定量泵负载敏感系统卸荷压力冲击抑制研究

定量泵负载敏感系统在快速卸荷时容易出现压力冲击现象,对系统的可靠性和寿命产生较大危害。三通压力补偿阀是定量泵负载敏感系统中关键的调压元件,本文以三通压力补偿阀为切入点,建立定量泵负载敏感系统功率键合图模型,基于键合图模型推导系统的状态方程,建立Matlab动态仿真模型,探讨系统卸荷压力冲击的抑制方案。基于系统仿真模型,首先对系统卸荷压力冲击的仿真与试验进行对比,验证了仿真模型的正确性;然后,针对三通压力补偿阀的系统压力腔阻尼、阀芯直径、Ls腔阻尼、阀口锥角等关键参数,对卸荷压力冲击影响规律进行仿真;最后,基于关键参数对卸荷压力冲击影响规律的分析,提出了一种"小阀芯、双阀口"型三通压力补偿阀结构优化方案,并对其卸压冲击抑制效果进行了仿真和试验。结果表明,该方案可以有效抑制卸荷压力冲击,优化后系统卸压冲击压差比原系统降低了89%,卸荷压力降低了20%,进一步实现了节能。     

流量稳定阀的动静态性能

为了研究一种补偿阀芯前置式流量稳定阀的静态和动态性能,计算了主阀腔平衡压力p1,发现在稳定阀其他节流参数不变的情况下其值可以看作是系统输入压力p0与负载压力p2的线性组合;并在此基础上得出了补偿阀芯位移率Δxpc/xpc与静态参数之间的物理模型.利用AMESim液压系统开发库HCD建立了流量稳定阀动态模型,分析了不同参数对其动态性能的影响,结果表明：增大p0可以提高负载运行效率,并使外部和内部反馈压力差增大,但同时会造成负载运行不稳定;增大负载质量M,内部和外部的反馈压力差会下降,但负载动态稳定性得到一定的改善.增大弹簧刚度K,负载动态变化过程开始时间会延迟,且负载运行趋向不稳定;K的变化会影响内部反馈压力差,但对外部反馈压力差的稳态值几乎无影响;补偿阀芯左侧圆柱面直径dt对负载动态性能的影响很小.     

流量稳定阀的动静态性能

为了研究一种补偿阀芯前置式流量稳定阀的静态和动态性能,计算了主阀腔平衡压力p1,发现在稳定阀其他节流参数不变的情况下其值可以看作是系统输入压力p0与负载压力p2的线性组合;并在此基础上得出了补偿阀芯位移率Δxpc／xpc与静态参数之间的物理模型．利用AMESim液压系统开发库HCD建立了流量稳定阀动态模型,分析了不同参数对其动态性能的影响,结果表明:增大p0可以提高负载运行效率,并使外部和内部反馈压力差增大,但同时会造成负载运行不稳定;增大负载质量M,内部和外部的反馈压力差会下降,但负载动态稳定性得到一定的改善．增大弹簧刚度K,负载动态变化过程开始时间会延迟,且负载运行趋向不稳定; K的变化会影响内部反馈压力差,但对外部反馈压力差的稳态值几乎无影响;补偿阀芯左侧圆柱面直径dt对负载动态性能的影响很小．     

负荷传感转向液压系统优先阀的稳健设计

为了实现优先阀的稳健设计,基于解析法及SIMULINK分别建立了优先阀动态数学模型及仿真模型,仿真分析了系统各参数变化对优先阀动态响应特性的影响规律。在分析动态响应特性主要影响因素的基础上,以优先阀转向系统的流量响应超调量最小为设计目标,以优先阀的阀芯直径、弹簧刚度及节流口面积为设计变量,以方向盘角速度、转向负载、工作负载及输出流量为不确定因素,完成了基于损失模型的稳健设计。结果表明,稳健设计提高了设计目标的稳健性,一定程度上提升了优先阀的动态响应特性,该设计方法同样适用于其他阀件的改进设计。     

基于AMESim的变幅系统特性分析

以某机型多路阀变幅联为分析对象,推导V型槽、V+U型槽通流面积公式,利用MATLAB分析计算获取通流面积数据,并采用AMESim元件库搭建变幅联多路阀仿真分析模型,分析计算得出阀芯位移流量特性曲线、压损特性参数以及控制压力流量特性曲线,为分析系统流量压力特性提供分析结论参考.     

