变压力液压系统动态压力建模仿真研究

变压力液压系统可以根据负载需求,自动调节输出压力以减小能源消耗,降低液压系统产生的热量。液压系统压力脉动以及变压力切换过程中的压力冲击是影响变压力液压系统工作品质的重要因素。该文主要研究变压力液压系统动态压力变化规律,建立了21/35MPa变压力液压系统模型,在不同液压泵出口容腔、调压弹簧刚度、入口压力、管路参数等条件下进行了变压力液压系统的压力脉动仿真,以探索动态压力控制方法,给出了不同参数对动态压力的影响分析。     

泵源与机体共同激励下液压管路振动特性

车辆液压系统在工作过程中会受到车体振动与泵源液压脉动双重激励的影响,对压力波的传递及管网的振动产生重要影响。针对车辆液压系统泵源激励和车辆机体激励产生的振动进行分析,研究多源激励下管路的振动规律及压力波的传递规律。首先对泵源与机体共同激励下管路振动的计算方法进行了分析,将流体域动力学方程与固体域动力学方程进行组合,建立了流固耦合的总体动力学方程,然后对方程进行离散求解。基于理论推导,采用数值模拟的方法对液压管路的振动进行了分析,研究发现,液压系统在泵源谐波激励下的振动响应表现为宽频域的强迫振动,其谐波频率与泵源流体压力脉动频率保持一致,当泵源产生的压力脉动频率与液压管路的固有频率接近时,会激起管路结构大幅度共振响应。     

泵源液压系统压力脉动抑制方法研究

介绍了泵源液压系统振动与噪声产生的原因,分析了液压系统振动与噪声的危害。设计制造了一种基于流体—结构耦合振动的结构共振式液压脉动滤波器,在转运车泵源液压系统压力脉动测试试验平台上进行了2组试验。测试了泵源液压系统实际工况的压力脉动和安装滤波器后系统的压力脉动情况,得出2种试验条件下的液压脉动波动幅度和脉动率。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。     

液压管网压力脉动的仿真研究

液压系统中存在的压力脉动影响系统工作性能。运用流体网络理论,分析压力阀支路、终端封闭串联分支管路的动态特性传输方程,采用传递矩阵法建立液压管网压力-流量传递函数模型。应用MATLAB软件,得到液压管网在模拟柱塞泵流量脉动输入信号激励下的压力脉动曲线,并与液压振动测试实验台实测结果进行对比。结果表明：仿真模型具有一定的准确性,频谱分析与实测结果一致,脉动幅值误差率为3.8%。     

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     

蓄能器对一种液压系统动态特性的影响研究

蓄能器能有效吸收液压系统压力冲击和压力脉动,对液压系统动态特性有很大的影响。为了给某钢带张力控制液压伺服系统中蓄能器参数的合理选择提供参考,提高该系统的动态性能,改善钢带轧制精度,建立了皮囊式蓄能器的数学模型,从理论上找出影响蓄能器性能的主要参数,然后运用HyPneu软件对该系统进行仿真分析,仿真结果与理论分析结果相符。研究结果表明,蓄能器的预充气压力、容积以及连接蓄能器的管道直径对该系统动态特性有很大影响。     

双斜盘阀配流轴向柱塞式液压电机泵配流特性和变量原理的研究

提出一种有别于常规阀配流泵的"斜盘转动而缸体不动"而采用缸体和配流阀一起旋转的双斜盘阀配流轴向柱塞式液压电机泵。建立该泵配流机构的数学模型,研究各种结构参数和工作参数对配流特性的影响,尤其是配流阀芯所受离心力对配流特性的影响。以仿真模型和得出的单个柱塞腔的压力响应曲线和输出流量曲线为基础,研究该类型泵流量脉动和侧向力脉动的特点,得出随着泵的工作转速增加,流量脉动和侧向力脉动都增大,当柱塞数量足够多时,柱塞数量的奇偶性在影响流量脉动上没有明显的区别,偶数个柱塞比奇数个柱塞产生的侧向力脉动要大。提出一种新型的阀配流轴向柱塞泵的变量调节方式,并研究该变量方式的原理和调节特性。样机泵的试验结果表明该泵的工作原理可行,进而展望双斜盘阀配流轴向柱塞式液压电机泵的应用前景。     

