基于位移协调控制的液压式压裂泵流体脉动抑制研究

针对液压式压裂泵多液缸输出流体脉动问题,分析液压式压裂泵脉动产生机制,在此基础上提出基于位移协调控制的液压式压裂泵脉动抑制方法,根据样机参数建立仿真模型,并在输出压力为55 MPa的工况下验证了仿真模型的正确性。在发动机输出最大功率、压裂泵输出最大流量工况下进行仿真。理论和仿真结果表明：基于位移协调控制的液压式压裂泵脉动抑制方法,通过实时检测各液压缸内柱塞的位移,一缸柱塞即将到位的信号除了控制自身减速停止外,还要控制另外一缸柱塞启动加速,使得两缸柱塞的减速和加速过程互相重叠,实现了液缸柱塞的强制有序换向,可显著抑制流量和压力脉动;在发动机输出最大功率、压裂泵输出最大流量工况下,输出流量脉动从25.45%降低到11.55%,输出压力脉动从46.58%降低到21.93%。     

蓄能器在兆瓦级风机偏航液压系统中应用的仿真研究

蓄能器在兆瓦级风机偏航液压系统中的主要作用是充当应急动力源,仿真研究蓄能器对系统偏航和制动性能的影响并计算其预充气压力和预充气容积的合理取值范围具有重要意义。在AMESim中建立了蓄能器充当紧急动力源的仿真模型,研究了预充气容积和预充气压力对系统偏航性能和制动性能的影响规律。结果表明:蓄能器在偏航和制动过程中充当应急动力源可满足系统压力的需求,且蓄能器预充气压力及预充气容积在设定范围内取值越大,偏航液压系统的工作性能越可靠。     

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.     

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。     

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。     

新型水压变量泵的脉动研究及控制

针对目前水压变量柱塞泵产品不成熟且成本高等缺点,突破传统斜盘式水压泵的设计理念,设计了一种新型水压柱塞变量泵。该泵由油压元件、简单的水压元件和机械机构集成,能实现变量泵高压大流量的应用要求。利用AMESim软件对整个系统进行了建模仿真,得到水压泵的流量曲线,在泵出口设置蓄能器进行水压泵的流量脉动控制。结果表明:蓄能器有效地控制了流量脉动,实现水压泵流量低脉动输出。     

消除柱塞泵流量脉动的方法

通过对柱塞泵流量脉动的危害进行分析，提出利用蓄能器消除脉动的方法，并介绍了蓄能器总容积的求解过程，给出了应用实例。为使用栓塞泵的液压系统设计提供了方法。     

直轴式恒压泵的脉动分析与研究

本文分析了直轴式恒压泵的流量特性,从该类泵流量脉动源出发,提出了减少泵压力脉动双幅值误差的方法。本文给出了该类泵减小压力脉动的数学模型及某型民用泵的试验结果。     

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。     

附加惯量对马达转速的影响

在泵控马达调速系统中,泵和马达在工作时不断的吸油和排油以及油液有可压缩性等原因,使得系统流量产生脉动、压力不稳定,所以马达输出轴转速产生较大的波动,从而影响回转工件的加工质量。通过在马达轴安装惯量盘,预在系统工作时使惯量盘吸收流量脉动,系统流量波动减小、压力稳定性提高,马达轴转速波动降低。经过实验验证了该方法的可行性,说明在马达输出轴上加装惯量盘能够减小系统流量的脉动,使马达轴转速更加稳定。研究结论为在实际工况中解决流量脉动对马达转速的影响提供可靠方法。     

基于COMSOL的摆线泵流场特性研究

基于COMSOL建立摆线泵模型,对旋转域采用动网格技术、动静区域采用一致对方法实现数据传递。设置相应的边界条件后对泵进行CFD仿真,并通过试验验证仿真模型的可行性。对比不同温度下摆线泵的流场特性。结果表明:试验与仿真误差略微超过5%,仿真模型可行。对比油液在不同温度下的出口流量、压力特性,结果表明:随着油液黏度降低,摆线泵的出口流量均值降低,流量脉动率增加;摆线泵出口压力均值变化很小,但压力脉动率得到较大幅度增加。分析不同温度下摆线泵旋转域截面,结果表明:由于油液黏度降低,使得油液流动性变好,造成在吸油区产生的负压较低,在排油区径向和轴向泄漏增大,使得泵出口流量降低。研究结果为其他泵的仿真提供参考。     

