基于MATLAB/Simulink的压裂泵流量脉动抑制研究

针对压裂泵流量脉动及压力脉动特性,提出蓄能器-增压缸组合式流体脉动抑制方法,并基于MATLAB/Simulink建立压裂泵及脉动抑制回路的数学模型,根据理论、仿真对比分析了该脉动抑制方法对流量脉动抑制效果。结果表明：蓄能器容积和预充气压力可显著影响流量脉动;当预充气压力为4 MPa、容积为6 L时,流量和压力脉动率分别从39.99%和76.93%降至2.47%和4.89%。     

自适应蓄能器在泵阀联合EHA压力脉动抑制中的应用

针对泵阀联合EHA泵源压力变化引起压力脉动的问题,在分析普通蓄能器吸收压力脉动效果基础上,提出由比例控制阀和普通蓄能器组成自适应蓄能器,通过改变比例阀的开口度来改变蓄能器进口管路的流通面积,从而达到改变蓄能器固有频率的目的并设计了控制器。仿真结果表明,在泵源压力变化时自适应蓄能器较普通蓄能器对压力脉动有更好的吸收效果。     

改进型蓄能器设计与分析

为了抑制舰船舵液压系统压力冲击，提出一款新型液压减振降噪装置，将气囊、磁流变液阻尼器、阻尼孔3种常见的消振方法集成在一起。通过查阅液压手册，确定气囊的体积、压力参数；基于AMESim仿真，确定阻尼孔的数量、直径和长度；结合Lord公司生产的磁流变液阻尼器，确定磁流变液阻尼器的参数。基于AMESim，搭建改进型蓄能器仿真模型。结果表明：改进后的蓄能器在冲击模式下的插入损失大于15 dB；流量脉动模式下，当流量脉动频率大于100 Hz时，其插入损失大于10 dB;脉动频率越高，插入损失越大。     

并联和串联囊式蓄能器的试验研究

蓄能器是液压系统的一个重要部件,广泛地被用于蓄能、补偿泄漏、消除液压脉动和冲击。作者对国产并联囊式蓄能器的进出油阀进行了重新设计,设计出新型串联囊式蓄能器,图1为其结构原理图。这种蓄能器在保持并联囊式蓄能器优点的同时,大大提高了其衰减液压脉动、特别是泵输出的高频液压脉动的能力,是一种蓄能和衰减压力脉动兼容的新型蓄     

非对称液压缸EHA专用流量匹配阀的设计与分析北大核心

针对泵控电动静液作动器(EHA)非对称液压缸流量不匹配问题,提出一种采用流量匹配阀解决系统流量不平衡的方案。建立EHA系统AMESim模型,分析流量匹配阀在四象限工况下和不同负载条件下对EHA系统性能的影响。仿真结果表明:在四象限工况下液压缸压力振幅总体小于0.02 MPa,系统运行稳定;在第一象限工况下,流量匹配阀的内阀芯位移振幅在0.3 mm左右波动,液压缸压力振幅小于0.01 MPa,负载变化对系统稳定性无明显影响。与采用液控单向阀方案相比,系统压力达到稳态用时缩短53.1%,最大行程时压力损失有效减少35.9%。所设计的流量匹配阀不仅解决了非对称液压缸流量不平衡的问题,而且对泵控非对称液压缸EHA的优化设计具有借鉴意义。     

蓄能器的表观多变指数及容量拟合计算

蓄能器以储存和释放压力油的方式,吸收液压系统的流量脉动和压力脉动,调节系统的能量流通,改善系统的频率响应。这些功能的发挥,依赖于正确的计算和配用。然而,蓄能器的传统理想化计算往往与其实际能量储放存在误差,此误差随工作压力和冲放速度的提高而加剧,并给系统频率以明显影响。本文为弥补传统计算方法之不足,提出了综合考虑蓄能器气腔多变效率和气腔至出口间的传输效率的表观多变指数;集自身实验之结果和国内外学者之实验数据,绘制了实际蓄能器的平均表观多变指数图,简要分析了它的变化规律;建立了以蓄能器单循环排量为基础的、分状态段选择表观多变指数的两种蓄能器容积拟合计算方法。     

用液压蓄能器节能

蓄能器一般用来吸收液压系统中的流量脉动和压力脉动。但是,蓄能器也能起另一种重要作用:储存能量。目前的研究表明,最适用的蓄能器基本节能回路有三种,并已研制出确定这些回路中所用蓄能器大小的新的计算方法。     

