阀芯配合间隙对液压泵变量特性影响研究

以大排量液控式轴向柱塞泵变量为研究对象,分析了柱塞泵变量机构工作原理和阀芯配合间隙对变量机构的关系,采用AMESIM模型分析了机液伺服阀配合间隙对变量机构动态特性的影响,试验测试了不同机液伺服阀配合间隙时,液压泵变量机构响应时间,并优化了机液伺服阀双侧配合间隙值。该研究对大流量液压元件配合间隙的设计具有显著的指导意义,指导间隙的给定平衡了产品性能和零件加工的成本重要性。     

负载敏感系统响应特性仿真研究

在对负载敏感变量泵工作原理进行分析的基础上,基于AMESim平台对系统的响应特性进行了仿真研究.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之恰好与负载的需要相适应.     

电液流量匹配控制系统特性仿真分析

对比分析了传统负载敏感液压系统与电液流量匹配控制系统的结构及控制特点,建立电液流量匹配控制系统AMEsim仿真模型及系统控制器,采用AMEsim与Matlab/Simulink联合仿真,进行系统特性研究.分析结果表明,电液流量匹配控制系统在流量饱和状态下能够实现与外部负载无关的流量分配,保证执行器复合动作的协调性;与传统LUDV负载敏感系统相比,避免了泵与最大负载之间的预设固定压差,提高系统的节能性;不需变量泵控制机构与最大负载压力反馈回路,简化液压系统结构,改善系统动态响应特性.     

基于AMESim注塑机负载敏感系统仿真分析

构建了负载敏感系统并介绍了其节能原理,利用AMESim软件建立了仿真模型,对系统恒流时负载压力变化对泵输出流量的影响和负载敏感阀阀芯面积对系统动态性能的影响进行了仿真研究.仿真结果表明:系统恒流时泵的输出流量不受负载压力变化的影响,负载敏感阀阀芯面积对系统的稳定性具有重要影响.     

泵阀双源协同驱动多执行器系统特性研究

针对工程机械等多执行器复合作业装备中阀控系统节流损失严重、泵控系统装机功率过大的问题,提出一种泵阀双源协同驱动多执行器系统。首先对不同系统能效机理进行理论分析,明确了载荷差异造成阀控系统大量节流损失的根本原因是各执行器驱动腔压力不同。在此基础上,设计了基于所提系统的极低压损控制策略。然后,借助SimulationX仿真软件,建立了37 t液压挖掘机仿真模型,通过试验验证了模型的准确性,并进一步建立了泵阀双源协同驱动和电液流量匹配系统液压挖掘机联合仿真模型。最后,分析对比动臂和铲斗空载复合动作工况下,所提系统与电液流量匹配系统的运行特性和能量特性。结果表明：与电液流量匹配系统相比,所提系统显著改善了重载执行器响应滞后现象,提升了系统运行平稳性,同时大幅降低了载荷差异造成的轻载执行器回路压力损失,整机节流损失和能耗分别降低了67.2%和39.8%。本研究可为降低多执行器复合作业装备节流损失提供全新的解决方案。     

油膜轴承试验台液压加载系统压力控制特性分析

泵控内控式机液控制系统具有结构紧凑、无节流损失、发热量少、能效高的优势,可以满足油膜轴承的载荷施加,实现油膜轴承试验台液压加载系统的压力控制。为此,建立了泵控机液控制系统的压力控制模型,对恒压变量泵控系统进行研究,分析了影响系统动态特性的主要因素。通过MATLAB/Simulink对影响压力控制系统动态特性的主要因素进行了仿真分析。研究了不同调压弹簧刚度、控制滑阀流量增益的恒压变量泵出口压力动态特性。结果表明:增大调压弹簧刚度、减小控制滑阀流量增益可以提高系统稳定性。仿真结果验证了理论分析的正确性。     

基于AMESim的多路阀压力补偿动态仿真及试验

负载敏感多路阀可以使多个执行器在变压力和速度情况下工作互不干扰,传统多路阀操纵稳定性能较差,自主研发产品不具有抗流量饱和特性。文中通过对负载敏感多路阀的结构及其压力补偿阀工作原理的分析,在AMEsim软件建立了负载敏感多路阀系统并进行动态仿真。分析多个运动机构在负载变化时系统稳定性及压力、流量等变化情况,针对三重U型叠加槽的多路阀进行了流量微动特性相关的试验研究,这为负载敏感多路阀系统设计及优化提供了一定的理论依据。     

