基于AMESim的液压柱塞泵的数字建模与流量脉动分析解读
05_AMESim在液压泵的建模应用
B 7 6 A 5
6
4
6
1
3 7
T 2 S
6
22
Hydraulics
Steffen Mutschler, BRH-DR/EMF1, 30.03.2006: European AMESim User
Simulation
Simulation of swiveling at a pressure of 100 bar 400 bar
齿轮泵的建模：
齿轮的结构原理图 建模的原理 结果分析
主要内容
叶片泵的详细建模：
叶片泵的结构原理图 各部件建模 5叶片恒压变量泵模型仿真结果
2 copyright LMS International - 2009
液压泵建模的难点
3 copyright LMS International - 2009
20 copyright LMS International - 2009
斜盘式柱塞泵模型
5柱塞恒压变量泵模型仿真结果
斜盘斜角变化曲线
斜盘受力合力作用点曲线
21 copyright LMS International - 2009
Precise Modeling in Design Support
斜盘式柱塞泵模型
各部件建模 配流盘的建模
图5 吸油口/排油口模型
7 copyright LMS International - 2009
斜盘式柱塞泵模型
各部件建模 配油盘结构简图
图6 配油盘的结构简图
8 copyright LMS International - 2009
斜盘式柱塞泵模型
各部件建模 吸油盘、排油盘模型（Rev9）
基于AMESim的汽车ESP液压系统建模
基于AMESim的汽车ESP液压系统建模李以农1 米林2 谢敏松11重庆大学机械传动国家重点实验室 重庆,4000442重庆理工大学汽车零部件制造及检测技术教育部重点实验室，重庆 400000摘要：本文以某ESP液压系统为研究对象，分析了ESP液压系统结构和详细的工作原理；基于AMESim建立了汽车ESP系统液压单元模型、带预压单元的主缸模型和轮缸模型；并依据流体力学相关理论，建立了节流器、液压控制阀、蓄能器以及回油泵数学模型，为ESP液压系统动态性能仿真分析和液压单元设计提供理论依据。
汽车ESP（Electronic Stability Program）系统，中文名称是汽车电子稳定性控制系统，是目前世界上最尖端的汽车主动安全系统电子设备。
ESP系统除了具有制动防抱死系统ABS（Anti-Lock Braking System）和牵引力控制系统TCS（Traction Control System）的功能之外，更是一种智能的主动安全系统。
在汽车行驶过程中，ESP始终监测车的运动状态，尤其是与转向相关的运行状态，一旦出现不稳定的预兆，ESP系统便实时予以修正，从而使行车安全性大大提高，驾车人员感觉更灵活、更快捷、更安全。
ESP使汽车在各种恶劣状况下，都能非常可靠的按照驾驶人员的意图进行控制，而不会出现摆尾和方向失控等危险状况。
汽车ESP系统主要由电子控制单元（ECU）、传感器和液压系统三部分所组成，其控制品质的好坏和工作性能的可靠性不仅与ECU的控制逻辑、传感器的作用有关，还与液压系统动态特性密切相关。
汽车ESP液压系统是由多个液压元件组成，各液压元件在ECU的驱动下协同工作，根据汽车的不同行驶工况对车轮施加相应的液压制动力，实行车辆的主动干预。
作为汽车ESP系统的执行机构，液压系统是一个高速响应系统，各液压控制阀的动态响应均在短时间内完成。
因此，对液压系统进行动态特性研究，了解和掌握液压系统工作过程中动态工作特性和参数变化，以便进一步改进和完善液压系统，提高液压系统的动态响应特性，提高运动和ECU控制精度以及工作可靠性，是非常必要的。
《2024年基于AMESim的液压系统建模与仿真技术研究》范文
《基于AMESim的液压系统建模与仿真技术研究》篇一一、引言随着现代工业技术的飞速发展，液压系统在众多领域中发挥着至关重要的作用。
液压系统的设计与分析一直是工程领域的重要课题。
为了更有效地进行液压系统的设计与优化，研究人员开发了多种仿真软件，其中AMESim软件在液压系统建模与仿真方面具有广泛的应用。
本文旨在探讨基于AMESim的液压系统建模与仿真技术的研究。