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。     

典型液压管路谐振的实验研究

任何液压系统中都会存在流量和压力脉动:元件和管路的设计或使用不当会导致压力和流量脉动;液压系统工作时,阀门的开闭、液压缸的起动停止、负载的变化等也能引起压力脉动,而泵是液压系统中经常存在的最重要的脉动源。当脉动频率为某些特定值时,会引起液压管路谐振。谐振状态下的脉动值可能比非谐振状态下大数倍甚至数十倍,这会严重地影响液压系统的工作和寿命。因此,在飞机液压系统、火箭燃油输出系统等的管路设计中,都应避免产生谐振。由于液压系统中可能产生各种不同频率的脉动,所以产生短时的谐振是难免的。这时的危害程度主要取决于谐振峰值的大小。本文概述了对三种典型液压管路进行谐振实验的方法及结果,并由此得出影响谐振     

液压柱塞泵压力脉动函数的仿真分析

流量脉动会引起压力脉动,从而影响液压系统的工作性能,引起结构振动和辐射噪声,会造成液压元件和系统的疲劳破坏,因此仿真分析流量脉动和压力脉动函数对于有效抑制液压柱塞泵的振动和正确设计液压柱塞泵具有重要价值。笔者针对液压泵系统进行定量的振动与噪声分析时所必须具备的激励函数,首先,详细分析了液压泵系统的运行特性,采用傅里叶(Fourier)级数模拟液压泵系统激励函数;然后,建立了压力脉动函数模型;最后,模拟了压力脉动的函数曲线,解决了液压泵系统振动与噪声分析所必需的激励问题。该文为进一步研究液压柱塞泵的定量振动与噪声的响应提供了脉动激励描述,具有理论意义和实际应用价值。     

串联泵控液压系统设计及其仿真脉动和能耗优化分析

选择双液压泵串联的组装方式,可达到泵高速运转并获得高压力效果,充分减小回路的节流损失。该结构完成压力分级叠加,获得更大的液压系统动力源输出压力,采用此动力源能够满足高压力与大流量的液压系统使用要求,进一步通过仿真方式对其脉动和能耗优化展开分析。结果表明:当负载增大后,串联泵控液压系统的流量脉动区间减小。串联泵控液压系统流量脉动随着负载增加变动不明显,表明本系统设计具有很好的稳定性。对电机转速进行调整后,串联泵控液压系统相对单泵系统的齿轮泵发生流量脉动显著降低;可使系统承受更高负载,使液压泵达到更低的输出流量;可以利用功率叠加的过程达到通过低功率电机获得大功率输出的目的。     

某型航空液压柱塞泵压力脉动优化设计

为解决飞机液压能源系统中液压柱塞泵压力脉动带来的危害,保证航空液压系统的工作稳定性,防止管路系统的损坏,以某型航空液压柱塞泵为研究对象,提出了基于配流盘包角和缓冲瓶容积的柱塞泵压力脉动优化设计方法,探究了柱塞泵压力脉动产生机理与配流盘包角设计原理。基于AMESim软件进行了柱塞泵压力脉动仿真分析,并通过试验进行了验证。结果表明:2号配流盘和240 mL缓冲瓶组合的压力脉动优化效果最佳。     

直线电机驱动水液压柱塞泵运动规划及仿真分析

水液压柱塞泵是水液压系统的关键元件,由于水介质的理化特性差异导致其泄漏、摩擦磨损、腐蚀、气蚀等现象比油压柱塞泵严重,为解决传统斜盘式水液压柱塞泵流量脉动大的问题,提出了一种新型的直线电机驱动水液压柱塞泵结构。通过研究恒流量直线电机驱动柱塞泵的可行运动规划,选取了直线电机以三角波间隔T/4相位差的运动方案,以实现双直线电机双作用水压柱塞泵实际输出较小的流量脉动。应用AMESim软件,构建了两种不同配流方式的双直线电机双作用柱塞泵系统的仿真模型。仿真发现,柱塞配流电机柱塞泵相比阀配流,其压力和流量脉动很小,其压力脉动幅度小于2%,流量脉动率仅为0.008。     

