基于amesim的柱塞泵热力学模型及仿真

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1、万方数据2012年1月第40卷第1期机床与液压MACHINETOOL&HYDRAULICSJan．2012V01．40No．1DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．01．038基于AMESim的柱塞泵热力学模型及仿真韩孟虎，曹克强，胡良谋，李永林(空军工程大学工程学院，陕西西安710038)摘要：着重分析柱塞泵的工作过程和传热机理，在此基础上建立柱塞泵的热力学模型，并利用AMESim软件平台搭建其仿真模型，最后针对典型液压系统对柱塞泵进行温度仿真计算。仿真结果表明：所建立的AMESim仿真模型能够反映泵的温度特性，为液压系统热力学模型的建立提供了

2、参考。关键词：柱塞泵；热力学模型；温度仿真中图分类号：THl37．5+l文献标识码：A文章编号：1001—3881(2012)l一136—3ThermalModelandSimulationonHydraulicPistoUPumpBasedonAMESimHANMenghu，CAOKeqiang，HUHangmou，LIYonglin(neEngineeringInstitute，AirForceEngineeringUniversity，xi’anShaanxi710038，China)Abstract：OnthebasisofanalyzingtheworkingCOU

3、leeofthepumpandheattransfermechanism，thermodynamicsmodelofthepistonpumpWasbuilt．ThesimulationmodelWasestablishedtosimulatedynamictemperaturebasedonAMESim．Thesimulationre-suitsshowthatthemodelc锄reflectthepump’Sthermalcharacteristics．Itprovidessomereferenceforfurtherstudy．Keywords：Pistonpump；

4、Thermodynamicsmodel；Tempemturesimulation飞机液压系统在工作过程中会产生较大热量，引起系统油液温度升高，从而影响系统的正常工作，甚至会引起系统的故障⋯。液压泵是液压系统内主要的能源装置，也是主要的热源之一，而柱塞泵由于工作压力、供油流量和效率均可达到较高数值，结构紧凑、转动惯量小，可实现供油量的自动调节等特点旧o，在航空领域得到了广泛应用，是飞机液压系统普遍采用的泵源形式。液压泵的工作原理是将机械能转化为压力能旧1，因此它是液压系统主要的生热源之一，研究柱塞泵的热力学特性具有重要意义。AMESim是一种新型的基于图形化的工程仿真软件，主要

5、用于模拟控制对象的真实建模环境¨1。其中包含了大量的元件库，如液压库、机械库、信号库、热液压库等，方便用户建立复杂的系统、修改模型和仿真参数，进行稳态和动态仿真、绘制曲线和分析仿真结果，界面比较友好、操作方便，为液压系统的热力学建模、仿真等提供了良好的条件。作者在AMESim环境下，分析了柱塞泵的传热机理，建立了柱塞泵的热力学模型，并进行了泵的温度仿真，为柱塞泵以及液压系统的热力学建模与仿真提供了一定的参考。1柱塞泵传热分析考虑到柱塞泵的工作原理，泵在工作过程中油液从吸油口进入泵，在柱塞的作用下油液压力升高，此过程会产生增压生热；高压油液分两部分流出泵，一部分通过泵内的各种缝

6、隙泄流，进入回油管路，此过程会产生泄流生热，另一部分从分油盘流出进入排油管路，驱动负载工作。在泵工作过程中，存在功率损失，分为机械损失和容积损失。泵的转动部分的各种摩擦会产生机械损失，机械损失产生的热量直接传给泵的转动部分；泵的泄漏会产生容积损失，容积损失’产生的热量产生泄流生热。由于泵的转动部分不但与壳体接触，而且也被油液包围，因此认为转动部分跟壳体和油液分别进行导热和对流换热；同时，泵壳体内部同油液进行对流换热，泵壳体外部同环境进行辐射换热和自然对流换热。柱塞泵传热机理如图1所示。图l柱塞泵传热机理示意图收稿日期：2010一12—2l作者简介：韩盂虎(1986一)，男，硕

7、士研究生，研究方向为流体传动与控制。E—mail：gratetigerhan@163．corn。万方数据第1期韩孟虎等：基于AMESim的柱塞泵热力学模型及仿真2柱塞泵热力学模型2．1模型假设由于柱塞泵结构和内部油液流动情况的复杂性，以及存在压力脉动、气穴等现象，要建立柱塞泵的详细模型是非常困难的。因此，忽略一些影响不大的因素，在建模之前作如下假设：(1)不考虑泵状态的变化，认为泵工作在稳定状态，机械损失和容积损失保持不变；(2)认为泵壳体和内部转动部分温度处处分别相同；油液只考虑进出口温差；(3)不考