位移—力反馈轴向变量柱塞泵控制特性研究

论文摘要

文章以博世力士乐公司生产的A4VSG750-HD型斜盘式柱塞变量泵变量机构为研究对象,通过分析柱塞泵的变量机构内部结构与工作原理,建立A4VSG-HD型液压轴向柱塞泵双向变量机构的数学模型；基于AMESim建立轴向柱塞泵的变量机构模型,分析控制性能与弹簧刚度、预压缩量等关键参数的关系,并在试验装置上对仿真模型的正确性进行验证。具体研究顺序如下：首先以A4VSG750-HD斜盘式轴向柱塞泵为实体建立三维模型。通过分析柱塞泵的变量机构的内部结构与工作原理,建立A4VSG-HD型液压轴向柱塞泵双向变量机构的数学模型,得出影响柱塞泵控制特性的决定性因素。在UG三维设计软件建立的斜盘式柱塞泵装配模型基础上,联合液压系统仿真软件AMESim和多体系动力分析仿真软件ADAMS,通过两者之间的接口,建立整个柱塞泵的联合仿真模型,利用模型之间的数据传递,建立了斜盘式柱塞泵的机液一体化模型。其次在AMESim中,对A4VSG750-HD型轴向柱塞泵的变量机构进行仿真,分析变量机构中各个部件对控制特性和动态特性的影响,并通过四组阀芯中心复位弹簧验证数学模型的正确性。最后在试验装置上,对A4VSG750-HD型轴向柱塞泵的变量机构进行实验验证。得到如下结论：A4VSG-HD型轴向柱塞泵的控制装置对泵的排量调节与先导控制压力有关,泵的排量与先导控制压力成比例关系；伺服阀中心复位弹簧的参数和阀芯端面面积,为变量机构控制范围主要决定因素；系统负载压力、伺服阀左右复位弹簧的刚度以及先导控制压力对变量机构的动态特性有比较明显的影响；本文仿真研究结果与实验结果基本一致,说明本文所建立的变量机构模型是正确的,所得出的结论也具有普遍性,有利于以后斜盘式变量泵变量机构的设计与优化。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景与来源
• 1.1.1 课题背景和研究意义
• 1.1.2 课题来源
• 1.2 高压大排量柱塞泵以及变量机构的研究
• 1.2.1 高压大排量柱塞泵概述
• 1.2.2 变量机构概述
• 1.3 液压仿真技术的应用与现状
• 1.4 课题研究内容
• 第2章 斜盘式轴向柱塞泵主要数学模型
• 2.1 轴向斜盘式柱塞泵变量机构数学模型
• 2.1.1 伺服变量机构的结构与原理
• 2.1.2 变量机构动态数学模型
• 2.1.3 变量机构静态数学模型
• 2.2 斜盘式轴向柱塞泵配流盘数学模型
• 2.3 本章小结
• 第3章 基于AMESim与ADAMS的仿真模型的建立
• 3.1 斜盘式柱塞变量泵的变量机构模型
• 3.2 斜盘式柱塞变量泵的液压系统模型
• 3.2.1 单个柱塞的液压模型
• 3.2.2 配流盘模型
• 3.2.3 整个泵的液压系统模型
• 3.2.4 液压模型的参数设置
• 3.3 柱塞变量泵的联合仿真模型的建立
• 3.3.1 在ADAMS中设置输出到AMESim的模型
• 3.3.2 在AMESim中输入接口模型
• 3.4 小结
• 第4章 斜盘式轴向柱塞变量泵的仿真分析
• 4.1 柱塞泵变量机构控制特性分析
• 4.1.1 变量机构模型参数设置
• 4.1.2 第一组弹簧仿真结果分析
• 4.1.3 其他弹簧的仿真分析
• 4.2 柱塞泵变量机构动态特性分析
• 4.2.1 伺服阀左右复位弹簧对斜盘倾角的影响
• s对斜盘倾角的影响'>4.2.2 负载压力p_s对斜盘倾角的影响
• 4.2.3 变量缸中心复位弹簧刚度对斜盘倾角的影响
• 4.3 基于AMESim与ADAMS的联合仿真
• 4.4 本章小结
• 第5章 轴向变量柱塞泵的试验研究
• 5.1 试验装置简介
• 5.1.1 实验原理与步骤
• 5.1.2 试验元件简介
• 5.2 试验装置的匹配计算
• 5.3 实验结果分析
• 5.4 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文