对转阀控制液压三缸往复泵液压系统的仿真研究

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1、石油机械2011年第39卷第2期CHINAPETROLEUMMACHINERY专题研究转阀控制液压三缸往复泵液压系统的仿真研究侯勇俊袁庆洪(西南石油大学机电工程学院)摘要为解决液压三缸往复泵的换向冲击问题，通过设计合理的转阀过流71结构，使过流面积在转阀旋转过程中呈匀加速一匀速一匀减速变化规律；利用AMESim软件建立了转阀控制的液压三缸往复泵液压系统的仿真模型，通过仿真分析，找出了液压系统供油量、供油压力、转阀过流面积大小和往复泵活塞位移之间的变化规律。该研究对转阀控制的液压三缸往复泵的设计具有重要的参考价值。关键词液压三缸往复泵转阀AMESim仿真且建立了流量切换特性和恒排量

2、特性方程。笔0引言者主要做了以下研究工作：①设计合理的阀孑L形状结构来满足过流面积呈线性增加一恒定一线性减小液压三缸往复泵与传统的曲柄连杆机构的往复规律变化；②设计合理的阀孔面积与阀心阀口相位泵相比，具有以下优势：①活塞运动规律和缸内流来调节流量叠加曲线，使叠加后的流量曲线基本保量规律可变、可调，理论上可实现任何运动方式；持恒定；③通过仿真，分析出流量的变化和阀口开②在同排量的情况下，冲程可以成倍地加长，冲次度变化的关系，且得出供油泵排量、阀孔过流面积可以成倍地减小，以便于有效地降低流量和压力的与活塞行程之间的关系；④活塞在端点的滞留时间脉动，减小对介质的剪切和破碎⋯；③换向加速

3、与阀心的阀口相位差及活塞杆直径的关系。度可以控制到接近或等于0，流量波动小，从理论上讲，完全可以取缔空气包；④尺寸小，质量轻，1技术分析噪声小；⑤易损件少。而液压转阀与普通液压伺服阀相比，又具有如下优势：①过流面积可逐渐变1．1系统组成化，使流量和活塞(杆)的运动速度有一个渐变图1是转阀控制液压三缸往复泵系统的原理示过程，可以减轻换向冲击与波动；②全机械液压式意图。该系统主要有以下组成元件：2个可以调节结构，没有传感器或电磁阀等电子装置，抗干扰能流量的液压泵，1个由步进电动机经减速器驱动的力强，且稳定性和可靠性很高；③可在恶劣的野外转阀，3只液压缸和3只工作缸。2个液压泵分别环境

4、工作；④寿命长，维护成本低。为泵1和泵2，其中泵1负责向无杆腔的一端供给当前，国内外一些学者1对转阀控制的液压液压油，泵2负责向有杆腔的一端供给液压油。这系统进行了一定程度的研究，主要做了以下工作：样做的目的是让油缸排出和吸入过程的液压油供给①构建了1个或2个供油泵，由转阀控制液压三缸相互独立，防止它们彼此间压力和流量的相互影往复泵系统；②指出了往复泵液压冲击的机理，并响。图中，P为供油口的标识，T为回油口的标提出改变阀口过流面积的规律，可有效减轻液压冲识。除字母外还有2个数字，第1个表示正在工击，同时分析得出流量曲线叠加对液压冲击的作的泵，即是泵1或者泵2；第2个数字表示被供影

5、响；③建立了基于转阀的泵阀运动方程]，并油的油缸。如P11表示为泵1给油缸1的无杆腔端基金项目：四川省教育厅自然科学重点专项(2005D008)；省部共建“石油天然气装备”教育部重点实验室开放基金项目“直线电机驱动双作用三缸往复泵研究”(STS001)。石油机械2011年第39卷第2期供油；T11表示针对于P11的回油(回油后，液压入过程的时间间隔为单冲程的。以阀套口P11的油直接回到油箱)；P21表示泵2给油缸1的有杆起始点为0位置点，当阀心的P11阀口处于0—腔供油。其他依此类推。180。时，油缸1为活塞杆伸出过程(排出过程)。相应地，阀心的阀口P12处于120—300。时，

6、油缸2处于活塞杆伸出过程。当P13处于240～420。圆周时，油缸3活塞杆处于伸出过程。活塞杆回缩过程(吸入过程)同理。除启动开始的第1个周期外，在任一时刻，总有2活塞缸处于排出过程(或吸人过程)，另一活塞缸处于吸人过程(或排出过程)。且同一时刻，只有1个活塞缸到达行程的端点。1．4系统主要参数选取油缸的直径D：160mm，活塞行程S=600mm，活塞运动的平均速度U=0．6m／s，冲次图1系统原理示意图1．2转阀结构n=30rain～。根据油缸最大公称压力，选择活塞转阀主要由阀心(内层)、阀套(中间)和阀运动的速比=1．25。根据速比选择活塞杆的直体(外层)组成。将转阀分成互相

7、不能同时直接径d=70mm。参照ISO8137要求选择阀心油口6=通油液的3部分。其端口有如下特点：P11、P1235mm，阀心内径D=160rnm。相应于转阀，滑和P13为1组，它们在圆周上的相位差正好分别为阀的等效直径D=13．2mm。最大开口长度=120。；P21、P22和P23为1组，它们在圆周上的0．02m。供油泵的排量p=32L／s_3J，设定供油泵相位差也正好分别为120。。以上2组端口，在圆的转速n=1000r／min，泵1和泵2的单转排量分周上的相位差，对应相差