傾斜柱塞式斜盤(pán)變量泵的流量特性研究.pdf

1、液壓傳動(dòng)技術(shù)在工程機(jī)械等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。隨著節(jié)能環(huán)保要求的不斷提高，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的效率問(wèn)題日益突顯。眾所周知，變量泵是提高液壓傳動(dòng)系統(tǒng)效率的最有效途徑。斜盤(pán)式軸向變量柱塞泵具有供油壓力高、易于實(shí)現(xiàn)變量等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，成為絕大多數(shù)高壓泵控系統(tǒng)的首選動(dòng)力元件。因此改善斜盤(pán)式軸向變量柱塞泵流量特性是進(jìn)一步提高液壓系統(tǒng)效率必須解決的技術(shù)難題。
　　論文以傾斜柱塞式斜盤(pán)變量泵為研究對(duì)象，針對(duì)這種泵的流量脈動(dòng)和變流量控制等特性，采用理論分析、

2、數(shù)值仿真與試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。針對(duì)傾斜柱塞式斜盤(pán)變量泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，著重研究了柱塞傾角對(duì)泵性能的影響。論文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　1.建立了傾斜柱塞式斜盤(pán)變量泵的理論模型。根據(jù)絕對(duì)坐標(biāo)系下的柱塞運(yùn)動(dòng)規(guī)律，采用集中參數(shù)法分別建立了柱塞泵理想液體和實(shí)際液體的瞬時(shí)流動(dòng)特性模型。針對(duì)傾斜柱塞式斜盤(pán)變量泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，依據(jù)剛體動(dòng)力學(xué)方法建立了柱塞-缸體摩擦副、滑靴-斜盤(pán)摩擦副的動(dòng)力學(xué)方程。建立了變量機(jī)構(gòu)的位移-力反饋型控制系

3、統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。上述基于傾斜柱塞式斜盤(pán)變量泵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)引入柱塞傾角作為變參數(shù)的數(shù)學(xué)模型，同樣適用于其它結(jié)構(gòu)形式的柱塞泵理論分析。
　　2.建立了傾斜柱塞式斜盤(pán)變量泵流量特性的研究平臺(tái)。依據(jù)上述理論模型，建立了基于協(xié)同交互技術(shù)和虛擬樣機(jī)技術(shù)的柱塞泵性能仿真平臺(tái)和試驗(yàn)測(cè)試裝置，為柱塞泵流量特性的研究打下了基礎(chǔ)。仿真平臺(tái)利用模塊之間的數(shù)據(jù)交換實(shí)現(xiàn)了對(duì)柱塞泵實(shí)際工作狀況的真實(shí)模擬。測(cè)試裝置通過(guò)傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓泵壓力、流量、斜盤(pán)角位移等參量的直接

4、測(cè)量，并能根據(jù)試驗(yàn)測(cè)試原理求解出柱塞泵瞬時(shí)輸出流量、變量機(jī)構(gòu)穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)特性等。協(xié)同仿真平臺(tái)的仿真結(jié)果可以通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試進(jìn)行驗(yàn)證，還能完成試驗(yàn)裝置不易測(cè)試的參數(shù)分析。
　　3.傾斜柱塞式斜盤(pán)變量泵的流量脈動(dòng)研究。采用Matlab對(duì)柱塞運(yùn)動(dòng)規(guī)律和柱塞泵理想液體模型的流量脈動(dòng)進(jìn)行數(shù)值求解。利用協(xié)同仿真平臺(tái)分析了柱塞泵實(shí)際模型的流量脈動(dòng)變化規(guī)律及影響因素。提出一種測(cè)量柱塞泵輸出流量脈動(dòng)的近似方法，并利用測(cè)試裝置完成對(duì)柱塞泵輸出管道內(nèi)壓力脈動(dòng)

5、和流量脈動(dòng)的測(cè)量。
　　4.傾斜柱塞式斜盤(pán)變量泵的變量控制特性研究。利用虛擬樣機(jī)技術(shù)分析了柱塞泵動(dòng)力元件的力學(xué)特性，討論了配合間隙和柱塞傾角對(duì)柱塞.缸體摩擦副受力的影響?；趨f(xié)同仿真平臺(tái)，研究了變量控制機(jī)構(gòu)的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)控制特性及其影響因素。通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試裝置得到了變量控制機(jī)構(gòu)在不同工況下的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)控制特性。研究結(jié)果表明，變量控制機(jī)構(gòu)的位移-力反饋組件復(fù)位彈簧是影響變量機(jī)構(gòu)穩(wěn)態(tài)比例特性的重要因素，基于三通閥控制差動(dòng)缸的變量機(jī)構(gòu)在動(dòng)態(tài)