双压力柱塞泵建模与仿真研究

双压力泵源系统是机载液压系统发展方向之一。分析双压力柱塞泵的工作原理;以AMESim工程软件为平台,建立双压力柱塞泵仿真模型,对双压力柱塞泵的动态特性进行仿真分析。仿真结果符合设计要求,为机载双压力柱塞泵的优化设计提供了依据。     

基于AMESim的液压挖掘机LUDV系统仿真分析

负载独立流量分配(LUDV)因其抗流量饱和及节能广泛应用在液压挖掘机上,但因阀口开启或负载交替变换成为系统最高压力时,会产生一定的液压冲击。针对这一问题,分析LUDV控制原理,并根据LUDV系统以AMESim为平台建立模型,给定交替变化负载信号,对多路阀、补偿阀进出口压力流量特性进行仿真分析。结果表明:建立的模型是正确的;适当增加压力补偿阀弹簧刚度、适当减小补偿阀阀芯最大位移及适当扩大节流口直径可减弱液压冲击,提升系统的稳定性。     

数控机床变频液压动力单元试验研究

探讨(变频电机+定量泵)组合的液压动力单元的流量、压力控制及噪声、能耗等综合特性,开发了一种节能环保的液压系统.     

民机2H/2E能源系统正常工况下液压压力可达性分析

出于对高功重比的追求,民机液压能源系统压力流量裕度较小,但由于用户多、系统复杂,如果压力流量裕度过小,在有些飞行剖面下可能会产生流量压力纷争而导致系统压力不可达,因此进行压力可达性分析是民机液压能源系统设计的首要工作。以民机34.47 MPa(5 000 psi)压力体制2H/2E能源系统架构的一套液压能源系统为对象,在分析其工作原理及压力损失机制的基础上,在AMESim软件中搭建相关元件的标准模型和超级模型,进而建立该套液压能源系统的仿真分析模型,得到-8℃环境温度下飞机液压能源系统的压力可达性规律。目前国产民机34.47 MPa(5 000 psi)压力体制2H/2E能源系统架构及其液压系统研究处于起步阶段,相关研究成果将为宽体飞机研制提供支持,同时对我国大型民机液压能源系统设计、评估及优化提供参考。     

基于蓄能器的挖掘机节能驱动系统的参数匹配

为了提高液压挖掘机驱动系统的效率,提出一种基于能量回收和液压混合动力的液压挖掘机节能驱动系统的参数匹配方法。分析节能驱动系统的结构、工作原理及负载特性。以保证液压挖掘机作业效率、整机稳定性、延长蓄能器使用寿命和满足负载平衡能力为约束条件,对节能驱动系统中液压蓄能器、泵/马达、发动机等主要元件进行参数匹配。在所建立的液压混合力挖掘机模型上对匹配结果进行分析,结果表明:进行参数匹配后,发动机的工作点波动较小且蓄能器的压力波动满足工况要求,同时上车机构能量回收系统的使用使得整机节能效果进一步提高10%。     

起重机双阀芯泵阀协同压力流量复合控制液压系统研究

目前,起重机普遍使用的传统抗流量饱和负载敏感液压系统存在响应速度慢、速度精度差、能耗大的缺点。为克服这些缺点,建立以电子压力补偿原理为基础的起重机双阀芯泵阀协同压力流量复合控制液压系统。对起重机典型负载原理进行分析,提出一种以手柄开度信号为阈值的多模式控制策略。建立传统抗流量饱和负载敏感液压系统AMESim仿真模型,并通过试验验证了仿真模型的正确性。建立起重机双阀芯泵阀协同压力流量复合控制液压系统AMESim仿真模型。仿真结果表明:与传统抗流量饱和负载敏感系统相比,双阀芯泵阀协同压力流量复合控制液压系统在变幅油缸单动作微动模式下使用主阀和小流量伺服阀速度精度更高,速度跟踪误差分别降低26.2%和56.5%,卷扬马达单动作微动模式下使用主阀和小流量伺服阀速度跟踪误差分别降低46.1%和69.8%。     

基于扩展卡尔曼滤波的锻造操作机夹钳旋转系统的负载压力估计

针对液压系统状态测量成本过高以及某些状态无法测量的问题,采用扩展卡尔曼滤波器对锻造操作机夹钳旋转液压系统的马达负载压力进行估计。首先,建立液压系统的三阶非线性状态空间模型,介绍扩展卡尔曼滤波器算法流程。然后,以系统输入电压和液压马达速度作为算法输入,通过卡尔曼滤波器估计液压驱动器负载压力状态。Matlab仿真结果显示压力估计误差为0.22%,表明该方法可以精确估计马达负载压力。最后,以1 t锻造操作机夹钳旋转液压驱动系统进行负载压力估计实验,实验在位置控制和速度跟踪两种情况下进行。结果表明,该方法不仅可以准确估计系统负载压力,还能对实际测量有一定的滤波作用。     

