恒功率变量泵的特性研究

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1、西南交通大学硕士研究生学位论文第l页摘要挖掘机工作中要完成回转、斗杆、动臂、铲斗、行走等动作，而且工作环境复杂恶劣，工作时功率很大。为了有效的利用发动机功率及提高工作性能，其液压系统广泛采用恒功率变量泵。变量泵的特性是关系控制系统品质的一个重要标准，为了对变量泵进行优化，需要分析变量泵元件参数对其特性的影响。通过建立变量泵合理的数学模型，并利用MATLAB／SIMULINK进行动态仿真，可以直观地研究变量泵的特性。该方法可以给设计者提供指导依据、缩短开发周期、节省大量的人力、物力和财力，在液压元件的开发中会得到越来越广泛的应用。本文以在工程机械中得到广泛应用的集成多种变量方式

2、的变量泵作为研究对象。第一部分，介绍了原有产品的总功率控制、变功率控制及负流量控制三种控制方式的动作原理；推导出了其控制压力一流量计算公式，重点分析了弹簧参数对变量泵静态特性的影响。第二部分，在对变量机构进行合理简化后，分别建立总功率控制和负流量控制的动态数学模型；利用MATLAB／SIMULINK搭建了系统的仿真框图，对仿真结果进行分析，得出系统响应的优缺点；改变机构主要元件参数进行仿真，分析了主要元件参数对动态响应的影响。最后，利用MATLAB优化工具箱，根据切比雪夫定理，完成恒功率变量大、小弹簧刚度、大弹簧初始压缩量及大、小弹簧间距值的优化；根据伺服系统的功率匹配理论，

3、探讨了伺服阀杆配流圆孔直径和伺服柱塞大端直径的选取依据。通过上述几个方面的分析，得出了变量机构主要元件参数对变量泵特性的影响规律，探讨了变量机构设计的依据，对恒功率变量泵的开发起到一定的参考作用。关键词恒功率变量泵；仿真；动态特性；优化西南交通大学硕士研究生学位论文第lI页AbstractForallexcavator,ithastOrotate，shaketheaim，movethealTll，shovel，andwalk．What’Smore，theworkingenvironmentiscomplexandusuallybad．Theexcavatorconsumesg

4、reatamountofpowerwhenbeingworking．InordertOperformanceexcellentlyandusethepoweroftheengineeffectively,constantpowervariable—displacementpumpiswidelyusedinthehydraulicsystemofexcavator．Thecharacteristicofvariable-displacementpumpisanimportantreferenceofcontrolsystem’Squality．Inordertooptimiz

5、evariable-displacementpump，itisnecessarytOanalyzetheinfluenceofthecomponentsonthecharacteristic．Thenwesetupthemathematicalmodelofvariable-displacementpumpandthemodelissimulatedwithMATLAB／SIMULINICItisadirectmethodtostudythecharacteristicofvariable—displacementpump．Itcangiveguidancetothedesi

6、gnerandsavealotoftimeandsources，whichwillbewidelyusedinthedevelopmentofhydrauliccomponent．Thevariable-displacementpumpintegratedseveralcontrolmethodswhichiswidelyusedinconstructionmachineryisregardedasthestudyingobjectinthisthesis．Firstly,theprincipleoftotalpowercontrol、variablepowercontrol

7、andnegativeflowcontrolareintroduced．Theformulasofflowaregivenandtheinfluenceofspringonthestaticcharacteristicisanalyzed．Secondly，thetotalpowercontrolmodelandnegativeflowcontrolmodelatesetupafterthesimplificationofthevariable—displacementmechanism．Systems