液压脉动的分析与控制(下)

四、压力脉动的计算用三——(2)节所述数学模型可以计算缓冲瓶及其简单负载系统的Z_(1M)——N曲线。若已知脉动流量的规律,也可算出压力脉动P_(1M)及P_(sM)。但前述模型中只涉及三种简化的典型负载的计算,这里讨论复杂的实际负载系统的计算方法。利用这种方法理论上可以计算出各种线路上任意点的压力脉动和流量脉动值。另外,若需要计入导管管壁和某些元件壳体弹性的影响,也是可以的。     

二次调节加载系统中液压蓄能器的研究

建立了二次调节环境下液压蓄能器的数学模型,通过理论分析和仿真研究了蓄能器对二次调节加载系统中恒压网络系统压力脉动的影响以及蓄能器的匹配方法。提出了在恒压系统中针对不同子系统采用相应规格的蓄能器,并通过在高低压端口分别放置蓄能器的方法来降低系统压力脉动对精确加载的影响。     

基于AMESim的混凝土泵车摆动系统仿真与研究

分析THB38型混凝土泵车摆动系统工作原理,利用AMESim软件建立其液压系统的仿真模型,对S型分配阀施加负载后进行仿真,得到了摆缸位移、速度以及蓄能器流量变化等动态特性的曲线。仿真结果表明:所建模型较准确,能用于研究泵车摆动系统工作时摆缸速度和位移、蓄能器流量变化等动态特性的变化情况。并分析了S型分配阀快速换向的原因,为研究泵车摆动系统的动态特性提供了理论基础。     

蓄能器排液过程的动态仿真

作为液压系统的辅助动力源是蓄能器的主要用途之一。在这类系统中通常采用一台小泵(高压,小流量)在相对长的时间内向蓄能器充液,然后蓄能器在短时间内供给系统需要的能量。这对于间歇运动的液压机械尤为适用。由于选用较小的液压泵便可获得执行元件的快速运动,因而设计快速响应系统时几乎毫无例外地采用蓄能器装置。研究蓄能器向负载油缸的排液过程对于合理地选用蓄能器,确定蓄能器及其系统的参数,对于响应的快速性有重要意义。本文对蓄能器向负载油缸的排液过程进行分析和讨论,结合实例进行计算机仿真研究,并运用仿真的结果确定所设计系统的参数。     

一种新型分体式切割锯结构设计及压力特性分析

为了解决接触网钢筋混凝土支柱的现场切割问题,提出一种分体式的结构设计思路,并设计了切割锯和液压系统,分析蓄能器关键参数对切割回路的压力影响,采用NLPQL方法对蓄能器关键参数进行优化。结果表明:蓄能器预充气压对切割回路液压冲击影响明显,其他参数影响不明显;优化后的蓄能器可以使切割回路的峰值压力大幅度降低,使回路的压力呈近似平稳状态,提高了系统的稳定性。     

蓄能器组在变压水泵系统中吸收压力脉动的特性研究

在某些特殊应用领域,水液压系统的输出压力是变化的.针对此情况,提出在水压泵的出水口处安装多个蓄能器以吸收不同输出压力工况下的压力脉动.在建立蓄能器吸收压力脉动理论数学模型的基础上,应用相关的仿真分析软件,讨论不同充气压力组合的蓄能器组在不同输出压力条件下吸收压力脉动的特性,并进行对应的试验分析.该理论仿真和试验结果可为变压系统的减振降噪研究工作提供参考.     

采用蓄能器的大负载液压缸制动系统设计及其能量回收率仿真分析

为有效减缓大负载液压缸制动阶段产生的冲击影响,并且有效减少能量损耗,采用液压蓄能器构建重力势能回收系统,通过AMESim仿真平台对动态制动过程和能量回收率进行分析。研究结果表明:在前0.5 s大负载液压缸处于匀速运动,后续系统进入制动并开始回收能量;从1.4 s开始,系统出现泄漏,蓄能器无法继续回收能量,需要利用切断阀将制动回路切断;在切断阀最初产生制动效果时,回油路流量已处于很低的状态,因此缓冲腔并不会受到较大冲击;不同的蓄能器体积并不会引起系统制动状态的变化,可达到基本相同的能量回收率。提高蓄能器初始压力后,在更短时间内可完成制动过程,并且回收的能量基本不变。     