基于AMESim的粉末压机液压系统节能控制

针对粉末压机压制频次高、能耗高、液压系统发热严重等问题,提出采用伺服泵组、大通径伺服阀及压力补偿等环节实现2.8 MN粉末压机液压系统的节能控制。利用AMESim软件搭建比例流量插装阀和伺服阀仿真模型,通过仿真验证模型的正确性;搭建2.8 MN粉末压机液压系统仿真模型,研究伺服泵组节能控制、伺服阀及压力补偿控制对液压系统功耗的影响。结果表明：采用伺服泵组节能控制可以有效降低压机待机阶段的液压系统功耗;采用伺服阀及压力补偿控制可实现压机工作阶段泵出口压力随负载变化而变化,有效降低泵出口压力和液压系统功耗。     

负载敏感液压系统的防冲击技术研究

针对负载敏感液压系统在快操作时出现压力冲击的问题,以汽车起重机卷扬系统为载体进行防冲击技术研究。采用AMESim软件建立负载敏感液压系统的仿真模型,结合实验数据对仿真模型进行优化。通过仿真分析,找出导致压力冲击的根源。在此基础上,对液压系统进行优化设计。仿真结果和整机测试数据均表明:采用三通流量阀原理的防冲击阀,能有效降低液压系统压力冲击幅值,防冲击效果显著。     

无人机液压弹射系统的模型研究与仿真

以气囊式蓄能器作为主要动力源、滑轮组作为增速机构的无人机液压弹射系统为研究对象,介绍了系统弹射阶段的工作原理,提出一种分析滑轮组模型的新方法,建立了系统的简化模型,并利用功率键合图法推导出了系统的数学模型。以一个实际系统为例进行仿真,得到了液压缸进油腔压力和无人机及滑车速度的变化曲线。通过类比证明该研究方法是可行的,为类似系统的设计和研究提供了理论的指导。     

基于电液混合储能的电动挖掘机动臂节能驱动系统特性

针对现有电动挖掘机采用多路阀控系统造成的能效低、电池装机容量大但续航时间短的不足，提出一种变转速双泵直驱液压挖掘机动臂系统。根据动臂液压缸面积比配置2个液压泵/马达的排量，实现液压缸流量匹配。采用液压蓄能器与超级电容进行混合储能，实现动臂重力势能的高效回收利用。分析所提系统的工作原理，建立系统多学科联合仿真模型，分析系统运行特性和能量特性。研究结果表明：双泵直驱挖掘机动臂系统具有良好的控制特性，速度运行平稳。与传统多路阀控系统相比，双泵直驱挖掘机动臂系统节能效果显著，蓄能器压力21 MPa和容积180 L时，重力势能回收效率为79.9%,能耗减少64.6%,进一步通过合理选择蓄能器工作压力和容积，双泵直驱动臂系统的节能效果可达到65%以上。     

基于AMESim精冲机主缸液压系统的仿真与研究

以某精冲机的主缸液压系统为研究对象,分析精冲机液压系统的工作原理,改进原有主缸液压系统,增加调速模块.建立蓄能器的数学模型,从理论上找到了影响蓄能器性能的主要参数,运用AMESim软件建立精冲机的主缸液压系统仿真模型,分析蓄能器各项主要参数对主缸冲裁频率的影响,并且建立调速模块的HCD仿真模型,研究相关主要参数对调速模...     

矿井提升机液压站二级制动蓄能器工作性能的仿真研究

为了保证矿井提升机液压站有效地执行二级制动,以蓄能器的工作性能为研究目标,详细介绍了液压站二级制动的工作原理,建立蓄能器数学模型,分析了影响蓄能器工作性能的参数,利用AMESim软件搭建液压系统仿真模型,对于恒压系统和变压系统,分析蓄能器的预充气压、节流阀的节流开度对蓄能器工作性能的影响。仿真结果表明:可以通过调节蓄能器的预充气压和节流阀的节流开度优化蓄能器的工作性能,提高液压站二级制动的可靠性。     

