斜盤式柱塞泵的脈動特性研究論文

　　由于柱塞泵所排出的液壓油是柱塞組依次擠出的，這種工作特點就決定了柱塞泵必然會存在流量脈動特性。脈動率過大會引起液壓系統較大的震蕩，造成一系列的不穩定，嚴重時會損壞液壓元件。為此，更加細致地了解影響柱塞泵脈動特性的各項因素就尤為重要了。

　　1 斜盤式柱塞泵模型的建立

　　1)斜盤及其運動模型的建立

　　將斜盤模型轉化為超級元件，此元件可以傳遞斜盤的傾角、轉速與變量機構所需的扭矩，輸入相應的轉速、扭矩，可以輸出此時斜盤的傾角，柱塞的往復運動的速度與位移。若柱塞泵有n個柱塞，應在n 個該元件參數中設置柱塞初始位置：0，360/n，720/n，1080/n，1440/n，……

　　2)柱塞模型的建立

　　柱塞模型如圖2所示，利用AMESim的HCD庫對柱塞進行建模，考慮到柱塞與柱塞腔之間的間隙，采用帶泄露的閥塊進行搭建，通過對柱塞桿施加力、速度、位移參數來完成柱塞吸油排油動作。

　　3)配流模型的建立

　　考慮到柱塞泵在配流過程中，排油口與吸油口的開口面積有個漸變的過程，加上三角槽的過渡作用，直接模擬該配流過程比較困難。采用2個可變節流口來模擬配流，對節流口開口大小的控制信號。為了模擬缸體柱塞腔進出排油口與吸油口時的過渡作用，將信號曲線設計成一定傾斜度的線段。當輸入信號為0時，表明節流口全關，當輸入信號為1時，表明節流口全開。配流盤的配流模型，當柱塞需要吸油時，節流口3打開，節流口4關閉;當柱塞需要排油時，節流口3關閉，節流口4關閉。

　　4)液壓系統中負載模型的建立

　　為了更簡潔地表示出液壓系統中的負載模型，選用了可變節流口代替液壓系統的負載。

　　5)整體仿真模型的建立

　　仿真模型由7個柱塞，配流模型與斜盤及其運動模型組成，柱塞的運動速度函數為f (x,y) =sin[(π 180)x]sin[(π 180)y]式中：x 為斜盤傾角;y 為缸體轉角。

　　2 模型仿真與分析

　　在AMESim 的“Parameter mode”模式下，對模型的主要參數進行設置，具體參數如表1所示。柱塞泵的流量脈動率將會引起壓力脈動率，所以說柱塞泵的脈動特性是系統中流量的不穩定引起的。液壓泵的.實際流量q0，最大瞬時流量qmax，最小瞬時流量qmin，流量脈動率：K=(qmax-qmin)/q01)不同節流口開度下的脈動特性

　　將液壓系統中節流口開口直徑分別設置為0.25 mm、0.5 mm、0.75 mm、1 mm，其他參數不變，比較柱塞泵出口的流量特性。由仿真結果分析得出：隨著負載壓力的增加，流量脈動率會隨之較小，但是液壓系統的流量響應速度會隨之降低。對應于不同節流口開度，液壓系統的壓力特性。隨著負載壓力的增加，壓力曲線的震蕩幅值會增大，可能會影響液壓系統的穩定性，造成嚴重后果。

　　2)不同轉速下的脈動特性

　　分別將轉速設置為1000r·min-1、1500r·min-1、2000 r·min-1，其他參數不變，比較柱塞泵出口的流量脈動特性。通過計算得出不同轉速下的流量脈動率，分別為9.94%、6.26%和4.74%。隨著轉速的增大，流量脈動率隨之降低。由此看出，適當提高轉速會減小液壓系統的脈動特性。

　　3)不同柱塞數目柱塞泵的脈動特性

　　分別將柱塞數目設置為5個、7個和9個，其他參數不變，比較柱塞泵出口的流量脈動特性，通過計算得出不同柱塞個數柱塞泵的流量脈動率，分別為9.1%、6.22%和4.01%。隨著柱塞個數的增加，流量脈動率隨之降低。由此看出，適當提高增加柱塞個數會減小液壓系統的脈動特性。

　　3 結論

　　基于AMESim軟件，對斜盤式柱塞泵進行詳細地建模，通過模擬分析得出：隨著液壓系統中負載壓力的增加，流量脈動率會隨之較小，但是液壓系統的流量響應速度會隨之降低;隨著轉速的增大或者柱塞個數的增加，流量脈動率隨之降低，并且液壓系統中流量的響應速度也會增大，有利于液壓系統的穩定，但轉速與柱塞個數不是越大越好，當柱塞在工作時的線速度越大，越不利于充分地吸油。

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