风能吸功泵流量特性仿真与实验研究

液压泵作为液压型风力发电传动系统中一个重要元件,其输出流量特性直接影响发电质量。针对传统液压泵在低速下流量特性不佳状况,提出一种曲轴连杆式应用阀配流的新型风能吸功泵。文章介绍了风能吸功泵结构及工作原理,并在其基础上建立其流量数学模型,借助Matlab软件分析风能吸功泵流量特性,其仿真结果与样机试验测试结果进行对比,最后重点分析配流阀相对活塞运动产生的滞后角对风能吸功泵流量特性的影响。分析结果可知,当配流阀阀芯直径减小、弹簧刚度增大以及转速减小时,风能吸功泵配流阀滞后角减小,流量脉动也随之减小。     

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。     

水压柱塞泵噪声特性的试验研究

基于阀配流式轴向水压柱塞泵的结构原理,分析了其噪声产生的主要原因,并对不同的配流阀结构型式、主轴动平衡前后、不同转速以及不同排量水压泵的噪声特性进行了对比试验研究。试验结果表明:采用平板型配流阀的水压泵噪声低于蕈阀结构的噪声;主轴动平衡后水压泵的噪声有明显降低;增大排量、降低转速可以降低泵的噪声;配流阀通径对泵的噪声影响较大。研究结果为水压泵的降噪提供了试验依据。     

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为液压缸。结合风能吸功泵的结构特点,建立了风能吸功泵的流量特性数学模型,揭示了双排液压缸交错布置可以减小风能吸功泵流量脉动的规律。     

流量控制阀不同配流形式的研究

根据液压控制和流体力学仿真的原理,用MATLAB/Simulink作为仿真工具,建立电液比例斜盘式轴向变量柱塞泵的控制模型,对变量柱塞泵的流量控制阀不同配流形式进行了仿真研究,分析了泵内阀的关键参数对其工作特性的影响.     

新型十字摆盘驱动式水液压轴向柱塞泵阀配流系统设计

针对一种新型十字摆盘驱动式水液压轴向柱塞泵的配流阀系统结构参数与泵转速、柱塞直径不匹配导致的容积效率不足的问题,搭建了该新型泵的ADAMS-AMESim固液耦合仿真模型。在额定转速下,分析了配流阀阀芯质量、弹簧刚度、弹簧预紧力、阀芯球面直径对其容积效率的影响,并对其配流系统进行优化设计。结果表明:新型泵的容积效率随着配流阀弹簧刚度、预紧力的增加而增加,随着配流阀阀芯质量、阀芯球面直径的增加而减少,且吸液阀结构参数的变化对容积效率影响大于排液阀。因此,在设计新型泵的配流阀时可适当提高阀芯复位弹簧刚度和预紧力,适当减小阀芯质量和阀芯球面直径,以提高新型泵的容积效率。     

高速径向柱塞泵配流阀的动态特性与结构优化研究

针对高速液压泵的研制过程中,配流阀响应频率与泵转速的匹配问题,对柱塞泵系统的流量特性、配流阀滞后问题及结构优化进行了研究。通过阀芯力平衡方程,建立了配流阀动力学模型,基于经典控制理论,通过求解力平衡方程确定了系统传递函数,并对其时间响应进行了验证;在理论分析的基础上,应用AMESim软件,分析了高速阀配流系统的动态流量特性,研究了锥阀和球阀两种阀芯结构以及泵转速对系统动态特性的影响。研究结果表明:随着泵转速的提高,系统回流明显,使容积效率明显下降;锥阀更适合高速阀配流系统,同时在锥阀底部设置阻尼孔,可明显减缓阀芯对阀座的冲击力,提高阀座的使用寿命。     

阀配流水压柱塞泵的回冲射流及其容积损失

为揭示水压柱塞泵配流阀对泵容积效率的影响程度,设计了阀配流柱塞泵可视化实验装置。通过高速摄像系统清晰观测到柱塞泵中回冲射流现象及形态特征。以阀芯瞬态位移、泵腔压力实测数据为边界条件进行配流阀动网格流场仿真,并进行瞬时流量积分,获得了排水阀回冲射流引起的柱塞泵容积损失数值。结果表明:在1500 r/min转速下,回冲射流时长占柱塞排水周期的30%,约为6 ms,阀芯存在多次振荡且伴随着射流空化;回冲射流造成泵容积效率的损失约为5.3%。     