负载敏感变量泵中负载敏感阀的设计与分析

对电液比例变量泵负载敏感控制系统中的负载敏感阀提出了新的设计方案,并对负载敏感阀进行了结构设计、参数计算和性能分析,应用MATLAB以及MATLAB下的Sireulink对系统进行了仿真．理论分析和仿真研究表明该负载敏感阀的结构设计合理、动态响应快、工作稳定可靠．     

变转速轴向柱塞泵恒流量控制的建模与仿真

以变输入转速下泵控马达恒速系统为对象,分析轴向柱塞泵变量控制机构的控制机制和斜盘变量机构力矩特性,建立了变输入转速情况下泵的流量控制模型,针对泵转速扰动提出了扰动乘积补偿和PI控制综合抑制方法.并在仿真软件EASY5上建立了泵控马达系统和变量泵排量控制仿真模型,对变量泵变量时间和转速扰动抑制进行了系列仿真.结果表明,在剧烈输入转速扰动和负载压力扰动下泵输出流量依然能保持恒定.     

液压混动系统泵排量控制研究

针对闭式液压回路中变量泵排量控制方法精度较低的问题展开研究,基于泵控系统中伺服阀的脉宽调制(PWM)控制,推导出占空比信号与变量泵排量的线性关系,在AMESim软件平台上搭建了泵控系统仿真模型,并基于试验测试数据对模型进行校核,基于泵控系统模型提出了PID反馈控制、前馈+反馈控制和三步法控制的泵排量控制方法,并进行测试对比分析.仿真结果表明,三步法控制在动态响应及快速稳定方面优于PID反馈控制,相比于前馈+反馈控制,采用三步法控制的泵排量动态响应误差减少了35.5%.     

一种新型的装载机电驱泵控液压转向系统

传统装载机的负荷敏感转向系统存在较高的溢流损失和节流损失,转向过程中能量损耗较大.为提高转向系统的能量利用率,提出一种电驱闭式泵控液压转向系统,采用电控方向盘代替原转向系统中的转向阀和方向盘直接控制同步伺服电机,同步伺服电机转速直接由电控方向盘控制,使液压泵输出转向所需的流量到转向液压缸中.研究中,为验证该系统的可行性,首先建立联合仿真模型;然后构建该转向系统的试验测试样机进行验证,并对比原负荷传感转向系统与改进系统在相同转向工况下的工作特性.由试验结果可知,电驱闭式泵控液压转向系统消除负荷敏感转向系统的溢流损失和节流损失,并降低了转向系统的待机能耗,比负荷传感转向系统节能约56%,提高了转向系统的响应速度,使转向过程更加平稳、迅速.      

盾构同步注浆系统最优控制研究

在分析盾构同步注浆系统工作特性和负载敏感变量泵液压系统数学模型的基础上,简化并建立了盾构同步注浆系统的状态空间模型.通过对系统分析得出:要提高注浆效果,就需要有精确的注浆压力与流量,即要求有高的注浆压力与流量跟随性;同时考虑到能源问题,要求同步注浆系统满足节能性.所以设计最优跟踪控制器,并应用MATLAB仿真实现.通过仿真,验证了最优跟踪控制器(最优指标为J(u(t))=∫integral from n=0 to ∞[(y-y~)TQ(y-y~)+uTRu]dt)[1]的优越性以及最优跟踪指标中Q、P不同取值对系统性能的影响.     

泵阀并联系统复合式控制策略研究

为综合泵控高效节能和阀控高精度快响应的优势,研究一种泵阀并联位置伺服系统. 建立泵阀并联系统数学模型,并分析系统特性及油源效率;针对系统定位控制,提出一种泵PID控制、阀分段作用PID控制的分段双PID复合控制策略;针对系统动态跟踪控制,提出泵控回路采取PID控制并固定其输出,阀控回路始终采取迭代学习控制的复合控制策略. 仿真结果表明,在定位控制方面,相比纯泵控系统,分段双PID控制策略能够明显提高系统响应速度;在动态跟踪控制方面,固定PID输出和迭代学习控制相结合的复合控制策略,能使系统兼具高效节能和高精度快响应的优势.      

