应用单向阀配流的高频往复泵的流量特性分析及优化设计

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1、学兔兔www.xuetutu.com第49卷第14期机械工程学报VO1．49NO．142013年7月JOURNAL0FMECHANICALENGINEERINGJu1．2013DoI：1O．3901／JME．2013．14．154应用单向阀配流的高频往复泵的流量特性分析及优化设计木李洋，2焦宗夏，2吴帅1,2(1．北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191；2．北京航空航天大学飞行器控制一体化技术重点试验室北京100191)摘要：针对智能材料驱动的往复泵中应用单向阀配流时遇到的流量瓶颈问题，研究单向阀对高频往复泵整体流量特性的影响规律，并对泵系统

2、的关键参数进行优化设计。建立锥形单向阀内部流体和刚体的动力学模型，以及应用该类型单向阀进行配流的往复泵系统的模型。对柱塞运动频率不同、单向阀结构参数相同的泵系统的工作过程进行仿真，分析单向阀的频宽对于泵系统输出流量的限制；对柱塞运动频率不同、单向阀结构参数随柱塞运动频率改变的泵系统的工作过程进行仿真，分析单向阀频响满足系统要求的前提下，泵的输出流量仍然存在瓶颈的原因。通过仿真比较，指出对系统进行伺服流量调节的较优方案是对柱塞的往复运动进行调幅控制。以泵系统的流量和容积效率为目标，采用粒子群优化算法，对系统的关键参数进行优化，得到一定条件下，被动配流泵系统相应目

3、标的最优值。关键词：单向阀配流流量特性优化设计’中图分类号：TH322FlowCharacteristicsAnalysisandOptimizationDesignofHighFrequencyReciprocationPumpApplyingCheckValvetoRectificationLIYang’JIAOZongxia’WUShuai’(1．SchoolofAutomationScienceandElectricalEngineering，BeihangUniversity,Beijing100191；2．ScienceandTechnologyo

4、nAircraftControlLaboratory,BeihangUniversity,Beijing100191)Abstract：Aimingattheflowbottleneckofthesmartmaterialdrivenpumpapplyingcheckvalvestorectification，theinfuenceofcheckvalvesonthehighfrequencyreciprocationpumpflowcharacteristicsisstudied，andthekeyp~ametersofthepumpsystemareopt

5、imized．Internalfluidandrigiddynamicsofaconicalpoppetcheckvalvearemodeled，andthepumpsystemutilizingthistypeofcheckvalvesismodeled．Toanalyzetheflowraterestrictionofcheckvalvebandwidth，thepumpsystemworkingprocessofdiferentpistonmotionfrequenciesandthesamestructuralparametersissimulated

6、．Toanalyzetheotherfactorsoftheflowraterestrictiononthepremisethatthebandwidthofcheckvalvesmeetssystemrequirement，thepumpsystemworkingprocessofdiferentpistonmotionfrequencieswithwhichthestructuralparametersvaryissimulated．Bycomparisonofsimulations，itisproposedthatthebeterwayofpumpflo

7、wratecontrolismotionamplitudeadjustment．Adoptingparticleswarmoptinizationmethod，thekeyparametersareoptimized，withthegoaloftheflowrateOrthevolumeeficiencyofpumpsystem，andtherelevantoptimalperformanceofpassiverectificationpumpsystemisobserved．Keywords：CheckvalveFlowrectificationFlowra

8、techaracteristicsOp