液压系统压力脉动分析及降低措施

液压系统中的压力脉动会使系统的工作品质恶化，通过对液压系统中产生压力脉动的机理分析，将被动滤波和主动滤波两种降低压力脉动的方法进行对比，认为主动滤波是降低压力脉动的一种行之有效的方法。     

液压滤波方法

管道中的压力脉动会引起系统、元件的振动和噪声,降低执行机构的工作平稳性,使机器工作性能变坏,甚至发生破坏性后果。本文介绍几种液压滤波装置,利用系统中压力波相互抵消或附加一个和系统脉动幅值相同、相位相反的二次脉动的方法,以衰减原系统的脉动,以满足不同频率的滤波要求。     

低脉动齿轮泵的主动设计及特性分析

针对现有齿轮泵流量脉动大的问题,提出一种低脉动齿轮泵齿轮齿廓的主动设计方法,即通过控制齿轮泵的流量脉动系数,主动控制齿廓形状。根据齿轮啮合原理,在引入极距和压力角函数的基础上,推导齿轮泵的瞬时流量和脉动系数的数学表达式,建立低脉动齿轮泵主动设计的数学模型,推导流量脉动系数的临界条件,给出了其设计流程。并通过具体实例,详细说明了低脉动齿轮泵的主动设计过程,分析了低脉动齿轮泵的特性,并与相同参数的渐开线齿轮泵进行了对比,研究成果可为降低齿轮泵的流量脉动、提高齿轮泵的工作平稳性和寿命,提供一种新的思路。     

基于耳蜗基底膜仿生原理的液压脉动衰减器滤波特性研究

为解决液压系统中由于压力脉动引起的振动和噪声问题,从仿生学角度出发,根据人耳听觉形成过程及耳蜗基底膜的宽频振动响应特征,研究耳蜗基底膜振动的"空间-频率"特性,提出一种仿耳蜗基底膜振动特性的液压脉动抑制方法。设计一种以仿生膜片为共振体的结构紧凑灵巧的液压脉动衰减器,克服了传统液压脉动衰减器结构复杂、体积庞大的缺点。基于流固耦合原理,分析仿生膜片在压力流体中的振动特性;结合管路动态特性,建立脉动衰减器的传递矩阵模型,用插入损失对脉动衰减性能进行评价;通过脉动衰减器样机的试验检验其滤波减振性能。理论和试验结果表明该液压脉动衰减器能够有效衰减液压系统有效频率的压力脉动,并且在较宽频带内有较好的滤波效果,实现了广谱滤波。     

载流薄板式流体滤波器性能研究

提出了一种载流薄板耦合振动式流体脉动抑制原理,研制了一种结构振动式流体滤波器,利用阻尼平衡孔和静压平衡容腔及薄板的振动衰减流体脉动能量,实现了流体谐振和结构谐振的共同滤波。利用小扰度理论对流体耦合作用下载流薄板进行了动力学分析,应用集中参数法分析了滤波器的动态特性,建立了传递矩阵模型,仿真分析得出了理论模型的一致结果。最后对实验样机进行了性能测试,通过对流体压力的时域及频域信号分析,证明滤波器在耦合共振频率点具有良好的流体脉动衰减效果,同时在其滤波带宽范围内,也具有一定的流体系统压力脉动抑制效能,验证了理论分析的正确性,为流体系统压力脉动抑制提供了新方法。     

腔室截面形状对扩张室液压脉动衰减器滤波特性的影响

将气体消声器设计理论中的格林函数法扩展到计算和分析具有矩形、正方形截面的扩张室液压脉动衰减器的滤波特性,在平面波截止频率范围内,这两种截面型式脉动衰减器的插入损失理论曲线与实验测量结果吻合较好,证明了该方法同样可用于计算矩形和正方形截面的扩张室压力脉动衰减器的滤波特性。而针对圆形截面,为避免坐标系变换带来的麻烦,引入消声器声学特性研究中最常使用的一维解析法,其计算结果也与实验测量值吻合良好。通过对这三种不同截面扩张室脉动衰减器插入损失的比较,可以得出：控制扩张室腔体截面周长一定的前提下,在2 kHz测试频带内,圆形截面具有最优的滤波特性,正方形截面次之,而矩形截面脉动衰减性能最差。     

液压系统流体脉动主动控制方法研究现状

液压系统的流量脉动和压力脉动始终以耦合关系存在于系统中,导致系统的控制精度下降和元件疲劳损失加快等问题。由于液压系统具有参数时变和负载多变等特点,相比于流体脉动的被动控制方法,主动控制能更好地满足复杂非线性系统对动态控制精度的要求。根据次级脉动源的不同,分析主动控制的工作原理和控制特点,列举四种在液压系统流体脉动主动控制中常用的控制算法及其应用场合。此外,以伺服作动筒控制、液压阀控制和非侵入式结构控制进行分类,分析国内外液压系统流体脉动主动控制方法的研究成果。总结流体脉动主动控制方法的研究现状与未来发展方向。     

液压脉动滤波器试验研究

分析了液压系统振动与噪声产生的原因及其危害,设计制造了一种基于流体-结构( Fluid-structure)耦合振动的结构共振式液压脉动滤波器,在液压脉动滤波试验台上,通过测试滤波器前后的动态压力,得出液压脉动的的波动幅度和脉动率,验证了结构共振式液压脉动滤波器的使用效能和不足,为液压系统振动控制提供了新的技术手段.     