某供弹动力系统泵站容量和蓄能器参数匹配研究

某供弹动力系统是自行研制产品,采用液压储能方案解决高速供弹瞬间大功率输出要求与系统分配的小功率电源之间的矛盾,其泵站容量和蓄能器参数匹配设计是实现节能的关键.为此,利用AMESim软件平台构建机械—液压—控制于一体的供弹动力系统模型,进行液压系统动力学分析,研究泵站容量和蓄能器参数的匹配方法.分析结果表明:在一个工作循环中蓄能器有多次充、放油过程,以系统平均耗油的0.7～0.8倍作为泵站容量,适当提高系统最高压力(0.6～0.8 MPa),以蓄能器油腔容积变化的最大范围和小压差确定蓄能器参数,可稳定蓄能器连续供油速率,保证系统及时供弹,达到节能目的.     

液压混合动力车辆传动方案与关键元件匹配

为了进一步提高液压混合动力车辆的性能,以功率分流式液压混合动力车辆为研究对象,针对某车型,对比了分速汇矩、分矩汇速液压混合动力系统传动方案的速比特性、功率特性,提出了一种适合于混合动力车辆的分速汇矩液压混合动力传动方案。对传动系统的液压泵/马达、蓄能器等关键元件进行了参数匹配;建立了车辆动力学模型,分析了再生制动、蓄能器单独驱动等工况下液压泵/马达排量、蓄能器压力、容积等参数对车辆性能的影响,确定了液压泵/马达和蓄能器的主要参数,为液压混合动力汽车系统方案设计以及合理参数匹配提供了理论依据。     

液压飞轮蓄能器能量回收仿真研究

为提高电梯系统蓄能器的能量回收效率,提出一种将液压蓄能器与飞轮蓄能器相结合的新型液压飞轮蓄能器。利用AMESim建立液压飞轮蓄能器的仿真模型,并将它应用于新型电梯系统。结果表明：该新型液压蓄能器液压飞轮蓄能器回收的动势能总量可达到100 kJ,能量密度提高至4.02 W·h/kg,且位移和压力变换都比较平缓,工作性能稳定。     

节能组合油缸液压升降系统研究

建筑机械如汽车起重机、液压挖掘机等都采用了液压升降系统。常规液压升降系统不能回收重物下放的重力势能,为避免超速下降,一般在下降的回油路中设置节流阀等限速元件。重力势能被转化成热能,不仅造成很大的能量损失且使油液的发热量增多。为避免这种能量浪费现象,设计了一种节能组合油缸液压升降系统。介绍了这种液压升降系统的基本结构和工作原理。该系统将特殊结构的组合油缸和蓄能器相结合,可以限制下降重物的速度,同时能回收利用重力势能,节能效果显著。确定了蓄能器的参数,推导出了起升工况数学模型,进行了起升工况仿真分析。     

基于主动恒压控制的油源系统设计及仿真分析

高性能液压控制系统对液压油源恒压性能提出了更高的要求。设计了一种高效节能与模块化的油源系统,提出由高精度比例减压阀、比例溢流阀和压力开关组成的基于主动恒压控制的油源系统,使得油源满足高效率、低能耗、恒压力的设计要求。在油源系统的仿真分析中,采用了伺服机构-油源-负载一体化仿真概念,综合而全面地分析了整个油源系统,并通过实验证明了转台油源设计的正确性。     

可调压式液压蓄能器的节能仿真分析

针对气囊式液压蓄能器在工作中充放能不充分、能量密度低、工作参数不可调节的问题,提出一种可调压式液压蓄能器来改善上述问题。通过对可调压式液压蓄能器工作原理的分析,在AMESim软件中建立仿真模型,并将此蓄能器结合非对称泵应用于液压缸举升节能回路,同时设置采用气囊式液压蓄能器的回路为参照,开展节能仿真研究。结果显示:可调压式液压蓄能器比气囊式液压蓄能器多放能29%,电机多节能7.46%,有利于提高工程机械能量回收效率和作业性能。     

摩擦提升机滑动保护装置液压加载系统建模及参数优化研究

针对摩擦提升机滑动保护问题,设计了一种以液压加载系统作为动力源的摩擦提升滑动保护装置,给出了液压加载系统的原理图,并基于AMEsim建立了液压加载系统模型。通过分析得到了不同参数的液压缸、蓄能器和管路等对于液压加载系统性能的影响。结果表明:为提高防滑装置液压加载系统的响应时间,可以增加蓄能器的容积,减小管路的长度,而液压油缸的大小参数应协调活塞杆位移响应速度和输出正压力大小进行优化设计。