二、AMESim软件及其在液压系统建模中的应用AMESim是一款多学科领域的仿真软件，广泛应用于机械、液压、控制等多个领域。
在液压系统建模中，AMESim提供了丰富的液压元件模型库，如泵、马达、缸体、阀等，可以方便地构建出复杂的液压系统模型。
此外，AMESim还提供了强大的仿真求解器和友好的用户界面，使得建模与仿真过程更加便捷。
三、液压系统建模流程基于AMESim的液压系统建模流程主要包括以下几个步骤：1. 确定系统需求与目标：明确液压系统的功能、性能指标及工作条件。
2. 建立系统模型：根据系统需求与目标，选择合适的液压元件模型，并构建出整个液压系统的模型。
3. 设置仿真参数：根据实际需求设置仿真时间、步长、初始条件等参数。
4. 进行仿真分析：运行仿真模型，观察并记录仿真结果。
5. 结果分析与优化：根据仿真结果，对液压系统进行性能分析，并针对存在的问题进行优化设计。
四、液压系统仿真技术研究液压系统仿真技术是利用计算机技术对液压系统进行模拟分析的一种方法。
基于AMESim的液压系统仿真技术具有以下优点：1. 高效性：可以快速地构建出复杂的液压系统模型，并进行大量的仿真分析。
2. 准确性：通过精确的数学模型和物理定律，可以准确地模拟液压系统的实际工作情况。
3. 灵活性：可以根据需求随时调整仿真参数和模型结构，以获得更好的仿真结果。
在液压系统仿真技术中，还需要注意以下几点：1. 模型验证：在进行仿真分析之前，需要对建立的模型进行验证，以确保其准确性。
基于AMESim的柱塞泵热力学模型及仿真_韩孟虎
（ Re·Pr
d l
）
0. 33
（ 3）
紊流时： Nu1 = 0. 027Re0. 8 Pr0. 33
（ 4）
式中： Re 为雷诺数，Pr 为普朗特数，l 为特征长度。
（ 2） 泵壳体同环境间的对流换热
泵壳体同环境间的对流换热为自然对流换热，可
表示为：
·
Q2 = k2 A2 （ Tc － Th）
（ 5）
2012 年 1 月 第 40 卷 第 1 期
机床与液压
MACHINE TOOL ＆ HYDRAULICS
Jan． 2012 Vol. 40 No. 1
DOI： 10． 3969 / j. issn. 1001 － 3881. 2012. 01. 038
基于 AMESim 的柱塞泵热力学模型及仿真
韩孟虎，曹克强，胡良谋，李永林
材料黑度 环境温度 /℃ 油泵转速 / （ r·min － 1 ）
泄流系数
92 94 15 0. 2 0. 82 5 7 0. 32 20 4 000 1 × 10 － 9
4 仿真结果
对以上典型液压系统进行 1 800 s 仿真，得到仿
真结果如图 4 和图 5 所示。
图 4 泵各端口温
图 5 泵壳体和转动部
temperaturesimulation飞机液压系统在工作过程中会产生较大热量引起系统油液温度升高从而影响系统的正常工作甚至会引起系统的故障液压泵是液压系统内主要的能源装置也是主要的热源之一而柱塞泵由于工作压力供油流量和效率均可达到较高数值结构紧凑转动惯量小可实现供油量的自动调节等特点在航空领域得到了广泛应用是飞机液压系统普遍采用的泵源形式
Keywords： Piston pump； Thermodynamics model； Temperature simulation
基于AMESim的轴向柱塞泵建模与仿真研究_姚春江
2013年6月第41卷第11期机床与液压MACHINE TOOL ＆HYDRAULICS June 2013Vol.41No.11DOI ：10．3969/j.issn.1001－3881.2013.11.051收稿日期：2012－05－22作者简介：姚春江（1979—），男，硕士，讲师，研究方向为机械设备诊断与维修保障。
E －mail ：yaochunjiang0111@ 。
基于AMESim 的轴向柱塞泵建模与仿真研究姚春江，陈小虎，何庆飞，张宪宇(第二炮兵工程大学，陕西西安710025)摘要：以斜盘式轴向柱塞泵为研究对象，运用AMESim 软件构建了斜盘式轴向柱塞泵关键元件的模型，从而建立了斜盘式轴向柱塞泵的仿真模型。
运用仿真模型分析负载、系统压力对柱塞泵运行的影响，为柱塞泵的设计及故障诊断提供依据。