基于MATLAB的六极并联齿轮泵优化设计及分析

针对普通外啮合齿轮泵流量脉动品质差、质量大、成本高等问题,设计一种六极并联齿轮泵。分析六极并联齿轮泵的结构及其工作原理;对六极并联齿轮泵的瞬态流量特性进行分析,推导其单周期内的流量曲线函数;建立基于流量脉动系数、流量脉动频率和泵体体积的数学模型,选取设计变量,确定约束条件,并利用MATLAB优化工具箱中fmincon函数对目标函数进行参数优化。最后对相同理论流量和额定进出口压差下的六极并联齿轮泵及普通外啮合齿轮泵进行瞬态流量仿真和齿轮泵特性计算,并将结果进行对比分析。仿真结果表明：在结构设计合理的情况下,六极并联齿轮泵在减小流量脉动,降低振动、噪声、质量和制造成本,提高工作性能和使用寿命方面具有重要作用。     

带有蓄能器的新型电静液作动器的启动特性研究

电静液作动器（EHA）广泛用于飞机和机器人系统,其应用正在逐步向大型机械设备发展。本文提出了一种在活塞侧连接一个蓄能器的新型EHA结构,该结构用于在空载情况下实现快速启动。此外,当外部负载突然施加或改变时,为了使蓄能器以最佳状态吸收系统压力和流量的脉动,提出了一种新的参数自适应控制方法（PACM）。建立了EHA和PACM的数学模型,并证明了所提出的结构和PACM的可行性和有效性。仿真结果表明,传统液压结构的EHA启动时间为62.8 s,而我们提出的配备蓄能器的EHA的启动时间为2.1 s,这使EHA的启动时间缩短了96.6％。当施加5000N的外部负载时,采用PACM可以使压力脉动降低31％,并且流量曲线过度平滑,可以根据特定的工作条件方便地调整PACM参数。     

基于AMESim的单缸轴向约束活塞液压发动机流量脉动研究

单缸轴向约束活塞液压发动机作为一种新型的双元动力源,通过活塞销与柱塞的直接连接和保留传统发动机的曲柄连杆机构,使其可以同时输出液压能和旋转机械能,而且在机-液能量转化上,缩短动力传递链,减小能量损失,但是单缸发动机工作存在不稳定性,容易引起输出高压油的流量脉动较大.通过AMESim仿真软件搭建单缸轴向约束活塞液压发动机...     

高升率液压脉冲系统机制分析与设计

为模拟航空作动器高压力、高升率工作环境进行脉冲试验,设计了T形波脉冲系统,系统采用压力传感器和电液伺服阀构成闭环控制,通过控制经伺服比例阀流入非对称增压缸低压腔的流量建压。在建立蓄能器、电液伺服阀及增压缸-被试工装件的压力-流量数学模型的基础上,基于AMESim搭建仿真模型,对比分析不同工装件容积、脉冲升率对系统动态性能的影响。仿真结果表明,系统主要由蓄能器提供瞬时流量快速建压,释放能量后,液压泵需要在一个周期内为蓄能器补充0.25 L液压油;为保证压力升率,系统最低流通能力为250 L/min。依据仿真结果选择系统关键元器件搭建脉冲试验台,试验台实现峰值压力42 MPa、升率1 100 MPa/s的T形波,并稳定持续20万次脉冲,验证了仿真分析的正确性。     

旋挖钻机主卷扬势能回收系统仿真与研究

针对旋挖钻机主卷扬下放势能难以有效回收与再利用的问题,提出一种主卷扬下放势能回收与利用系统。以某中型旋挖钻机为研究对象,利用AMESim构建了节能系统仿真模型,探究蓄能器的初始工作压力、预充气压力、有效容积等关键参数对系统能量回收效率的影响机制。最后搭建试验样机,通过试验验证了仿真模型和理论分析的正确性。研究结果表明所提出的主卷扬下放势能回收与利用系统重力势能回收效率可达45.53%,节能效果显著。     

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。