径向柱塞泵流量脉动调制及仿真实验研究.pdf

2015年1月
机床与液压
Jan.2015
第43卷第1期
MACHINE TOOL HYDRAULICS
Vol 43 No. 1
DOI:10.3969/j.iss.1001-3881.2015.01.001
径向柱塞泵流量脉动调制及仿真实验研究
李靖祥,郭桐,刘辰,赵升吨
(西安交通大学机械工程学院,陕西西安710049)
摘要:柱塞泵输出流量波动对液压系统的工作稳定性及寿命有着重要影响。在分析径向柱塞泵和液压元件工作原理的
基础上,通过研究节流阀开度调节对柱塞泵输出流量波动的影响规律,建立基于节流阀开度控制的径向柱塞泵流量脉动调
制主动控制方法,并进行了仿真实验研究。结果表明,该方法能够有效抑制径向柱塞泵的流量波动。
关键词:径向柱塞泵;流量波动;节流阀;控制
中图分类号:TH322文献标志码:A文章编号:1001-3881(2015)1-001-3
Modulation Control and Experimental Study of Radial Piston Pump Flow Fluctuation
LI Jingxiang, GUO Tong, LIU Chen, ZHAO Shengdun
School of Mechanical Engineering, Xi'an Jiaotong University, Xi'an Shaanxi 710049, China)
Abstract: The output flow fluctuation of piston pump has a significant influence on the working stability and lifetime of the hy-
draulic systems. Based on the analysis of working principles of radial piston pump and hydraulie components, the influence rule of
throttle valve opening on the output flow fluctuation of piston pump has been studied. An active control method by adjusting the throttle
valve opening process to suppress the flow fluctuation was established, and the simulation experiments study was carried out. The re
sults show that the proposed method can effectively suppress the flow fluctuation of radial piston pump
Keywords: Radial piston pump; Flow fluctuation; Throutle valve: Control
0前言
方法的可行性和有效性。
液压传动具有效率高、出力大等特点,为了提高
径向柱塞泵的流量特性分析
机械系统执行机构的运动精度,提高系统稳定性,需
五缸径向柱塞泵的柱塞传动结构如图1所示。五
要液压系统能够输出具有稳定的压力和流量的高压油星轮安装在传动轴的偏心轮上,柱塞底面压在五星轮
液。在需要较高压力的液压系统中,其压力油源一般的各边上,并通过回程盘限位,使得柱塞与五星轮之
采用柱塞泵。现有柱塞泵通常采用曲柄连杯机构或者间只可相对滑动,不能相对转动或者脱离。当传动轴
其他变种机构,它的总输出流量由一个或几个柱塞腔转动时,带动五星轮运动,由于柱塞不绕转动中心转
的输出流量叠加而成,由于结构本身的特点和柱塞数动,因此,五星轮只做绕转动中心的圆周平动,不做
目的限制,柱塞泵的总输出流量不可避免的存在脉转动;柱塞底面与五星轮相对滑动,柱塞在五星轮的
动。当波动的输出流量作用于负载,同时会引起油液带动下在缸体体内往复直线运动,使柱塞腔的容积周
产生压力波动。压力和流量的波动就会造成液压系统期性变化。
的振动和冲击,对设备整体的稳定性和可靠性产生不
缸体
柱塞
利影响。
回程盘
因此,需要采取一定的方式对柱塞泵的输出流量
波动进行削减和控制,如増加柱塞泵的缸数、在柱塞
泵输出端加装蓄能器、采用新型结构等。但在实际应
用中,桂塞泵的输出流量波动仍然是一个难以解决的
传动轴
五星轮
问题。文中以自主设计的五缸径向柱塞泵川为试验对
象,通过研究节流阀开度调节对柱塞泵输出流量波动
的影响规律,建立了基于节流阀开度控制的流量脉动
图1五缸径向柱塞泵传动结构图
调制主动控制方法,并进行了相关的实验,验证了该
径向柱塞泵的每个柱塞都是间断地向外排出油
收稿日期:2013-11-08
基金项目:国家重大科技专项资助项目(20112X04016-081);国家自然科学基金资助项日(51405378);中国博土后科学
基金资助项目(2014M562399);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目
作者简介:李靖祥(1984-),男,讲师,博士,研究方向为流体传动与控制。E-mal:sunnyfan(@mail.ju.edu.cn