关键词：轴向柱塞泵；建模与仿真中图分类号：TH137文献标识码：A文章编号：1001－3881（2013）11－179－4Modeling and Simulation Research on Axial Piston Pump Based on AMESimYAO Chunjiang ，CHEN Xiaohu ，HE Qingfei ，ZHANG Xianyu（The Second Artillery Engineering University ，Xi'an Shaanxi 710025，China ）Abstract ：Swash plate axial piston pump was taken as a research object ，and AMESim was used to create the key component models for axial piston pump．Axial piston pump simulation model was established through combining simulation components．Then influences of load and system pressure on running of the piston pump were analyzed with this model．It provides basis for piston pump design and fault diagnosis．Keywords ：Axial piston pump ；Modeling and simulation柱塞泵是液压系统的重要元件，在液压系统中作为中高压及高压油源，被广泛应用于各个行业，尤其是斜盘式轴向柱塞泵，具有密封性好、工作压力高、在高压下仍能保持相当高的容积效率（一般在95%左右）及总效率（一般在90%以上）、容易实现变量及单位功率的质量轻等优点［1－4］。
基于AMESim的斜盘式轴向柱塞泵流量与压力脉动仿真分析
基于AMESim的斜盘式轴向柱塞泵流量与压力脉动仿真分析刘尧; 江伟; 包从望【期刊名称】《《科技创新与生产力》》【年(卷),期】2019(000)011【总页数】4页(P50-53)【关键词】斜盘式轴向柱塞泵; 流量与压力脉动; AMESim模型; 仿真分析【作者】刘尧; 江伟; 包从望【作者单位】六盘水师范学院贵州六盘水 553000【正文语种】中文【中图分类】TH322斜盘式轴向柱塞泵作为动力元件应用在农业机械中，因其工作地形较为复杂，导致对动力元件性能要求较高[1]。
为顺应现代社会对液压系统绿色环保的发展要求，笔者针对斜盘式轴向柱塞泵的主要振动噪声源——流量与压力脉动进行仿真计算分析，对流量与压力脉动情况进行数学建模，并建立柱塞的仿真模型，通过设定不同的驱动轴转速、斜盘倾角、柱塞直径等关键参数来获得相应的流量与压力仿真曲线，根据仿真分析的结论，获得减少流量与压力脉动的依据。
1 斜盘式轴向柱塞泵结构及工作原理斜盘式轴向柱塞泵主要由主轴、配流盘、缸体、柱塞、滑靴、斜盘、弹簧以及其他辅助件组成，其结构原理见图1。
当原动机驱动主轴旋转时，缸体以及柱塞滑靴组件随之旋转。
在具有一定的斜盘倾角下，柱塞滑靴组件相对斜盘在轴向上形成往复伸缩运动，当其伸长时，柱塞与缸体形成的密封空间增大，形成真空，实现吸油；当其缩短时，柱塞与缸体形成的密封空间减小，压力增大，实现排油，改变斜盘倾角的大小，可以改变柱塞滑靴组件的伸缩距离，从而调节泵的排量。
缸体旋转一周，斜盘式轴向柱塞泵实现一次吸油和排油工作[2]。
图1 斜盘式轴向柱塞泵结构原理图2 斜盘式轴向柱塞泵流量与压力数学建模由工作原理可知斜盘式轴向柱塞泵的排量q 为式中：d 为柱塞直径；R 为柱塞中心分布圆直径；l为柱塞行程；z 为柱塞数；θ 为斜盘倾角。
根据柱塞泵的配流特性可知，配流盘的排油窗口区所有柱塞排油量的和为泵的瞬时流量[3]。
单柱塞的瞬时流量为式中：φi 为某柱塞的转角。
基于AMESim的ABS液压系统的建模与仿真解读
收稿日期:2009-04-27作者简介:陶润(1984-,男,硕士研究方向:ABS 的动态特性研究汽车防抱死制动系统对提高汽车主动安全性有显著作用,ABS 已越来越广泛地装备于各种车辆,因此,建立合理的ABS 模型并对其进行研究分析,是提高国产ABS 及竞争力的必要工作。
电磁阀是ABS 系统中重要的执行元件[1];ABS 液压系统高频响应性能很大程度上取决于ABS 电磁阀的动态响应特性[2];电磁阀的动态响应特性直接影响控制逻辑中参数的选择,影响控制精度,有时甚至会导致控制的失败[3]。
