平均压力以及阀口平均流速随时间的变化规律,得到柱塞面压力随时间的变化曲线和阀口流速随时间的变化曲线.     

吸液阀半锥角对乳化液泵泵头流场影响的研究

以矿用BRW350/31.5三柱塞乳化液泵为模型,应用计算流体力学软件进行数值计算,分析了吸液阀半锥角为30°、45°时,泵头内部吸液过程的流场。研究过程中,使用动网格技术,对配流阀和柱塞的关联运动进行动态模拟,得到柱塞在不同位置时,泵头内部的压力分布云图。数值模拟得到的压力变化图,为该类型泵的设计和改进提供更为直接的参考价值,具有一定的工程推广和应用价值。     

超高压海水泵配流阀动态特性仿真研究

针对超高压海水泵配流阀运动滞后所引起海水泵容积效率降低的问题。分析了导致配流阀滞后的主要原因,建立了数学模型,运用AEMSim软件进行仿真。研究结果表明:随着余隙容积的增大,配流阀开启滞后现象越明显。随着吸液阀阀芯质量增加,对阀芯开启滞后影响较小,关闭滞后影响较大。在设计超高压海水泵时,要尽量减小柱塞腔的余隙容积和减小配流阀阀芯质量。     

乳化液泵配流机理的理论研究与试验分析

利用流体可压缩性、流量连续方程及阀口流量公式建立了单柱塞腔流动特性方程；在考虑了重力、弹簧力、压差力、接触力及液动力基础上，建立了配流阀动力学模型；以排液歧管过流孔道为控制体积，建立了包含3个柱塞腔、蓄能器及负载的整泵流动特性方程。用AMESim软件创建了具有3柱塞结构的BRW125/31.5C型乳化液泵模型，将不同曲轴转速下的配流阀阀芯位移及泵出口压力的仿真值与试验值对比，验证了理论分析与仿真模型的正确性。结果表明：当该型号泵驱动电机输入频率分别为50， 40， 30 Hz时，上流量脉动率分别为1.25%，1.19%，1.37%，而下流量脉动率分别为1.76%，1.73%，176%；柱塞腔内流场在从低压向高压转换时存在压力冲击；在吸、排液行程转换阶段，存在流量倒灌现象。     

智能供液系统关键技术研究与系统应用

针对岳城矿13091工作面乳化泵站出口压力脉动大、人工配液繁琐且准确度低等缺点,开发了一套乳化液泵智能供液控制系统,并对其自动配液、恒压供液及智能化控制等功能进行了现场试验。试验结果表明:乳化液泵工作压力保持在30.2～31.5 MPa,能够实现自动吸油和乳化液智能配比,使乳化液浓度为3.9%左右,系统运行状况良好,实现了乳化液泵站的智能化运行。     

三缸内燃泵配流阀容积效率对整机性能影响的仿真研究

介绍了内燃泵(ICP)的结构原理,并对其进行了动力分析。考虑液体可压缩性与液体连续流条件建立了ICP配流阀的动力学模型,研究了阀的容积效率特性。阀的固有频率接近样机工作频率的整数倍时,容积效率大幅度降低。样机标定转速与容积效率最低转速较为接近,不利于系统正常稳定工作,应该对配流阀结构进一步优化。容积效率的变化对ICP的燃油消耗率、输出流量、有效热效率、有效功率等性能指标影响较大,但对输出压力基本没有影响。     

直驱式小型往复泵流量特性分析及优化

应用单向阀配流的直线驱动往复泵中,柱塞高频运动时单向阀吸排油动作对泵系统流量存在很大的影响。当泵系统的柱塞频率为100 Hz时,研究了单向阀对往复泵整体流量特性的影响规律,并对泵系统的关键参数进行优化。建立球阀的压力、流量和动力特性,以及应用该类型单向阀进行配流的往复泵系统的模型。将泵系统参数带入所建的模型后仿真,往复泵能完成吸排油。同时对泵参数进行优化,在减小泵闭死容积后,可加速压差的建立,延长吸排油周期。使出口单向阀弹簧刚度低于入口单向阀刚度,有助于改善单向阀的响应,减小出口单向阀的流量倒灌,使泵吸排油性能更好。     

