现代制造工程2008年第12期设备设计/诊断维修/再制造负载敏感泵的动态特性分析与仿真研究王炎,胡军科,杨波(中南大学机电工程学院,长沙410075摘要:推导负载敏感泵的数学模型,建立直观的物理化AMESim模型,并进行仿真研究,研究表明,负载敏感阀的弹簧刚度、阀芯直径、开口形状及附加阻尼孔对负载敏感泵的动态响应起着重要作用,对理解、使用和设计负载敏感泵都有一定的参考价值。关键词:负载敏感泵;数学模型;AMESim软件;动态特性中图分类号:TH137.51文献标识码:A文章编号:1671—3133(200812—0084—05DynamiccharacteristicsanalysisandsimulationofloadsensingpumpWangYan,HuJun-ke,YangBo(CollegeofMechanicalandElectronicEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha410075,CHNAbstract:ThemathematicalmodelforLoadSensing(LSaxialpistonpumpisestablished.AMESimisappliedtomodel,simulateandanalyzetheLSpumpsystem.Simulationresultsclarifythatspringstiffness,controlareaoftheflow-controlvalve,shapeofthevalvecoreandthedampingorificeshavegreatinfluencetothedynamiccharacteristicsofthepump.Theresultswillbeusefulforunderstanding,usinganddesigningLSpump.Keywords:Loadsensingaxialpistonpump;Mathematicalmodel;AMESim;Dynamiccharacteristics液压技术虽然有许多优势,但却有效率低、能量浪费大等不可忽视的弱点,所以节能是液压传动技术应该探讨的重要课题之一。负载敏感泵控系统由相应控制阀感应外部信号改变泵自身输出的流量和压力来匹配负载,避免了一般液压系统中由于溢流阀和节流阀带来的溢流和节流损失,使其具备了能量损失小、效率高的特点,如今得到广泛的运用。本文在分析负载敏感泵原理的基础上,推导出负载敏感泵的数学模型,通过在图形化仿真环境AMES-im中建立负载敏感泵的模型,深入分析变量机构参数对负载敏感泵动态特性的影响,对理解、使用以及设计负载敏感泵都有一定的参考价值。1负载敏感泵自动调节原理负载敏感泵控系统原理图如图1所示,pL为负载需要的压力,通过流量控制阀5泵的流量QL为负载需要的流量。当阀5的开度减小,表明负载需求流量减小,此时泵输出的流量大于负载所要求的流量,则阀5进出口压差p=pS-pL增大,推动负载敏感阀1阀芯向右运动,使泵出口通过阀1左位与变量缸大腔3连通,由于变量缸大腔3与变量缸小腔4之间的面积差,推动变量斜盘角减小,使泵的流量减小,直到达到负载所需求的流量为止。反之,阀5的开度增大,泵输出流量小于负载所要求的流量,则p=pS-pL减小,[2]TMS320F2833xDigitalSignalControllers(DSCsDataManual[EB/OL].http://www.ti.com.TI公司.[3]褚艺斌,廖文良,陈文芗.基于LPC2114的拉链头装配机控制系统设计[J].机床与液压,2007,35(2:188-192.[4]尚久浩,张淳,李思益.自动机械设计[M].北京:中国轻工业出版社,2003.作者简介:林创鲁,硕士研究生,研究方向:现代检测及仪器。刘桂雄,教授,博士生导师,通讯作者,研究方向:现代检测及自动化装置、制造业信息化。E-mail:megxliu@scut.edu.cn收稿日期:2008-04-25DOI:10.16731/j.cnki.1671-3133.2008.12.010设备设计/诊断维修/再制造现代制造工程2008年第12期负载敏感阀1阀芯向左运动,变量缸大腔3经过负载敏感阀1右位通油箱,泵的斜盘角增大,流量增大。图1负载敏感泵控系统原理图1.负载敏感阀2.恒压阀3.变量缸大腔4.变量缸小腔5.外接流量控制阀当负载保压时,pS=pL,这时负载敏感阀1无法开启,pS推动恒压阀2阀芯向右运动,油液通过恒压阀2左位进入变量缸的大腔3,使泵的流量减小到仅能维持系统的压力,斜盘角接近零偏角,泵的功耗最小。当阀5关闭,即负载停止工作,泵出口压力仅需为负载敏感阀1弹簧设置压力,一般只有14bar左右,流量接近为零。以上的分析说明:1该泵的输出压力和流量完全根据负载的要求变化。2保压时,泵的输出流量仅维持系统的压力。3空运转时,泵的流量在低压、零偏角下运转。2负载敏感泵数学建模为了进一步深入地分析研究负载敏感泵,必须对负载敏感泵进行数学建模。从以上分析得知,负载敏感泵有三种状态,即一般工作状态、保压工作状态和空运转状态,其中一般工作状态和空运转状态由负载敏感阀感...