四回路保护阀启闭特性检测系统建模仿真与实验验证

四回路保护阀(简称四保阀)启闭特性检测系统中,管路孔径、压力数据采集频率对四保阀的开启压力、关闭压力检测结果影响较大,由于目前缺乏相关研究,导致不同检测系统的检测结果无法比对。在研究阀体力学模型及流量特性模型的基础上,构建了四保阀检测的启闭动态过程数学模型,搭建了启闭特性检测系统的AMESim仿真模型并进行了研究。结合实测实验数据,对管路孔径和采样间隔对四保阀启闭检测结果的影响进行了分析。结果表明:进气节流孔越大,开启压力检测时间越短,检测数据稳定性越差;排气管路孔径越大,关闭压力越大;数据采集频率越高,开启压力检测数据稳定性越好;进气节流孔面积为0.5 mm2,采样间隔为0.001 s,可同时兼顾开启压力检测的稳定性和效率。     

电液比例变量泵动态特性仿真与试验

为了提供一个准确的电液比例变量泵动态元件模型,应用在设计系统中以提高系统的精确性,首先对某型号电液比例变量泵进行机械结构参数测绘,确立电液比例变量泵的基本结构参数,然后根据泵、阀性能参数,利用AMESim软件平台建立了比例流量伺服阀和变量泵的仿真模型。通过对压力、流量、比例阀开口量等多种参数的组合控制,对电液比例变量泵动态特性进行仿真测试和试验验证,得到了相吻合的动态响应曲线,验证了模型的准确性,并直观反映出流量、压力双控下,比例流量伺服阀阀芯、斜盘摆角及其系统压力各种变化的动态响应情况。进一步对电液比例变量泵仿真模型中比例流量伺服阀响应速度、阀口开度增益、控制活塞直径等参数对斜盘动态特性影响进行了研究,结果表明比例流量伺服阀响应越高、阀口开度增益越大、控制活塞直径越小,斜盘动态响应越快,但阀口开度增益过大,会导致斜盘响应超调增加,影响斜盘的动态特性。     

压力波动预止阀优化开阀方案

为降低供水工程中加装压力波动预止阀对系统中负压的恶化程度,在建立了水锤计算数学模型的基础上,应用特征线法对压力波动预止阀的防护效果进行了数值模拟计算,并提出了压力波动预止阀初始开阀时间的延迟优化方案.通过水锤防护计算并比较延迟开阀优化前后系统的负压变化情况,发现压力波动预止阀的装设确实会加大系统的负压,对系统管路造成不利影响;而延迟开阀的优化方案能有效消除和减弱因压力波动预止阀的动作而引起的负压恶化.此研究结果对于装设有压力波动预止阀的供水系统的泵站水锤防护具有重要参考价值和指导意义.     

负载敏感技术在甘蔗联合收割机上的应用

甘蔗联合收割机由于执行元件的复杂性及液压系统负载的多变性,在作业过程中造成了大量的液压能损失现象.为改善收割机的节能性,在对负载敏感系统的工作原理进行分析的基础上首次提出了将负载敏感技术应用于甘蔗联合收割机的节能观点,并为其负载敏感系统匹配了相关参数.基于AMESim平台的静、动态仿真结果表明,在系统压力达到调压阀设定压力之前,系统的流量仅取决于流量阀的开口而与负载无关,负载敏感阀将根据流量阀的开口自动调节变量泵的排量.在系统压力达到调压阀设定压力之后,系统压力仅取决于调压阀的设定值,而与负载无关,此时负载敏感阀将自动调节变量泵的排量使其恰好与负载的需要相适应,控制过程的压力损失小于1 MPa,从而大大减小了甘蔗联合收割机的液压能损失.     

电液比例负载口独立控制系统压力流量控制策略

介绍了电液比例负载敏感负载口独立控制系统组成结构和工作原理,建立了该系统的数学仿真模型;针对执行元件的不同工况,分别设计了基于计算流量反馈的速度控制器和基于压力闭环控制的压力控制器,实现了系统的压力流量复合控制;仿真和实验结果表明,该控制系统有较高的速度控制精度和良好的节能效果.通过变参分析,研究负载口独立阀单元频响和阻尼及死区对系统控制性能的影响,为负载口独立阀单元的开发和应用提供理论指导.     

