基于功率流建模的軸向變量ATOS柱塞泵動(dòng)態(tài)研究
液壓傳動(dòng)與控制技術(shù)是一種以液體為介質(zhì),利用液體的壓力能來傳遞動(dòng)力的工業(yè)控制技術(shù)。在液壓系統(tǒng)中,其“心臟”為動(dòng)力元件泵。與其他容積式的各類泵相比,軸向變量ATOS柱塞泵由于其體積小、效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、容易實(shí)現(xiàn)無級調(diào)節(jié)等諸多優(yōu)點(diǎn)而廣泛地應(yīng)用各工業(yè)領(lǐng)域中。

基于功率流建模的軸向變量ATOS柱塞泵動(dòng)態(tài)研究
現(xiàn)代工業(yè)的高速發(fā)展對軸向變量ATOS柱塞泵的性能要求越來越高。由于我國對ATOS柱塞泵的研究起步較晚,同時(shí)由于制造工藝上的限制,因此在對柱塞泵的研究與制造方面與美國,德國,日本等國家的先有一定的差距。在分析國內(nèi)外現(xiàn)狀基礎(chǔ)上,以軸向變量ATOS柱塞泵為研究對象,從液壓系統(tǒng)的層次上以及功率流角度出發(fā)對其進(jìn)行了理論與仿真研究。首先對軸向變量ATOS柱塞泵整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行子系統(tǒng)劃分,然后從流量連續(xù)性方程,伯努力方程以及牛頓力學(xué)定理等出發(fā),充分考慮軸向變量ATOS柱塞泵的泄漏,摩擦以及容積效應(yīng),對軸向變量ATOS柱塞泵各個(gè)子系統(tǒng)模塊進(jìn)行數(shù)學(xué)理論分析,建立子系統(tǒng)及軸向變量ATOS柱塞泵的理論數(shù)學(xué)模型。接著從功率流的角度出發(fā),建立軸向變量ATOS柱塞泵的功率鍵合圖模型,清楚直觀地表達(dá)軸向變量ATOS柱塞泵各個(gè)組成部分之間的關(guān)系,建立其狀態(tài)方程。然后根據(jù)軸向變量ATOS柱塞泵理論數(shù)學(xué)模型和功率鍵合圖,利用基于功率流及鍵合圖理論的AMESim仿真軟件平臺,建立軸向變量ATOS柱塞泵的AMESim仿真模型,對其進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真實(shí)驗(yàn)研究。主要對軸向變量ATOS柱塞泵脈動(dòng)特性以及瞬態(tài)響應(yīng)特性進(jìn)行研究,著重研究了主要參數(shù)對脈動(dòng)以及瞬態(tài)響應(yīng)的影響,同時(shí)分析了柱塞之間耦合特性。zui后利用AMESim設(shè)計(jì)探討模塊以及遺傳算法對軸向變量ATOS柱塞泵的配流盤進(jìn)行優(yōu)化,降低軸向變量ATOS柱塞泵吸油與壓油過渡時(shí)振動(dòng)與沖擊。通過詳細(xì)分析ATOS柱塞泵排油過程中的過流面積變化,同時(shí)考慮油液的壓縮性和ATOS柱塞泵的泄漏,建立了ATOS柱塞泵瞬時(shí)流量的非線性數(shù)學(xué)模型.提出了一種ATOS柱塞泵配流盤結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)優(yōu)化方法,該優(yōu)化方法以ATOS柱塞泵瞬時(shí)流量脈動(dòng)幅值zui小為優(yōu)化目標(biāo),采用旋轉(zhuǎn)矢量法對配流盤結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線尋優(yōu).仿真結(jié)果表明:該動(dòng)態(tài)優(yōu)化方法具有很高的效率和實(shí)用性,為ATOS柱塞泵的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和消震、降噪研究提供了有力的理論依據(jù).