电比例复合控制泵源拖车液压系统设计与仿真.pdf

液 压 气 动 与 密 1- ／ 2o l 6年 第 o 5期 d o i l O ．3 9 6 9 ． is s n ． 1 0 0 8 - 0 8 1 3 ． 2 0 1 6 ．0 5 ． 0 0 5 电比例复合控制泵源拖车液压系统设计与仿真 于德会， 朱武峰， 周显军 海军航空工程学院青岛校区， 山东 青岛2 6 6 0 4 1 摘要 针对多机型液压系统航空机务训练的通用保障需求 ， 设计 了电比例复合控制泵源拖车液压系统 ， 实现了两级压力和四级流量 的调节。采用 A M E S i ml 2 ． 0 软件对电比例复合控制液压泵进行 了建模与仿真分析 ， 验证了泵源拖车液压系统的工作性能符合指标 要求。 关键词 电比例复合控制泵 ； 泵源拖车 ； 液压系统 ； 仿真 中图分类号 T H1 3 7 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 6 0 5 0 0 1 8 0 4 De s i g n a nd Si mu l a t i o n o f t he Hy d r a ul i c S ys t e m f o r El e c t r o Pr o po r t i o n a l Co mp o u n d Co n t r o l l e d Pu mp So u r c e Ve h i c l e Y UDe h u i , Z HU W u -f e n g , Z HOUX i a n -j u n Na v a l A e r o n a u t i c a l E n g i n e e r i n g I n s t i t u t e Q i n g D a o C a mp u s ， Qi n g d a o 2 6 6 0 4 1 ， C h i n a Ab s t r a c t Ac c o r d i n g t o u n i v e r s a l g u a r a n t e e r e q u i r e me n t s o f a v i a t i o n ma i n t e n a n c e t r a i n i n g o n mu l t i a i r c r a f t h y d r a u l i c s y s t e m，t h e e l e c tr o p r o p o r t i o n a l c o mp o u n d c o n tr o l l e d p u mp s o u r c e v e h i c l e i s d e s i g n e d ， w h i c h h a s the a d j u s t me n t f u n c t i o n o f t wo c l a s s e s o f p r e s s u r e a n d f o ur c l a s s e s fl o w． An d t h e e l e c tr o p r o p o r t i o n a l c o mp o u n d c o n t r o l l e d p u mp mo d e l i s c o n s t r u c t e d and s i mu l a t e d ； the r e s u l t p r o v e s t h a t t h e p e r f o r - ma n c e o f p u mp s o u r c e v e h i c l e i s u p t o the s t a n d a r d ． Ke y wo r d s e l e c t r o p r o p o rti o n a l c o mp o u n d c o n t r o l l e d p u mp ； p u mp s o u r c e v e h i c l e ； h y dra u l i c s y s t e m； s i mu l a t i o n O 引言 为满足多机型液压系统维修训练的需要， 对通用 液压泵源拖车的研制提出了较高要求 ， 一是要求液压 泵源拖车具有额定压力、 额定流量可调的能力； 二是要 求拖车具有液压系统清洗能力， 清洗后液压油应达到 G J B 4 2 0 A - 5 级标准 ； 三是要求拖车具有向各型飞机补 充液压油的能力。通过文献 1 可知， 引进的液压泵源车 具有多机型保障能力， 其设计理念值得参考， 但因设计 年代早 ， 性能不够先进 ， 操纵控制难度高， 重量体积较 大， 移动不便等不足制约了其推广应用。因此， 需要研 制一种液压参数易于调节、 功能综合程度高、 移动便捷 的液压泵源拖车。 1 泵源拖车液压系统设计 1 多机型液压系统需求分析 多个机型飞机液压系统需要 的额定压力和额定流 量都各不相同， 经分析整理后 ， 其主要需求如表 1 所 示。