大型拍门液压缓冲装置试验研究

拍门是轴流泵站主要截流闭锁装置之一，其动态特性与泵装置停泵过渡过程中泵机组动力学特性，管路系统瞬变流及液压启闭机构动态特性等有关。文中结合湖北樊口泵站大型拍门模型试验，介绍了拍门及液压启闭系统模型相似设计方法，运用微机动态测试系统实测了不同装置扬程下两种不同渐变缓中方案的拍门动态参数及启闭机油罐内应力变化过程，根据模型试验结果合理确定了樊口泵站拍门技术改造中截流渐变回油口槽道面积方案，该研究成果不仅为樊口泵站拍门技术改造提供依据，同时也对同类截流闭锁装置设计，改造具有参考价值。     

阀门小开度对突扩管流下游脉动压力特性的影响

为了分析阀门开度对变截面管流下游脉动压力特性的影响,提高管路水流的稳定性和输送效率.进行了不同阀门开度对突变截面圆管下游流动的脉动压力特性试验,以清水为流体,并以不同阀门开度和距突扩距离的长短为变量,测试了突扩管流不同位置的脉动压力幅值.研究结果表明:变截面管流下游流体脉动压力过程曲线具有随机平稳特性,使用阀门调节流速会使各点脉动压力周期变长;阀门会使变截面管流下游产生50 Hz左右的脉动压力,流体脉动压力幅值与阀门开度正相关;随着距突扩距离的增加,流体压力脉动强度先增大后减小;随着阀门开度的增加,脉动压力能量分布频域逐渐变宽,流体流过突扩后的脉动压力恢复长度变长.     

泵系统中柔性阀门漏水引起的自激振动分析

为了研究阀门的漏水过流特性及自激振动机理,应用特征线法对供水工程泵系统中柔性阀门漏水引起的自激振动进行分析,得到阀门上游测压管水位随时间的变化曲线.通过改变该泵系统的管长、管材与阀门漏水流量等,形成2个对比方案并进行数值模拟自激振动过程.结果表明:管道的长度及管材对自激振动的幅值、周期以及振幅增长速率影响极大;阀门的漏水流量对自激振动的幅值及周期影响较小,但对系统的振幅增长速率影响较大.任由自激振动发展,将会导致爆管事故的发生.     

薄壁微喷带沿程水头损失试验研究

【目的】研究薄壁型微喷带沿程水头损失的水力性能。【方法】采用控制变量法与L9(34)正交试验方案,对折径为N43、N45、N50、N64 mm的微喷带进行沿程水头损失水力性能试验,获取流量、长度、折径与水头损失等试验数据,分析流量、长度、折径三因素对沿程水头损失的影响程度以及水头损失相关水力性能参数,提出了沿程阻力系数,对沿程水头损失计算公式参数进行修改,得出了薄壁型微喷带水头损失计算参数。【结果】薄壁型微喷带沿程水头损失随着压力与铺设长度的增大而增大;折径、流量、长度的F值分别为90.314、26.056、19.041,表明对沿程水头损失影响依次减小。【结论】采用修改后的沿程水头损失计算参数计算薄壁型微喷带沿程水头损失值与试验值吻合较好。     

柴油机喷射系统高压油路的流固耦合仿真

泵-管-嘴式喷油系统中喷油嘴与高压油管的结构参数决定燃油的喷雾质量,从而影响整个柴油机的燃烧状况。通过计算流体力学(CFD)理论,利用数值仿真方法建立了某385型高速直喷柴油机喷油系统的计算模型,对高压油管和喷油器油道的液力过程进行了流固耦合仿真,较为准确地模拟了燃油在油道内的流动过程,分析了油管长度对喷雾特性的影响,进而确定了合适的高压油管几何尺寸,为后期的柴油机燃油喷射系统的研究提供理论依据。     

基于ANSYS的汽车排气系统模态分析

使用SolidWorks软件对某中型汽车的排气系统进行三维建模,再对排气系统使用ANSYS Workbench软件进行模态分析,验证在外形结构和总体尺寸相同的情况下,三种不同管道截面直径下的排气系统的优劣性,得出在额定功率下排气管道截面直径为80 mm的排气系统更具有优势,在最大扭矩下,截面直径在90~100 mm渐变的排气管更具优势。