摩托车发动机VVT系统控制策略的分析

针对中小排量摩托车发动机的特点,研制了可切换双进气正时参数VVT系统．以一维CFD计算为基础,建立了摩托车发动机VVT系统的循环仿真模型。在此基础上,对发动机怠速低负荷、中等负荷、低转速高负荷、高转速高负荷不同工况条件下VVTL（Variable Valve Timing and Lifting）运行模式的控制策略进行了详细探讨．结合JH125摩托车发动机所进行的研究表明,VVT系统可以在各种不同工况下实现发动机动力性、经济性以及排放性能的有效提高．     

比例变量泵系统参数的最佳匹配

由电液比例换向阀和轴向变量泵组成的比例变量泵系统是一种新型液压动力机构。由于它具有一系列优越性能,近年来得到迅速发展和应用,但是,此种机构的动力学分析和设计计算方法,目前尚处于研究之中。本文从实际出发,以负载曲线和比例阀空载流量为条件,导出以功耗最小为指标的系统参数:A(变量油缸活塞有效面积)与Q_m(比例换向阀空载流量)最佳匹配计算公式。分析了系统中压力和流量的关系,考虑了油液的泄漏和压缩性的影响,建立了系统的动力学方程。然后,利用位置精度求出开环增益,以实现控制线路的优化设计。     

变转速泵控系统应用于低周疲劳材料试验机的研究

为解决传统恒压系统伺服阀控制的低周疲劳试验机能耗大的问题,利用伺服电机的宽调速、响应快和扭矩大的特点,结合定量液压泵组成变转速泵控系统。该系统采用变频器驱动伺服电机,伺服电机按照指令输出变化的转速和扭矩,从而实现系统所需的流量和压力的变化,避免了溢流阀的溢流损失和伺服阀的节流损失,以实现节能的目的。给出了采用变转速泵控闭式回路控制差动缸的原理,建立了该系统的数学模型,进行了计算机数字仿真研究。结果表明,新设计的变转速泵控电液伺服控制系统可以实现四象限运行,满足材料的低周疲劳试验要求,同时可以实现显著的节能效果。研究工作的目的是从原理和性能上,探讨新型控制方案的可行性。     

具有负载自适应功能的游梁式抽油机矢量控制系统

 为了减少抽油机的能耗,降低采油成本,提高系统效率,本文提出将电动机矢量控制技术应用于抽油机中,并使用模糊PID控制器使异步电动机的工作特性与游梁式抽油机载荷的变动特性相匹配.矢量控制方法实现了电动机的磁链和转矩解耦、抽油机的曲柄扭矩计算和等效力学模型确定的控制系统输入,而载荷传感器作为负载反馈,则可以根据负载控制电动机的电磁转矩电流.在抽油机运行过程中,矢量控制系统实时进行负载自适应控制,可提高电动机功率因数,降低无功功率.对具有负载自适应功能的游梁式抽油机矢量控制系统在长庆油田进行了现场试验,试验结果表明该控制系统能够实时、动态自动调整电机的转矩电流,使电机的输出转矩与抽油机的负载特性相匹配,提高了抽油机系统效率,达到节能降耗的目的.     

电液比例负载敏感径向柱塞变量泵工作原理及特性分析

在定量分析计算了径向柱塞泵变量力的基础上,将电这比例压力控制、电液比例流量控制、负载敏感控制技术用于径向柱塞泵,并对该泵变量性能进行了分析和实验研究。研究证明,该泵是一种新型的电-液一体化高效节能液压元件。     

游梁式抽油机悬点负载耦合动力学建模

建立了描述游梁式抽油机悬点负载动态特性的耦合动力学模型.采用多自由度的弹簧-质量-阻尼器机械动力学系统描述抽油杆柱振动特性.综合考虑有杆泵抽汲过程中泵腔内气体可压缩性、泵腔压力变化、泵阀局部阻力等因素的影响,建立了泵腔压力、进泵流体流量、泵腔内液体体积与柱塞运动之间相互关系的数学模型,得到一组描述有杆泵动态抽汲过程的新模型,确定了求解抽油杆柱振动模型的井下边界条件.采用时步有限元方法对所建杆-泵耦合动力学模型进行仿真计算.油田现场应用表明,所建模型具有较高精度,可用于抽油井负荷、泵效、扭矩和平衡度等工况参数预测及故障诊断.