轴向柱塞泵流量脉动的研究

对轴向柱塞泵流量脉动进行了分析研究,通过对流量方程进行傅里叶变换,求得流量方程的另一种表达式,即泵的流量可以分成常量部分以及脉动部分,同时对脉动部分的各次谐波幅值进行了研究和讨论,得出了在系统中加阻尼后,能起到阻容滤波的作用,在一定程度上减小了压力脉动的幅值.     

新型消振蓄能器研究及其试验

一、引言液压系统的压力脉动,降低了系统的可靠性和工作性能,降低了元件的寿命,增加了系统的噪音,污染环境。为了控制液压系统的压力脉动,除了合理进行泵的设计外,采用蓄能器是众所周知的一种方法。但采用普通蓄能器消除液压系统的压力脉动尚不够理想,因此国     

侧壁式压水室离心泵的压力脉动特性

压力脉动是引起泵振动的主要因素之一,为有效地降低离心泵内压力脉动水平,提出具有特殊结构的侧壁式压水室。为研究其压力脉动特性,采用FLUENT软件对比转数130的侧壁式压水室离心泵进行数值计算,并将时域信号进行快速傅里叶变换为频域信号,结果如下:由于叶轮和隔舌的动静干涉作用,侧壁式压水室内压力脉动周期性明显,叶频在由压力脉动诱发的振动中占主导作用;由于隔舌位置及结构的变化,叶轮出口处液流与隔舌的直接冲击、干涉作用减弱,因此侧壁式压水室内隔舌附近监测点处的脉动幅值并未明显地高于其他点。与常规螺旋形压水室相比,侧壁式压水室可以大幅地降低泵内压力脉动水平,因此采用侧壁式压水室可以显著地降低由压力脉动诱发的振动,改善泵的振动性能。     

分支谐振型液压脉动衰减器动态特性分析

对分支谐振型液压脉动衰减器用CFD(Computational Fluid Dynamics,计算流体动力学)分析软件进行计算,分析共振腔结构与衰减器动态特性的关系。在层流状态下,考虑流体的可压缩性,利用M序列压力信号激励,对衰减器进行CFD模拟,利用FFT(Fast Fourier Transform,快速傅立叶变换)得出其频率特性,比较了共振腔容积相同但直径和长度不同的衰减器的频率响应和插入损失;利用阶跃压力信号模拟压力冲击,比较了它们内部流场。设计了频率特性相同但共振腔容积不同的衰减器,比较了它们的性能。利用分布参数法对共振腔结构与衰减器基频的关系进行了分析。结果表明:衰减器的固有频率特性在一定程度上与共振腔的直径和长度相关,当共振腔直径-长度比小于1并逐渐减小时,衰减器基频也减小;当其大于1并逐渐增大时,衰减器的基频变化很小,因此减小共振腔直径-长度比可以减小衰减器的体积,同时保持共振频率不变。     

燃烧管流中压强脉动特征量的提取与控制方法研究

根据热声不稳定基本原理,初步建立了燃烧装置压强脉动的主动控制模型。使用插值FFT算法和汉宁窗建立了脉动压强的动态特性提取算法,针对预混燃烧产生的热声不稳定建立了移相主动控制模型。使用DSP将压强动态特性提取算法和主动控制模型通过硬件实现,并在模型燃烧装置中进行了实验研究。结果显示通过使用主动控制能够有效地改变脉动燃烧的特性。     

基于流量脉动系数的齿轮泵齿廓的主动设计及特性分析

为了降低齿轮泵的流量脉动，提出了基于流量脉动系数的齿轮齿廓的主动设计方法。分析了基于极距和压力角函数的齿廓方程的数学描述方法，建立了基于流量脉动系数的齿轮泵中齿廓的主动设计的数学模型，给出了避免齿顶变尖和齿廓交叉的约束条件。以流量脉动系数为10%的齿轮泵为例，设计了齿轮泵的主体结构，分析了齿轮泵的基本特性，并与相同参数的渐开线齿轮泵进行了对比分析。研究结果对于缓解齿轮泵的流量脉动具有重要的理论和实践意义。     

新型沟槽式叶片泵压力脉动补偿机理仿真研究

利用AMESim软件搭建了沟槽式叶片泵的数学模型,泵在失压现象时会产生倒灌流。利用预压缩和泵出口向过渡区回流补偿的方法,基本消除低压区与高压区连通时的失压现象,压力脉动率降低至0.05%。利用压力检测和振幅调节装置建立成自适应调节的补偿系统,在变负载情况下始终使泵输出压力脉动极小的流量。     

航空发动机主供油路压力脉动仿真分析

供油系统工作性能的好坏将直接影响到发动机的工作性能与使用寿命。为了寻找解决供油压力脉动现象的途径,需模拟供油系统典型工作状态下的压力脉动情况。采用理论分析和数值仿真相结合的方法,基于AMESim仿真平台建立供油系统各部件模型,通过仿真结果与实验结果的对比,验证仿真方法的正确性。结果表明溢流阀弹簧预紧力、弹簧钢度和阀座直径均对主供油路压力值及脉动幅值产生影响。计算在溢流阀出口处增设蓄能器的情况,发现主供油路压力脉动程度明显减小,为供油系统的优化提供依据。