四叶片差速泵的理论研究

提出了一种新型容积泵——四叶片差速泵,它主要由非圆齿轮驱动系统、泵壳及同轴安装于泵壳内的两个叶轮组成,利用不等速转动的两个叶轮叶片之间周期性张开、闭合来实现密闭容积变化进而完成排液及吸液过程,其两叶轮的张合运动分别由两对非圆齿轮驱动实现。研究了该泵的工作原理、驱动系统中非圆齿轮节曲线以及配液孔的设计方法,并提出了解决困液及叶片干涉问题的可行方案。     

高压叶片泵流量脉动CFD模拟

高压泵是液压系统中的核心设备,流量脉动是影响其输出稳定性的重要参数。针对液压系统双作用高压叶片泵,采用CFD方法对其内部流场进行了三维瞬态模拟,分析了不同工况对出口流量脉动及其性能的影响规律。结果表明：排油初期高压差的作用使得工作腔内会出现明显的回流现象,产生较高的流量脉动;随着叶顶间隙的增大,泵的流量脉动减小,但容积效率明显下降,间隙值为30μm时,容积效率仅为61.1%;流量脉动幅度随叶片数的增多而减小;吸液压力为0.1 MPa时的流量脉动率为0.2 MPa时的4.4倍,容积效率增大了5.6%。因此,提高吸液压力可以有效改善泵的流量脉动和容积效率。     

多柱塞阀配流往复式容积泵新型流量调节方法研究

针对多柱塞阀配流往复式容积泵的结构特点,提出了通过使进液阀在排液行程阶段延迟关闭的方法来实现泵出口流量调节的目的。为探究这种新型流量调节方法的有效性,利用AMESim建立了仿真模型并进行了仿真分析。结果表明：以曲轴转角位置作为控制信号,从曲轴处于排液行程位置开始,控制各个柱塞腔进液阀依序延迟关闭一定的曲轴转角角度,可使已进入柱塞腔的部分液压介质经进液阀回流至液箱,进而使流经排液阀进入后续液压系统的流体体积减少,最终实现了流量调节目的。相较于现有的基于变频技术和电磁卸荷技术的流量调节方案,提出的新型流量调节方法可避免由于曲轴转速反复变化引起的泵动力端润滑质量下降以及由于卸荷阀反复启闭引起的后续液压系统压力波动频繁等问题。     

柔性微型阀对静电驱动振膜微泵压力性能的影响

将最小能量法与均匀压力载荷下圆薄膜大变形半解析解相结合,分析了静电驱动柔性微型阀对静电驱动振膜微泵压升性能的影响。微型阀容积的引入会导致静电驱动振膜微泵的压升出现一定程度的降低,但降低幅度远小于阀门容积对常规定排量泵的影响。微型阀的阀片以柔性薄膜为基片,因此所需的关阀电压远远低于微泵泵腔的驱动电压,从而使静电微泵和微型阀运行的可靠性得到了极大的提高。     

压裂泵凡尔阀动态排液性能仿真研究

针对凡尔阀关闭滞后引起泵排量减少及凡尔阀开启阻力过大使排液性能变差等问题,在虚拟试验中,以某型压裂泵的凡尔阀为研究对象,利用系统性能仿真方法建立压裂泵液力端仿真模型,对压裂泵排液动态特性进行仿真。研究了弹簧刚度、阀盘质量对泵排出流量的影响及弹簧刚度、阀盘质量、阀座孔径对泵排出压力的影响。结果表明：泵排出流量、排出压力受阀座孔径影响较大而受弹簧刚度和阀盘质量影响较小;在各弹簧刚度和阀盘质量取值下泵的平均排出流量均在4000 L/min左右,平均排出压力均在140 MPa左右;泵的瞬时排出流量和瞬时排出压力随弹簧刚度、阀盘质量的增大而增大,随阀座孔径的增大而减小。研究结果对于优化凡尔阀设计,提高压裂泵排液性能具有重要的参考价值。     

一种乳化液泵用二级压力控制液控阀

介绍乳化液泵二级压力控制用液控阀的结构、工作原理和液压控制系统。