基于虚拟样机的双向非对称柱塞泵特性研究

根据柱塞泵的物理模型参数,分别在AMESim与ADAMS环境中构建了柱塞泵的液压模型与动力学模型,并通过二者的底层接口搭建起液固耦合的轴向柱塞泵虚拟样机模型。基于虚拟样机,研究EHA三油口非对称柱塞泵的正反旋向特性。结果表明：随着转速的提高,柱塞泵的出口流量脉动率降低;随着负载的增加,单柱塞所受轴向液压力升高,泵的输入转矩增加;反转情况下,柱塞通过三油口柱塞泵配流窗口之间的非死点过渡区域时会产生比正转时更大的流量脉动与压力超调。在此基础上,通过试验测试,验证了仿真结果及设计参数的正确性。     

船舶疏水系统流量压力脉动特性研究

疏水系统在船舶中担任疏干排污等重要工作,其工作时产生的管道流量及压力脉动是系统产生振动噪声的主要原因。降低系统流量压力脉动、抑制系统噪声的关键之一是掌握系统流量压力脉动特性。通过分析低噪声柱塞泵的结构原理,结合疏水系统管道结构,建立完整的疏水系统仿真模型;通过试验台对仿真模型的准确性进行验证;最后基于仿真模型,对疏水系统特性及压力脉动的影响因素进行研究。结果表明：流量压力脉动主要作用频率为5 Hz和20 Hz;阀开度及管道长度对压力脉动影响较大,泵参数变化的影响较小,后续设计优化应优先考虑出口管道。     

基于压电效应的新型蓄能器设计

阐述压电效应以及普通气囊式蓄能器吸收压力脉动的原理。针对液压系统需要减少压力脉动的需求以及压电材料能将外界振动能量直接转变为可利用的电能的特点,设计一种压电式气囊蓄能器,相对于普通气囊式蓄能器,不仅能够更好地衰减液压系统中的压力脉动,还能将一定的振动能有效回收。     

电液位置伺服系统非线性动力学行为研究

针对电液伺服系统非线性振动问题,利用SimHydraulics对阀控对称缸位置伺服系统进行建模仿真,研究在黏性阻尼、负载弹簧刚度、负载质量等自身结构参数和压力脉动、外负载、库仑摩擦力、管道长度及材质等外部主要因素的影响下,系统的非线性动力学行为.研究结果表明:对伺服系统非线性动力学行为进行研究,能够发现系统参数对系统动态特性的影响规律,对优化伺服系统的结构参数、提高系统运行的稳定性、防止系统产生非线性振动有重要的理论指导意义和工程实际意义.     

喷墨打码机墨路循环系统的压力脉动抑制方法

针对以波纹管蓄能器和隔膜泵为基本元件的喷码机墨路循环系统中存在的压力脉动现象,通过对关键部件隔膜泵(含隔膜、吸入液阀、排出液阀等)与波纹管蓄能器的分析建立墨路循环系统的液压仿真模型,分析了波纹管刚度、阻尼孔孔径等重要参数对脉动吸收效果的影响,获得吸收压力脉动的波纹管的最优参数,通过试验验证了仿真结果,压力脉动抑制的关键在于波纹管的刚度必须与隔膜泵工作压力合理匹配。     

带预压缩腔结构的柱塞泵出口流量分析及实验

以某型号带预压缩腔结构的高压柱塞泵为对象,建立该柱塞泵内部流体模型,利用计算流体动力学软件PUMPLINX对该柱塞泵内部流体动力学进行仿真,分析负载压力、转速以及不同的预压缩腔结构参数对高压柱塞泵出口流量脉动率的影响。结果表明:当预压缩腔节流孔直径分别为2、3和4 mm时,泵出口流量脉动率分别为39.87%、16.43%和17.67%;当预压缩腔节流孔跨度分别为5°、9°和12°时,泵出口流量脉动率分别为17.56%、13.21%和14.15%;当预压缩腔体积从200 cm^3增大至300 cm^3时,泵出口流量脉动率从22.67%减小至14.41%,当预压缩腔体积继续从300 cm^3增大至400 cm^3时,泵出口流量脉动率基本保持不变。该仿真结果为泵内部预压缩腔结构的设计与优化奠定了理论基础。最后对该高压柱塞泵进行了流量测试实验,实验结果与仿真结果一致,证明了仿真数据的正确性。