液压轴向柱塞泵Load-Sensing和限压控制

模型

图1所示。试验装置示意图

试验设备描述

泵模型是由名为轴向柱塞泵的子系统。旋转泵模拟原动机与理想的角速度。泵的输出通过管道,控制单元,一个变量孔作为负载。负载测试控制单元响应变量,孔改变其在仿真区域。改变配置文件由线轴Pos子系统实现。

试验装置的控制单元由子系统名叫压力/流量控制单元。的load-sensing功能泵控制使用一个固定孔。控制单元保持压差在这个孔不变,无论泵加载。控制单元接收信号泵输出压力和负载压力、流量控制阀后测量。基于这些压力,单位生产轭位移,影响角位置的角度的旋转斜盘泵。这有助于保持指定的压差流量控制阀和防止泵压力超过预设值。

试验装置的基本参数:

泵最大位移7.8877 e-6 m ^ 3 / rad音高半径0.04米活塞面积1.77 m ^ 2的军医的活塞5最大活塞行程0.06旋转斜盘最大35度角(0.6109 rad)臂长和执行机构之间的旋转斜盘枢轴点旋转斜盘驱动器中风0.055米和0.04米直径的孔的底部活塞室0.007泵最大额定转速260 rad / s (2482 RPM)最大压力270酒吧额定流量1.1 e - 3 m ^ 3 / s

基本参数都是通过指定模型属性>回调>InitFcn选择。

轴向柱塞泵的模型

泵在调查中是一种五轴向柱塞泵活塞。

图2。轴向柱塞泵原理

泵原理图如图2所示,地点:

1 -移植板

2 -气缸体(转子)

3 -活塞

4 -传动轴

5 -旋转斜盘

泵的框图模型如图3所示。

图3。泵模型

每个活塞泵是由一个子系统称为活塞。这些子系统是相同的,连接到以下泵模型的外部端口:

所有活塞的吸入港口(端口)连接到低压升压泵的输出,与理想的液压源模拟块。升压泵的输出压力设置为5 e5 Pa。

Y的轭是连接到端口的活塞,从而作用于倾斜板的缓冲机制。轭的位移的限制很难停止。

图4。活塞模型

活塞的模型(图4)是基于单作用液压缸块,这是机械地连接到驱动轴旋转斜盘块。也液压缸连接到端口通过移植板变量A和B孔块。端口A和B代表泵出口和摄入端口,分别。

港口作业的基础上执行以下事项:

在活塞模型中,参数相角每个移植板被指示为可变孔块阶段的角度和相角B,分别。相角的值为所有五个活塞计算的初始化部分轴向活塞泵子系统面具编辑器。下面的表显示了他们的价值观在度,在弧度括号中给出相应的值:

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -活塞的名字在| |相角相角B |相角泵模型| | |旋转斜盘块- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Piston_1 | 0 | 180(π)| 0 Piston_2 | 72 (1.2566) | -108 (-1.885) (1.2566) Piston_3 | 72 | 144 (5.5133) | -36 (-0.8029) (5.5133) Piston_4 | 144 | -144 (-5.5133) | 36 (0.8029) (-5.5133) Piston_5 | -144 | -72 (-1.2566) 108 (1.885) | -72 | (-1.2566) - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

旋转斜盘块在活塞模型也需要分配的相位角,指定一个活塞的位置对倾斜的表面。与选定的参考点,旋转斜盘的值相角与相角值,如表所示。

移植板可变孔块需要角位置输入各自的活塞。这个函数执行的角度传感器。

其他重要参数的行程气缸和活塞的初始位置对气缸盖。中风必须大到足以让活塞回报甚至在旋转斜盘的最大角度

中风> 2 *PitchRadius*棕褐色(MaxAngle),

在哪里PitchRadius气缸体节圆的半径,然后呢MaxAngle是旋转斜盘的最大允许角。

模型中,最大角度设置为35度(0.6109 rad),距半径设置为0.04,这使得中风要大于0.056米。中风是0.06米。活塞的初始位置必须等于一半的中风在零初始旋转斜盘角度。但是初始角的变化它的价值取决于致动器的初始位置。因此,活塞的初始位置的计算方程

执行计算活塞的初始位置在编辑器的初始化部分子系统的面具。

压力/流量控制单元

控制单元的目的是实现两个功能:负载传感和限压。指定的负载传感由维护实现压差流量控制阀。在试验台的模型(图1),流量控制阀是模拟面积变量的孔槽块。压力阀的上游和下游向压力/流量控制单元通过港口P和太阳能发电(图5)。

图5。压力/流量控制装置示意图

这些压力作用于三通换向阀的侧脸,将按比例阀的压差和设置定心弹簧。选择阀连接的方式增加压差打开路径p和关闭路径t。安排执行机构作为一个单棒微分液压缸杆连接到泵的轭。泵排量增加,如果杆移动的方向箭头所示的示意图。由于不同缸有效区域,位移增加如果两个汽缸室连接到泵,和减少如果室没有杆连接到油箱。因此,增加整个阀压差导致泵减少它的位移,直到它返回到预设值。确定阀门的弹簧预加载的方程

限压功能的目的是防止泵压力超过预设值。实现与溢流阀和LSP线孔。溢流阀设置为所需的最大价值。泵压力建立这个值时,阀门打开,导致右心室的压力阀减少开放路径p。致动器转移到正确的,直到回到预设值的压力。

load-sensing阀建立的模型使用三通换向阀、液压双动阀门执行机构,溢流阀,和固定孔块,如模型图所示(图6和7)。

图6。压力/流量控制单元模型

图7。3路阀压力控制模型

压差设置为20条。三通换向阀最初路径t必须打开,迫使泵增加其位移的操作。执行load-sensing函数、压力增加,B端口(load-sensing端口)必须打开并关闭p t路径路径。这些原因决定阀门端口连接到系统。剩下的负载传感控制阀参数,如弹簧刚度、阀门中风,阀口面积,等等,调在所需的模型,以确保准确性、稳定性和数值计算的有效性。

限压功能的组合实现固定孔和溢流阀块。阀门设置为250条。在这个压力,增加流经固定孔Y港造成压力的液压双动阀致动器(图7块阀门执行机构)下降,最终减少泵的位移。

周期描述

模拟周期由六个元素以不同的负载条件下的变面积槽块。

周期始于零开信号,其次是2.8,5.2,1,-0.8,,最后,2.45毫米。在周期的开始,开始泵轴旋转260 rad / s (~ 2500 RPM)泵轭初始位置设置为5毫米。伺服油缸开始泵位移增加,泵压力慢慢建立,过程~ 0.35年代后安顿下来,对面的压差流量控制阀变得接近20条的预设值。此刻load-sensing阀打开~ 1.2毫米。

在未来三部分的循环,泵维护几乎相同的交付尽管负载阀门开度的变化。

几乎在1 s,负载阀完全关闭,导致泵压力上升。负荷限制函数成为占主导地位的压力达到270条。泵返回到load-sensing模式后的压力低于预设值。

仿真结果从Simscape日志记录

下面的图显示了泵活塞内的流量和负荷。活塞压力的循环性质可以看出,以及泵的整体行为保持接近其额定流量。

情节显示负载传感和限压控制。泵维护其额定流量的1.1 m ^ 3 / s甚至随着负载的变化,泵输出压力图如图所示。然而,随着泵输出压力上升到其最大额定压力,压力限制控制调整轭的位置和流量低于其额定流量。