因此,国内外的研究多将电磁阀从系统中分离出来单独研究其动态特性[4-7]。
而从制动系统的作用来看,电磁阀动态特性只是影响制动压力的重要因素,属于过程量,制动压力才是决定制动效能的目标量。
因此,将电磁阀放入ABS 液压系统中,研究其对制动压力的影响,才更有实际意义,而在这方面国内外相关研究较少。
本文应用AMESim 软件,建立了包括电磁阀在内的ABS 液压系统模型,该模型跨越了电磁、液压、机械、控制多个领域,只有AMESim 和少数几种数学软件能将如此多学科领域的系统建立在统一的平台上。
经试验验证该模型正确有效,为ABS 的设计和改进提供了简便可靠的手段。
1ABS 液压系统模型如图1(a所示为AMESim 软件自带的四通道制动系统模型,由于本仿真要试验验证,因此仿真模型要与试验设备一致,这里真空助力器、制动主缸、制动轮缸和管路模型都要按试验设备进行参数修改,如表1所示,而最主要的建模工作是在其中加入ABS 液压控制器模型。
经过修改后的ABS 制动系统模型如图1(b所示。
文章编号:1671-8496-(201001-0046-03基于AMESim 的ABS 液压系统的建模与仿真陶润1,张红1,付德春2,夏群生3(1.中国农业大学,北京100083;2.北京金万安汽车电子技术研发有限公司,北京100084;3.清华大学,北京100084摘要:建立ABS 制动系统中液压系统的模型并仿真。
基于AMESim的钻机恒压变量泵控液压系统仿真分析
基于AMESim的钻机恒压变量泵控液压系统仿真分析摘要：本文论述了基于AMESim的钻机恒压变量泵控液压系统仿真分析。
为了更好地理解钻机恒压变量泵控液压系统的动态行为，我们利用AMESim软件进行仿真分析，三维建模仿真模型，用来考察实验系统的气动控制模型随着时间变化的特性，比较各项参数的影响，如液压源频率、阀斜坡比特率和负载变化，研究了液压供给系统的容积损失、流量脉动和泵压力的变化情况。
最后，建立了仿真模型，对其进行模拟，研究钻机恒压变量泵控液压系统的性能，并获得了理想的仿真结果。
关键词：amesim；恒压变量泵；液压系统；仿真分析；正文：1 引言液压系统是一种重要的动力传动系统，广泛应用于农业机械、工业机械、汽车工业、航空航天以及医疗等领域。
近年来，随着计算机技术的发展，计算机仿真技术已经成为研究工业机械系统的有效手段，可以有效解决复杂工业机械系统设计和控制中存在的问题。
基于AMESim的模拟仿真技术可以大大减少研究过程中的实验时间，提高研究的效率，有效降低研究成本，而且可以通过三维建模仿真模型，更好地反映复杂的实际工业过程。
本文通过基于AMESim的钻机恒压变量泵控液压系统仿真分析，从而深入考察其动态行为和特性，考察实验系统的气动控制模型随时间变化的特性，并使用amesim仿真模型，对液压供给系统的容积损失、流量脉动和泵压力进行详细分析，进而更好地了解液压系统的动态性能，促进液压系统的可靠性和可控性。
2 模型建立为了建立钻机恒压变量泵控液压系统仿真模型，我们使用AMESim软件建立了一个三维建模仿真模型，主要由一台恒压变量泵和一台液压发动机组成，模型由通用模块和气动模块构成。
图1是建立的仿真模型。
3 仿真结果（1）控制参数在仿真模型中，我们首先考察了液压源的频率、阀斜坡比特率和负载的变化对恒压变量泵控液压系统的影响。
图2显示了在恒压变量泵控液压系统中液压源频率和负载变化时动态特性的变化情况。
基于AMESim的数字液压缸建模与动态特性仿真
天津大学机械工程学院 二〇一二年十二月
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其它人已经发 表或撰写过的研究成果， 也不包含为获得 天津大学 或其它教育机构的学位或 证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论 文中作了明确的说明并表示了谢意。
学位论文作者签名： 签字日期： 年 月 日
导师签名： 签字日期： 年 月 日
中文摘要
