阐述液压变压器配流盘控制系统的工作原理,在此基础上建立电液伺服阀控缸与配流盘转角间的数学模型,应用PID、FLC(Fuzzy Logic Controller)和Fuzzy-PID3种控制方式对该系统控制性能进行仿真研究,对比3种控制方式的基本性能及其鲁棒性。结果表明Fuzzy-PID具有响应速度快、鲁棒性好、误差较小、抗干扰能力强等优点,可以更有效地完成液压变压器配流盘的控制。

在鱼雷动力系统设计中,燃料柱塞泵安全可靠性对鱼雷发挥最大战斗效率具有很大的意义。在鱼雷HAP三组元能供系统中,由于柱塞变量燃料泵采用端面配流方式,缸体和配流盘存在摩擦运动,长时间工作下,缸体的温度会上升,容易造成燃料泵爆炸,基于鱼雷能供系统的安全性考虑,使用阀式配流代替端面配流来消除安全隐患。通过分析柱塞变量泵的配流阀的结构形式,主要部件的参数计算和建立配流阀模型,在Matlab软件中,用ODE45算法仿真了柱塞泵在阀式配流下,柱塞腔的压力变化情况,并计算了阀式柱塞泵在高低两种转速下的容积效率。经仿真分析,柱塞变量泵在阀式配流下完全满足设计要求,从而验证了方法的可行性。

以某型具有正开口配流盘结构的闭式斜盘轴向柱塞变量泵为例,建立了单柱塞腔可压缩配流模型和斜盘力矩计算公式,得出配流盘吸排油过流断面面积变化曲线和单柱塞腔预升压、预卸压曲线,研究了不同进口压力下斜盘力矩的变化规律.结果发现随着泵进口压力的增大,斜盘绕三个坐标轴上所受力矩平均值均有不同程度的减小,其中变量力矩脉动幅值明显减小,适当增大入口压力有利于减小泵的变量力矩和减弱斜盘的机械振动.

轴向柱塞泵配流盘三角形节流槽主要是减小柱塞腔及泵出口压力的波动。由于节流槽过流面积小,且槽两端压差大,流体高速流过节流槽的同时压力急剧减小,从而产生空化。为减小配流盘三角形节流槽的空化,提出对配流盘三角形节流槽抗空化的结构改进方案:预卸压阶段,在不改变节流槽通流面积的条件下,减小三角形节流槽倾角可提高其空化抑制性;预升压阶段,在保证三角形节流槽进口过流面积不变时,增大出口的过流面积可有效抑制三角形节流槽的空化。通过仿真分析发现三角形节流槽结构改进后轴向柱塞泵的抗空化性能提高,泵空化程度降低。

针对轴向柱塞泵配流副内的空化现象,建立了考虑配流盘表面形貌的柱塞泵配流副空化模型,分析了压力、转速和配流盘表面形貌对轴向柱塞泵配流副内空化现象的影响。首先,由于机加工零部件表面具备分形特征,采用了分形理论模拟配流盘表面形貌,在此基础上建立了轴向柱塞泵配流副空化模型;然后,采用有限差分法和松弛迭代法求解了数学模型,得到了符合精度要求的数值解,从而得出了配流副油膜压力分布特征,在此基础上分析了配流盘表面容易发生空化的位置;最后,通过改变配流副的压力、转速和分形参数,得到了不同的压力、缸体转速和表面形貌对配流副空化现象的影响。研究结果表明:配流盘表面易在高压和低压的过渡区域发生局部空化,当配流副排油腔压力达到30 MPa,且配流盘表面较粗糙时,配流盘局部气体体积分数达到92%左右;采用提高配流盘表面...

柱塞泵的流量脉动是噪声流体传播的原因。为设计良好的配流盘以减少流量脉动和斜盘上的倾覆力,笔者建立了柱塞泵工作过程的数学模型。以流量脉动为目标,压力脉动作为结果进行分析;采用Amesim液压仿真软件分析柱塞腔内的增压、减压速率与流量波动的关系;在此基础上分析减压槽和配流盘上分度角等结构设计参数的影响,通过遗传算法优化得到一组参数帕累托解集,以此设计配流盘。排油流量和吸油流量变化仿真结果表明:采用该优化方法设计的配流盘,能有效降低柱塞泵流量脉动。该研究为正向设计配流盘结构、降低流量脉动提供了一种有效方法。

以球面配流盘三角槽为研究对象,采用流场数值模拟方法,得到了三角槽宽度角和深度角对其过流面积的影响规律。在考虑配流副端面间隙的基础上,对使用不同三角槽的柱塞泵进行数值模拟,分析了泵的出口流量和柱塞腔内压力随缸体转角的变化特征。结果表明:球面配流盘三角槽的过流面积随深度角的增长率大于宽度角的,且过流面积越大,在三角槽处发生的油液倒灌量越多,从而增大了柱塞腔内压力提升的速率,缩短倒灌的时长;如过流面积越小,倒灌量越少,不仅使柱塞腔内压力上升缓慢,倒灌现象持续,还使柱塞排油过程延后,导致流量的峰值提高,加大了脉动幅度。

为解决飞机液压能源系统中液压柱塞泵压力脉动带来的危害,保证航空液压系统的工作稳定性,防止管路系统的损坏,以某型航空液压柱塞泵为研究对象,提出了基于配流盘包角和缓冲瓶容积的柱塞泵压力脉动优化设计方法,探究了柱塞泵压力脉动产生机理与配流盘包角设计原理。基于AMESim软件进行了柱塞泵压力脉动仿真分析,并通过试验进行了验证。结果表明:2号配流盘和240 mL缓冲瓶组合的压力脉动优化效果最佳。

针对三配流窗口非对称轴向柱塞泵在非死点过渡区配流转换产生较大的流量和压力冲击问题,提出一种采用额外油道将非死点过渡区高压油预泄至上死点过渡区的新型配流盘结构,不仅可降低流量脉动和压力冲击,而且过渡区高压油液得到再利用,提高液压泵能效。首先设计新型配流盘结构,理论分析了新型配流盘工作原理,并建立基于新型配流盘的非对称轴向柱塞泵仿真模型,分析油道半径和分布位置对轴向柱塞泵流量脉动的影响,研究不同负载情况下新型配流

建立了斜盘式轴向柱塞泵/马达缸体定转速定轴转动的刚体动力学模型,以配流盘对缸体端面作用力的作用点作为比较缸体倾斜趋势的指标。以某型挖掘机回转装置使用的液压马达为例,分析了在马达和泵工况下,主轴对缸体径向作用力的作用点、中心弹簧力等因素对缸体倾斜趋势的影响。