为了提高流量控制阀快速、频繁启闭的负载敏感液压系统的可靠性,建立了负载敏感泵与流量控制阀之间管路内的流量方程和压力方程,分析了引起负载敏感液压系统压力冲击的原因和影响冲击压力峰值的因素,提出在负载敏感泵与流量控制阀之间设置防冲击回路,以抑制负载敏感液压系统的压力冲击。基于AMESim软件建立了负载敏感液压系统的仿真模型,对比研究了液压元件的性能参数、液压系统参数和操作参数等对负载敏感液压系统冲击压力峰值的影响,以及防冲击回路对于抑制负载敏感液压系统压力冲击的作用。研制了负载敏感液压系统试验台,对理论研究和仿真结果的正确性进行了验证。研究结果表明:负载敏感泵出口流量变化滞后于流量控制阀流量的变化,导致泵阀之间管路内的净流量增加,此为流量控制阀突然关闭时负载敏感泵与流量控制阀之间管路内

针对变负载下接触环境刚度不确定时液压驱动机器人末端执行器动态性能差的问题,提出了基于时间-误差绝对值积分控制器(ITAE)的液压串联弹性执行器(SEA)动态位置控制方法。首先,根据液压缸的流量连续性方程和活塞与负载的动力学方程,以负载与活塞的位移、速度及负载压力差作为状态变量,运用状态空间法建立液压SEA的五阶状态空间模型;然后,考虑系统带宽、阻抗和重载工况对串联弹簧刚度的不同要求,确定出串联弹簧刚度范围,兼顾系统的快速响应性和稳定性,对时间与误差的绝对值乘积积分,构建基于ITAE的控制器;最后,采用ITAE控制器实现变负载下液压SEA动态位置的精确控制。仿真实验结果表明:在纯惯性负载下,ITAE控制器相比基于灰狼优化的PD控制器(GWO-PD控制器),响应速度快12.5%,稳态误差减小93%;在纯惯性-复合负载切换工况下,当串联弹簧刚度变化时,ITA

平衡阀是工程机械最常用的限速元件,在实际应用过程中,某些工况下经常出现尖锐的啸叫噪声。针对某型高空绝缘作业平台液压系统的内缩型平衡阀的噪音问题,建立了内部流场的数学模型,指导数值计算各参数的选取。利用Fluent数值仿真软件,对不同入口压力和阀芯开口工况下的气穴和噪声进行了液气两相流仿真,揭示了气穴和噪声的产生和变化过程,同时研究了流道壁面的噪声分布情况。最后对特定工况下的噪声进行了实验研究,结果表明在某些特定频率下,噪声幅值很高,随着负载增大,噪声越高。研究为后续高空绝缘作业平台液压系统的降噪提供了指导。

针对齿轮泵的困油问题,给出一种齿轮泵卸荷槽的综合设计方法,并基于计算流体技术完成其内流场特性的仿真分析研究。首先,在某型外啮合齿轮泵基本结构基础上,对卸荷槽进行综合设计,提出具体的设计方法并给出设计结果;进而通过计算机CAD技术建立齿轮泵三维模型和流道模型,并利用Pumplinx进行该型齿轮泵的内流场特性模拟仿真,对比仿真结果与试验数据,误差在5%以内,验证了采用的仿真技术能够有效实现该型泵的特性分析;最后,将综合设计的卸荷槽与3种典型卸荷槽进行特性预测及对比,可以表明:相比其他3种典型卸荷槽结构,综合设计的卸荷槽可以有效地缓解齿轮泵啮合区域的困油压力,并减小齿轮泵的流量脉动,有效地改善了齿轮泵的困油现象。所得出的结论对高性能齿轮泵的设计及仿真研究具有一定的工程实践意义。