数字液压是正在发展的液压新技术，数字液压缸作为其中一种执行元件， 已经显现出巨大的发展潜力。它可以运用到绝大多数电液伺服控制的场合，将 传统液压复杂的速度控制和位置控制变成了单一的脉冲控制，大大简化了控制 系统。本文主要通过 AMESim 软件对其中一种内置反馈的步进式数字液压缸进 行了建模与仿真，分析了其在不同情况下的动态特性和跟踪特性。全文的主要 研究内容和成果如下： （1）在研究数字化液压传动发展的基础上，重点对数字液压缸的概念以及 国内外发展现状进行了介绍。利用 AMESim 软件进行物理建模和仿真，挖掘其 优势和特点，并针对不足之处提出改进措施。 （2）在研究数字液压缸结构组成和工作原理的基础上，针对特定工况，对 其结构参数进行了计算。同时，对阀控不对称液压缸进行了数学建模和分析， 为数字液压缸的 AMESim 建模与仿真分析提供参考和对照。 （3）根据所建立的 AMESim 模型，进行仿真。验证了数字液压缸增量式的 工作原理，并通过改变单一变量保持其它变量不变的方法，仿真分析了负载变 化、供油压力变化、制造误差、阀开口情况、连接管路杨氏模量等因素对数字 液压缸动态特性的影响，同时提出了减小相应影响的措施。以正弦跟踪为例， 仿真分析了数字液压缸的跟踪特性和改变运动方向时引起换向冲击的原因，针 对造成冲击的原因，给出了相应改善措施。 （4）搭建了数字实验台，对数字液压缸的单缸重复精度和多缸同步运行情 况进行了实验，与仿真结果进行了比较分析。
基于AMEsim的液压系统建模与仿真
基于AMEsim的液压系统建模与仿真AMEsim是一款基于物理原理的立体化多领域建模仿真软件，在液压系统的建模和动态仿真方面拥有丰富的经验和成果，可以充分应用于液压系统仿真与分析。
本文将介绍基于AMEsim的液压系统建模与仿真方法。
1.液压系统的建模方法液压系统可分为三个主要部分：液压源、执行机构和控制系统。
在液压系统的建模过程中，分别对三个部分进行建模，并将它们组合起来形成完整的系统模型。
主要步骤如下：(1)液压源的建模：将液压源转化为不同类型的源模型，如稳态源、瞬态源、压力源等。
液压源的模型主要根据实际情况来确定，一般情况下可以使用采用数据拟合方法获取的源模型参数。
(2)执行机构的建模：执行机构包括缸、阀、单向阀、液压马达等。
执行机构的建模是基于其二阶系统的性质进行的。
液压元件可以使用自带元件库中的模型，也可以根据实际情况自行编写模型。
(3)控制系统的建模：控制系统的模型包括控制器、信号传递元件等。
控制器的建模可以使用PID控制器等自带控制器的模型，也可以根据实际情况自行编写控制器模型。
(4)系统的组合：将不同类型的源、执行机构、控制器等组合起来，形成原始系统模型。
在组合时需要考虑系统的物理连续性和能量守恒原理。
2.系统的仿真与分析方法(1)系统结构分析：对于大型液压系统，需要对其结构进行分析，确定系统中各个组件的连接方式和数量，以便给出合理的系统建模方案。
结构分析中常常采用流程图来表示各衔接部件之间的关系。
通过系统结构分析可了解系统的工作原理和特点，为系统建模和仿真提供较为明确的方向和指导。
(2)参数优化分析：参数优化分析是液压系统优化设计的重要环节。
通过参数优化可以获得液压系统的运行参数，如压力、流量、功率等，可以根据要求进行调整和优化，以提高系统的效率和质量。
参数优化分析需要重点注意系统的控制方式、工作温度、结构特点、运动状态等因素，以便得到合理的分析结果。
(3)工况分析：对于实际应用的液压系统，需要进行不同工况下的动态仿真分析。
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斜盘式轴向柱塞泵的典型结构如图1所示。
图1恒压变量泵主体结构
1.传动轴
2.法兰盘
3.泵体
4.泵壳
5.回程盘
6.变量头
7.恒压阀
8.弹簧
9.刻度盘10.变量活塞11.变量壳体12.下法兰
13.滑靴14.柱塞15.缸体16.配油盘17.骨架油封
斜盘式圆柱形缸体的柱塞泵主要包括2种主运动:①主轴带动缸体、柱塞和滑靴一起做绕主轴中心的旋转运动;②柱塞在缸体的柱塞腔内做往复
12
(Q max +Q min
×100%(5
式中
Q max、Q min———
最大和最小流量。δ的大小反应流量脉动的程度。2柱塞泵模型的建立
2.1
柱塞泵运动方程模型的建立
根据式(2,在AME S im中建立的柱塞运动模
型如图3所示。图中,输入为缸体转动角速度和斜盘角速度,输出为柱塞的线速度v ,k为柱塞泵的分度圆半径R ,x为斜盘倾角γ。