从表中可以看出各机型液压系统的额定压力分为 2 1 M P a 和 1 5 M P a 两个等级 ， 而额定流量分为 1 2 0 L ／ m i n 、 8 0 L ／ mi n 、 4 0 L ／ m i n 、 3 0 L ／ mi n 四个等级 。 收稿日期 2 0 1 6 0 3 0 3 作者简介 于德会 1 9 6 9 一 ， 男 ， 辽宁沈阳人 ， 副教授 ， 硕士 ， 从事飞机与 发动机维修工程领域的研究与教学工作。 1 8 表 1各机型液压系统主要参数 机型 A 机型 B 机型 C 机型 D 1 2 0 8 0 4 0 3 0 2 电比例复合控制液压泵设计 传统的地面液压拖车泵源系统大多采用恒压变量 柱塞泵， 其提供的额定压力是恒定的， 最大流量受限于 液压泵斜盘最大偏角和电动机转速也难以调节。选择 电比例复合控制液压泵将能克服这些不足 ， 其工作原 理如图1 所示 。 、 分别为与设定压力 、 流量相对 应的电压信号。 在压力调节工作范围内， 液控换向阀4 两端的压差 即节流阀9 两端的压差。若泵的输出压力过高， 达到调 定压力 ， 则电比例溢流阀3 打开 ， 有流量通过节流阀。 这使换向阀的两端产生压力差， 并推动恒压换向阀处 于左位 ， 则高压油经电比例流量阀2 通随动活塞 1 O 右 腔 ， 活塞左移， 泵的排量下降， 进行恒压调节。通过调 整 电压 ， 电比例溢流阀可设置二级压力 2 1 M P a 和 1 5 MP a 。 在流量调节范围内， 电比例流量阀2 采用位移一 力 zzzPsgiolePfrp zzzPsgiolePfrpzzzPsgiolePfrp zzzPsgiolePfrpzzzPsgiolePfrp Hy d r a u l i c s P n e u m a t i c s S e a l s ／ No ． 0 5 ． 2 0 1 6 d o i l O ．3 9 6 9 4 ． is s n ． 1 0 0 8 0 8 1 3 ．2 0 1 6 ． 0 5 ．0 0 6 面向工程的气动带挡板节流孔音速流导计算方法 刘文丰， 李刚炎， 杨 凡 武汉理工大学 机 电工程学院， 湖北 武汉4 3 0 0 7 0 摘要 目前， 节流孑 L 的音速流导计算一般只考虑与节流孔直径和长度 的关系， 没考虑节流孑 L 挡板间隙。该文面向工程需要 ， 针对气 动带挡板节流孔音速流导计算问题 ， 建立理论解析的数学模型， 在S i m u l i n k 中构建模型对音速流导进行计算 ， 将计算得到的I 界压力 比数据， 通过拟合的方式得到临界压力比计算式， 进而得到带挡板节流孔的音速流导计算式。结合实验， 确定音速流导计算式中的参 数， 将计算式简化成能在工程中使用的简易计算式； 利用F l u e n t 对带挡板节流孔模型进行仿真， 通过仿真数据确定计算式的有效性与 使用范围。 关键词 带挡板节流孔 ； 音速流导； F l u e n t 仿真； 计算方法 中图分类号 T H1 3 8 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 6 0 5 0 0 2 1 0 5 En g i n e e r i n g Ca l c ul a t i o n M e t h o d o f So n i c Co nd u c t a n c e f o r Pn e uma t i c Or i ric e wi t h Ba f fle L ／ U W e n -f e n g , L I Ga n g -y a n ， Y A N GF a n S c h o o l o f Me c h a n i c a l E n g i n e e r i n g ， Wu h a n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ， Wu h a n 4 3 0 0 7 0 ， C h i n a Ab s t r a c t W h e n s o n i c c o n d u c t a n c e o f o r i fic e s i s c a l c u l a t e d ， t h e d i a me t e r a n d l e n g t h o f t h e o r i fi c e a r e g e n e r a l l y t a k e n i n t o a c c o u n t b u t t h e g a p b e t we e n the o r i fic e a n d b a f fle a t p r e s e n t ． I n t h i s p a p e r , b a s e d o n t h e e n g i n e e r i n g n e e d s ， the ma t h e ma t i c a l mo d e l o f the t h e o r e t i c a l a n a l y - s i s a n d c a l c u l a t i o n mo d e l i n S i mu l i n k i s e s t a b l i s h e d f o r the c a l c u l a t i o n o f the s o n i c c o n d u c t a n c e o f p n e u ma t i c o r i fi c e wi th b a ffle ．