转套式配流系统U型减振槽结构设计优化

转套式配流系统中减振槽结构参数对系统的流量脉动、压力冲击、工作噪声、工作寿命等具有重要影响。以转套式配流系统U型减振槽的厚度、高度和包角为设计变量,考虑流量倒灌约束,建立了以压力极值最小为目标的设计优化模型。以i SIGHT优化设计框架搭建了系统设计优化平台,完成了设计变量对优化目标的灵敏度分析和结构优化。优化后泵的容积效率基本不变,泵腔压力极值减小了8.3%,显著降低了压力超调现象引起的冲击、振荡等问题,提高了整个配流系统工作的稳定性。优化结果具有较强的稳健性,但额定工作转速设定值较大时还需要重新优化U型减振槽结构。     

全电控正流量液压挖掘机启动压力冲击研究

针对全电控正流量液压挖掘机执行机构启动阶段压力冲击较大的问题，对正流量液压系统中位卸荷阀阀口开度、主阀阀口开度、正流量泵输出排量之间的匹配特性进行研究。建立了卸荷阀阀口开度、外负载力、泵口输出流量之间的数学模型，提出了启动阶段卸荷阀阀口开度、正流量泵输出排量、主阀阀口开度之间的匹配原则，并在高精度机电液联合仿真平台上进行验证。结果表明：挖掘机执行机构在启动阶段的压力冲击减小30%以上，执行机构启动平稳性显著提升。     

基于AMESim冲击气缸二位五通气控阀的建模与仿真研究

该文说明了冲击气缸内二位五通气控阀基本结构、原理、特性参数,并应用AMESim软件PCD气动元件库对该二位五通气控阀进行了建模与仿真分析,得出了该阀换向时,阀芯的运动曲线和阀口的压力及流量变化曲线等。通过分析结果可知换向的时间响应、压力以及流量等特性因素,为缸阀一体化设计提供了参考依据。     

高压、超大流量液压系统卸压技术的应用

该文分别对节流、比例阀、三级组合逻辑阀卸压的技术进行了比较分析,提出了在高压、超大流量液压系统的油缸、管道、泵口等压力能集聚区采用基于PLC控制的小流量多点快速卸压技术,有效地解决了使用工况恶劣、油液易污染的情况下大型锻造液压机在回程换向时的液压冲击,缩短了换向时间,提高了工作频次。     

乳化液泵配流机理的理论研究与试验分析

利用流体可压缩性、流量连续方程及阀口流量公式建立了单柱塞腔流动特性方程；在考虑了重力、弹簧力、压差力、接触力及液动力基础上，建立了配流阀动力学模型；以排液歧管过流孔道为控制体积，建立了包含3个柱塞腔、蓄能器及负载的整泵流动特性方程。用AMESim软件创建了具有3柱塞结构的BRW125/31.5C型乳化液泵模型，将不同曲轴转速下的配流阀阀芯位移及泵出口压力的仿真值与试验值对比，验证了理论分析与仿真模型的正确性。结果表明：当该型号泵驱动电机输入频率分别为50， 40， 30 Hz时，上流量脉动率分别为1.25%，1.19%，1.37%，而下流量脉动率分别为1.76%，1.73%，176%；柱塞腔内流场在从低压向高压转换时存在压力冲击；在吸、排液行程转换阶段，存在流量倒灌现象。     

回撤吊车负载敏感液压系统设计及仿真分析

为解决负载匹配,以及缓解支架回撤吊车应用过程中存在的能耗高、效率低和系统温度高等问题,基于负载敏感变量泵对其液压系统进行设计及仿真分析。该液压系统主要由负载敏感变量泵、流量补偿阀、负载敏感阀、梭阀和液压缸等组成。在工作过程中,负载敏感变量泵通过梭阀及负载敏感阀感知系统负载力而向系统提供所需流量。基于AMESim对该液压系统和变量泵进行建模及仿真分析,得到液压缸压力、负载口流量变化和梭阀流量补偿以及变量泵压力、流量和斜盘倾角变化情况。结果表明：变量泵可根据负载所需压力和流量实时调整斜盘倾角大小,进而实现压力 流量补偿功能;负载压力和流量阶跃变化时,变量泵具有良好的动态补偿特性。     