[5]KAHarrison,K A.Edge Reduction of Axial P iston P ump Pressure Rip -ple [J ].Journal of System and Control Engineering,2000,214(1:53-63.[6]Pettersson M,Weddflet K,Palmberg J -Q.Methods of Reducong Flow Ripple from Fluid Power Piston Pumps —A Theoretical Ap -proach [J ].S A E (Society of Automotive EngineersTransactions,1991,100(2:158-167.
21-23.
[3]李树立,焦宗夏.液压流体脉动主动控制研究现状与展望[J ].机
床与液压,2006(9:243-246.
[4]Jiao Z,Chen P.,Hua Q.,et al.Adaptive Vibration Active Control of Fluid Pressure Pulsations [J ].Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part I Journal of Systems and ControlEngineering,2003,217(4:311-318.
柱塞直径/mm 10柱塞个数
5
液压排油口压力/MPa 20斜盘倾角/(°0~12.5黏性摩擦力/N 5电机转速/r ·min -11000斜盘转动惯量/kg ·m -40.4柱塞直径间隙/mm 0.005控制阀阀芯质量/kg 0.01弹簧设定压力/MP a 15随动活塞直径/mm 12油箱中初始压力/MPa 0.2弹簧刚度/N ·mm -1
柱塞直径mm10柱塞个数液压排油口压力mpa20斜盘倾角0125黏性摩擦力n电机转速rmin11000斜盘转动惯量kg404柱塞直径间隙mm0005控制阀阀芯质量kg00115随动活塞直径mm12油箱中初始压力mpa02弹簧刚度mm132仿真曲线为了测试所建立的斜盘变量柱塞泵的流量特性分别设定斜盘倾角为02557510125运行仿真得到不同斜盘倾角下泵的出口流量的仿真曲线如图7所示
煤矿机械Coal Mine Machinery Vol.31No.01 Jan.2010
第31卷第01期2010年01月
0引言
斜盘式轴向柱塞泵的结构紧凑,体积小,重量轻,变量机构简单,惯性小,具有较高的容积效率和总效率,能在较高的转速和压力下工作,故较适用于移动设备与自动控制系统,如起重运输机械、矿山机械,机床与锻压冶金机械的液压系统中。
s =R tan γ(1-cos θ
(1
式中
γ———
斜盘倾角;θ———
缸体转角。对式(1求导可以得到柱塞相对于缸体的直线运动速度
v=R [ωtan γsin θ+γ·
sec 2γ(1-cos θ]
(2
式中
ω———
缸体转动角速度;γ·
———
斜盘相对于其转轴的转动角速度。单个柱塞的瞬时流量
Q ′t =πR 2
目前,大量研究主要集中在对配流盘的结构采取措施来降低流量脉动,并已取得一定成绩。文献[5]、[6]中,在吸油腔到排油腔段安装了2个单向阀;文献[7]介绍了一种泵缸体带弹性环的结构形式。
本文通过一种新的降噪结构形式,即在每个柱塞腔内添加蓄能器来降低流量脉动,并采用一种新型的工程仿真软件AMESim对斜盘式轴向柱塞泵的运行过程进行动态仿真,模拟被控对象的真实建模环境,为改进斜盘式轴向柱塞泵的结构和性能提供依据。
Key words:digital modeling;swash plate axial piston pump;simulation;AMESim;flow pulsation
*贵州省自然科学基金资助项目([2008]2038
1
234567
8
9
10
11
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13
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15
16
17
100
运动,该运动实现了柱塞泵吸油和排油2个重要的动作。主旋转运动的转速主要取决于驱动的转速,通常情况下采用电机驱动下的主轴旋转是一个匀速转动,因此应重点对圆柱柱塞的往复运动进行分析。如图2所示。
