基于作为控制油源摆线泵的变量柱塞泵变量控制研究.pdf

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1、液压气动与密封／2O12年第12期基于作为控制油源摆线泵的变量柱塞泵变量控制研究陈金华(中航工业金城南京机电液压工程研究中心，江苏南京211106)摘要：该文研究在恒压变量柱塞泵壳体腔内集成摆线泵、调速阀以及节流阀等使柱塞泵多次变量，实现节能，同时大大缩短泵的启动时间。对变量控制机构和原理进行了重点研究，分析了摆线泵在变量控制中所起作用，在此基础上建立了变量控制机构的数学方程。本文提出了一种新的液压柱塞泵变量控制途径。关键词：变量柱塞泵；摆线泵；变量控制；数学方程中图分类号：TH137．5文献标识码：A文

2、章编号：1008—0813(2012)12—0028—04VariableDisplacementControlStudyofPistonPumpBasedonGerotorPumpasControlOilSupplyingCHENJin—hua(AVICNanjingEngineeringInstituteofAircraftSystems，JinchengCo．，Ltd．，Nanjing211106，China)Abstract：Thispaperresearchesonintegratingtheg

3、erotorpump，controlvalve，throttlevalve，etc．intothehousingofvariabledeliverypressurecompensatedhydraulicpump，SOthatpistonpumprealizesnumberofvariablestoachieveenergyconservation，whilegreatlyshortenthestartuptimeofthepump．Thispaperfocusonvariabledeliverycont

4、rolmechanismandprinciples，theroleofgerotorpumpinthevariabledeliverycontrol，andbuildupmathematicsequationsofthevariabledeliverycontrolmechanismbasedonit．Thispaperpresentsanewvariabledeliverycontrolapproachofthehydraulicpistonpump．Keywords：variabledeliveryp

5、istonpump；gerotorpump；variabledeliverycontrol；mathematicsequations塞0引言液压系统中液压柱塞泵作为系统的原动力元件起着举足轻重的作用，恒压变量柱塞泵以其结构紧凑、单位功率体积小、工作压力高、容易实现变量等优点，在液压系统中广泛应用。本文以斜盘式轴向恒压变量柱塞泵作为基泵，通过在其泵腔内集成摆线泵、调速阀以及节流阀等实现泵多次变排量。因摆线泵具有体积小、重量轻、自吸性能好、对污染不敏感、工作可靠、寿命长图1斜盘作用图等优点。将其集成在恒压变量

6、柱塞泵泵腔内来实现预系定功能。将较采用其它类型泵更具有优越性。1液压原理分析系变量柱塞泵排量的变化由大随动活塞或小随动活塞推动斜盘角度变化决定，如图1所示。而大、小随动活塞分别由调速阀和压力补偿阀控制。摆线泵与变量柱塞泵同轴驱动，摆线泵输出油压作用于调速阀，经过节流阀节流，在节流孔前后形成压差，这个压差与摆线泵输出流量成平方的比例关系，即与输入转速平方成正比。液压原理图如图2所示。收稿日期：2012—05—24作者简介：陈金华(1977一)，女，湖南湘潭人，高级工程师，硕士，从事液压元件设计工作。图2液压

7、原理图28液压气动与密封／2012年第12期(2)变量泵排量g。——稳态液动力系数，Ns／m；泵排量的调节由变量伺服机构控制斜盘摆角来实——回位弹簧刚度，N／m；现。变量泵排量g与斜盘摆角ot(rad)关系如下：——回位弹簧的预调定力，N。qp=仪(2)将式(3)、(4)、(5)、(6)联立并进行拉斯变换得：式中——泵的排量梯度，m3／(rev·rad)。=㈩3．2摆线泵和调速阀组成的变量机构数学方程建立变量控制阀的线性化流量方程：(s)=再aolpl(s)-F,1(丽s)(8)Q1=Kq11一Kc1P1

8、(3)式中K，——变量控制阀的流量增益，m2／s；pl(s)=A2pbl(s)-AlP2(s)丽-Fn(s)(9)——变量控制阀阀芯位移，m；3．3液压节流阀节流摆线泵流量方程K——变量控制阀的流量压力系数，mS／Ns；P——变量控制阀的控制腔压力，Pa。QjAjV~-(p-p)(10变量控制阀阀芯的动力学方程为：式中——流量系数；，，Mvl(dX1／dt)+(B1+K1)(dX1／dt)+(Kh1+Kf1)1A；——节流孔通