Ba s e d o n t h e d a t a o f c ri t i c a l p r e s s u r e r a t i o o b tai n e d b y S i mu l i n k ， a f o r mu l a for c a l c u l a t i n g the c rit i c a l p ms s ur e r a t i o i s p r o p o s e d ． T h e n a f o rm u l a f o r c a l c u l a t i n g the s o n i c c o n d u c t a n c e o f o rifi c e wi th b a ffle i s p r o p o s e d ． T h e p ara me t e r s i n the c a l c u l a t i o n f o r mu l a c a r l b e d e t e rm i n e d b y the c o m- b i n a t i o n o f e x p e rime n t d a t a ． T h e r e f o r the f o r mu l a c a n b e s i mp l i fi e d ． Th e e f f e c t i v e n e s s an d s c o p e o f t h e f o rm u l a i s v e ri fie d b y F l u e n t s i mu l a t i o nd a ta． Ke y wo r d s o r i fic e wi th b a ffle ； s o n i c c o n d u c t anc e； fl u e n t s i mu l a t i o n； c a l c u l a t i o n me tho d 0 引言 气动元件的流量特性主要是指元件进出口两端的 压力降与通过该元件的流量之间的关系。气动元件流 量特性的表述方法有多种， I S O 6 3 5 8 标准中主要用气动 元件的音速流导 C和临界压力 比b 表示 ， 并给 出了相应 的音速流导计算式u 。由计算式知 根据气动元件的直 径和长度可计算出其音速流导。除了标准中给出的音 速流导计算式， 国内彭光正等I l也推导了用于气管道的 音速流导计算式， 但均未考虑带挡板的节流孑 L 流量特性。 在这些研究 的基础上 ， 本文考虑到节流孔 出口与 挡板之间的间隙对节流孑 L 流量特性的影响， 基于流体 收稿 日期 2 0 1 5 1 2 3 0 作者简介 刘文丰 1 9 9 1 一 ， 男， 湖北武汉人， 硕士研究生， 主要从事气动 元件流量特性方面的研究。 力学基本理论得到气动带挡板节流孔的质量流量理论 计算方法 ； 面向工程需要 ， 对临界压力比的计算进行简 化， 推导出气动带挡板节流孑 L 的音速流导计算式。将 气体流动视为多变过程， 结合实验数据确定多变指数 ， 得到形如 c _ 厂 ， L ， h 的简易计算式 ， 式中d ， L ， h 分别 为节流孑 L 的直径、 长度和节流孑 L 挡板间隙， 单位m。这 样的音速流导计算式就比较简单 ， 在工程中能通过带 挡板节流孔的d ， L ， h 三个参数计算出其音速流导的大 小。最后通过仿真数据确定计算式的误差范围， 判断 有效性 。 1 基于理论解 析的气 动带挡板节 流孔 音速流导计算 1 ． 1气动不带挡板节流孔 的质量流量计算 在对气动带挡板节流孔的音速流导进行理论解析 参考文献 [ 1 】 陈卫华， 杨君， 张红旗． 进口油泵车、 空调车的设计思路对我 军特种设备建设的启示【 J 】 ． 江苏航空， 2 0 0 4 ， 3 ． [ 2 】 李壮云． 液压元件与系统【 M】 ． 北京 机械工业出版社， 2 0 0 5 ． [ 3 】 许益民． 电液比例控制系统分析与设计【 M】 ． 北京 机械工业 出版社， 2 0 0 5 ． [ 4 ] 付永领， 祁晓野． L M S I m a g i n e ． L a b A M E S i m系统建模和仿真 [ M] ． 北京 北京航空航天大学出版社， 2 0 1 1 ． [ 5 】 贵州 5 0 1 厂． L B E P 厄F H1 0 0 F R s 型液压泵使用说明书[ Z 】 ． 贵阳 贵州5 0 1 厂， 2 0 1 0 ． 2 1 zzzPsgiolePfrp