Research Status,Critical Technologies,and Development Trends of Hydraulic Pressure Pulsation Attenuator

Hydraulic pumps are a positive displacement pump whose working principle causes inherent output flow pulsation.Flow pulsation produces pressure pulsation when encountering liquid resistance.Pressure pulsation spreads in the pipeline and causes vibration,noise,damage,and even pipeline rupture and major safety accidents.With the devel-opment of airborne hydraulic systems with high pressure,power,and flow rate,the hazards of vibration and noise caused by pressure pulsation are also amplified,severely restricting the application and development of hydraulic systems.In this review paper,the mechanism,harm,and suppression method of pressure pulsation in hydraulic sys-tems are analyzed.Then,the classification and characteristics of pulsation attenuators according to different working principles are described.Furthermore,the critical technology of simulation design,matching method with airborne piston pumps,and preliminary design method of pulsation attenuators are proposed.Finally,the development trend of pulsation attenuators is prospected.This paper provides a reference for the research and application of pressure pulsation attenuators.     

仿生液压管路双向流固耦合机理及脉动吸收研究

高速高压化导致液压泵口流量压力脉动加剧,其振动控制尤为重要。借鉴“猎豹心脏出口血管能耐受高压高频血液脉动”的生物学机理和结构,提出一种具有3层结构的仿生管路,其外层为钢管,中层为硅橡胶,内层涂有减摩材料。针对仿生管路的中层,考虑硅胶材料非线性,对比分析国内外已有的硅胶材料数学模型后,选用Mooney-Rivlin模型描述硅胶材料,其模型参数由拉伸实验确定;然后,结合硅胶材料模型,对液压管路流固耦合14-方程进行修正;最后,采用ANSYS Workbench软件分别对不同管路长度和硅胶层厚度的仿生管路进行双向流固耦合仿真。数值分析结果表明,随着管路长度和硅胶层厚度的增加,仿生管路对流量脉动吸收效果不断增强。     

基于矢量控制的机场加油系统性能仿真研究

针对机场管道加油系统的要求和特点,建立了矢量控制的变频调速和恒速相结合的三台离心泵并联的机场加油系统。利用AMESim软件,建立了矢量控制三相异步电动机的仿真模型,并与三泵并联的加油系统仿真模型相结合,建立了矢量控制、三泵并联的机场加油系统仿真模型,并进行了性能仿真研究。结果表明:该系统能根据加油枪开启数量的变化自动调节变速泵的转速或恒速泵的启停,以调节系统的供油量,从而保证加油口终端的压力和流量要求,同时加油系统的水击小,节能效果好。     

低速大排量风能吸功泵流量特性研究

针对大功率液压型风力发电液压系统的需要,设计一种利用双圆柱凸轮驱动多排液压缸、换向阀配流的低速大排量风能吸功泵,并对所设计的风能吸功泵流量特性进行理论分析和仿真研究.提出在换向阀阀芯处增加节流槽,减小配油过程的压力冲击.根据换向阀的工作特点,建立了单腔室流量特性数学模型,得出在低转速工况下影响风能吸功泵内泄漏的主要因素...     

凸轮转子泵抽送不同浓度非牛顿流体的流场分析及对性能影响

为了探讨摆线型凸轮转子泵抽送粪污介质的性能变化和针对非牛顿流体类抽送的优化设计,以三叶摆线型凸轮转子泵作为研究对象,选取清水和浓度为6.87%,9.20%,12.15%的猪粪作为抽送介质,对凸轮转子泵进行三维非定常数值模拟,分析内部流场瞬态特性,预测其外特性。分析结果表明:在抽送清水和不同浓度的猪粪时,从泵腔的进口区域到出口区域的压力逐渐升高,随猪粪浓度增大,独立工作腔室的压力增大;抽送非牛顿流体时,间隙处因挤压而产生的速度激增,转子泵腔内的速度分布更加均匀;出口的压力脉动主频均出现在2倍叶频处,压力脉动幅值随猪粪浓度增大而减小;随猪粪浓度增大,出口流量、容积效率及水力效率增大,流量脉动系数减小,其性能优于抽送清水介质。研究为凸轮转子泵输送非牛顿流体时的优化设计奠定了基础。