XB2※经济型轴向柱塞泵

近年来,为了节约能源、降低成本,在液压元件的高效率、长寿命、小型化等方面,国内外的液压工作者做了大量工作。液压系统已从过去使用定量泵和阀组合的阀控制系统转向广泛采用变量泵组成系统。变量泵能根据系统需要调整输出流量,这样不仅节省功率,而且能减小油箱容量,降低噪声     

水压式打桩机冲击器液压系统建模与仿真分析

分析了水压式打桩机冲击器的工作机理,根据功率键合图理论构建了其液压系统的键合图模型。以AMESim软件为平台,搭建了水压冲击器液压系统的仿真模型,通过设置参数,对该模型进行仿真,得到了冲击活塞和阀芯的运动曲线,继而分析了活塞和阀芯的位移、速度、加速度随时间的变化规律。通过依次改变流量、溢流阀调定压力、活塞质量、前腔阀口开口长度和中腔阀口开口长度等参数,仿真分析了各参数对冲击性能的影响规律。结果表明：水压式打桩机冲击器液压系统流量达到额定值后,继续增加流量不能有效提高冲击性能;设置较高的溢流阀调定压力能充分利用输入水压能,显著提高冲击性能;活塞质量增大会降低冲击性能;增大前腔阀口开口长度可以提高冲击性能;增大中腔阀口开口长度反而使冲击性能降低。研究结果为水压式打桩机冲击器结构设计与优化提供了理论依据。     

负载敏感抗流量饱和技术分析及仿真研究

针对普通负载敏感系统在泵流量饱和时出现流量优先供给轻负载而不按各换向节流阀开口面积分配流量的问题,通过对阀前与阀后压力补偿负载敏感系统进行比较分析,得出阀后补偿负载敏感系统具有抗流量饱和的作用,并在AMESim环境下对阀后补偿负载敏感系统建立仿真模型,仿真结果表明,阀后补偿压力负载敏感系统具有良好的控制性能,无论在何种工况,都能实现流量只按换向节流阀开口面积成比例分配而与负载无关,保证了复合动作的协调性。     

压裂泵凡尔阀动态排液性能仿真研究

针对凡尔阀关闭滞后引起泵排量减少及凡尔阀开启阻力过大使排液性能变差等问题,在虚拟试验中,以某型压裂泵的凡尔阀为研究对象,利用系统性能仿真方法建立压裂泵液力端仿真模型,对压裂泵排液动态特性进行仿真。研究了弹簧刚度、阀盘质量对泵排出流量的影响及弹簧刚度、阀盘质量、阀座孔径对泵排出压力的影响。结果表明：泵排出流量、排出压力受阀座孔径影响较大而受弹簧刚度和阀盘质量影响较小;在各弹簧刚度和阀盘质量取值下泵的平均排出流量均在4000 L/min左右,平均排出压力均在140 MPa左右;泵的瞬时排出流量和瞬时排出压力随弹簧刚度、阀盘质量的增大而增大,随阀座孔径的增大而减小。研究结果对于优化凡尔阀设计,提高压裂泵排液性能具有重要的参考价值。     

水压柱塞泵配流阀的设计及试验研究

基于水介质粘度低、汽化压力高、有腐蚀性等特点，对配流阀的结构、材料及参数进行了分析与设计，并对多种配流阀的配对进行了试验研究。试验表明，由于气穴现象，阀配流水压柱塞泵的转速不能过高；配流阀的结构型式和材料对泵的容积效率有较大影响。     

全液压压裂车大流量换向阀的设计与分析

为满足全液压压裂车液压系统液压缸的换向需求,设计了大流量换向阀组,重点设计了阀芯、阀套组件;分析了大流量换向阀的原理与结构,建立了其数学模型,基于AMESim软件分析了主阀的开启时间,阀芯位移、速度与先导流量和先导压力的关系,结果表明:适当增大先导压力和先导流量可提高主阀的响应特性;改变主阀端面结构、适当增大先导压力和减小先导流量可解决主阀瞬时流量过大的问题。设计与仿真相结合,缩短了主阀的设计时间,为阀的设计计算提供了参考价值。