1.0°
2.2.5°
3.5°
4.7.5°
5.10°
6.12.5°3.3
仿真特性曲线分析
根据仿真结果可计算出不同斜盘倾角下未安
装蓄能器的柱塞流量脉动率和安装了蓄能器的柱塞流量脉动率,如表1所示。
表1
斜盘式柱塞泵模型仿真结果
通过图7和表1可以看出:
(1斜盘轴向柱塞泵存在流量脉动;(2输出流量与斜盘倾角大小成正比;
ZHANG Da-bin1,SU Ming1,2,YAN Ji-duo3,YU Li-ya1
(1.School of Mechanical Engineering,Guizhou University,Guiyang550003,China;2.Guizhou Electromechanical
Research and Design Institute,Guiyang550003,China;3.Guiyang Institute,Guiyang550003,China Abstract:A hydraulic systemsimulation model of constant press axial piston pump was established in AMESim.Movement function,flux function and simulation model of axial pump were created.An accumulator was designed into piston pump hole。The analysis emphasis was simulation analysisto the two kinds of hydraulic system model,one of which has accumulators.To compare the result of simulation, it can be found that the flow pulsation of the amplitude may be reduced to certain extent after setting accumulators.
1
3.2仿真曲线
为了测试所建立的斜盘变量柱塞泵的流量特
性,分别设定斜盘倾角为0°、2.5°、5°、7.5°、10°、12.5°运行仿真,得到不同斜盘倾角下泵的出口流量的仿真曲线,如图7所示。
时间/s时间/s
(a无蓄能器柱塞的流量脉动(b带蓄能器柱塞的流量脉动
图7不同斜盘倾角下泵的出口流量与时间关系图
图4
带蓄能器的柱塞结构示意图
1.柱塞
2.蓄能器
(2柱塞泵方程模型及其封装
对单柱塞泵建立模型,为使建立的模型得以简化,把所建立的柱塞和配油盘模型进行封装,做成超级元件,其封装如图5所示。
(a无蓄能器的单个柱塞的模型及其封装(b带蓄能器的单个柱塞的模型及其封装
图5单个柱塞模型及其封装
(4
{ωtan γsin (θ+i 2πz
周期内总有一个泵处于过渡区,由于泵腔内压力的变化要产生倒灌流量,引起配流盘上瞬时流量的变化。倒灌流量引起的流量脉动往往比柱塞泵几何流量脉动大。因此,为了减少泵出口流量脉动和倒灌流量,在柱塞腔内安装上蓄能器,如图4所示。当柱塞从吸油区过渡到排油区时,柱塞腔瞬间吸入来自高压区的高压油产生脉动。而在柱塞孔内安装蓄能器后,蓄能器瞬间吸入来自高压区的高压油脉动,从而抑制了振动和噪声的产生;同理,当柱塞从排油区过渡到吸油区时,蓄能器释放出高压油来抑制负压产生的振动和噪声。
关键词:数字建模;斜盘轴向柱塞泵;仿真;AMESim;流量脉动
中图分类号:TH322文献标志码:A文章编号:1003-0794(201001-0100-03 Digital Modeling of Hydraulic Axial Piston Pump and its Flux Pulsation
Analysis Basing on AMESim
图2圆柱柱塞运动关系图
柱塞从转动的上死点位置I绕主轴旋转到位置
II ,柱塞球头中心的运动轨迹为左侧轨迹线OAB ,由
于柱塞轴向的行程不同该轨迹线实际上为椭圆形,该轨迹线在xy平面上的投影轨迹线为O ′A ′B ′,该投影轨迹线则是以主轴中心为圆心,以柱塞中心线到轴线的距离R为半径的。由图可得柱塞相对缸体的轴向位移
基于AMESim的液压柱塞泵的数字建模与流量脉动分析*