AMESim调速回路仿真：调速阀节流调速回路的仿真及实验

调速阀节流调速回路的AMESim 仿真及实验

基于AMESim 建立了调速阀进油路节流调速回路仿真模型，分析了回路速度－负载特性，得出了速度－负载曲线; 建立了调速阀元件仿真模型，推导出了考虑泄漏的液压缸速度－负载特性表达式，分析研究了液压缸泄漏对系统稳定性的影响;

调速阀工作原理

调速阀式调速回路如图1 所示，调速阀由差动减压阀和节流阀两部分组成。当液压缸的负载力Fx发生变化时，如果调速阀前后的工作压差( P1－P3) 处于它最小压差范围( 一般为0．5 ～ 1 MPa) 内，减压阀无法感知压差的变化，此时减压弹簧不起作用，节流阀前后压差( P2－P3) 的变化导致回路中流量发生改变，从而使执行元件的速度发生相应波动; 如果调速阀前后的工作压差超过它的最小压差，它会不断调节自身弹簧的伸长量使流入节流阀的压力P2 发生变化，保证节流阀前后的压差始终相等，以达到使执行元件的速度维持恒定的目的。

调速阀式调速回路

AMEsim 仿真分析

根据调速阀节流调速回路工作原理，利用AMESim软件搭建的不考虑及考虑液压缸泄漏的仿真模型如下图所示。

不考虑泄漏的AMESim 回路仿真模型

考虑泄漏的AMESim 回路仿真模型

参数设置

各子模型的参数设计如下表。其他参数保持默认。

  

    

仿真结果分析

下图考虑流体泄漏的仿真模型在外加负载分别为2350 N、2950 N、3520 N 下的液压缸活塞速度随时间的变化曲线。

 

从仿真结果看出，在仿真时间为2 s 时，各个压力下所对应的速度值分别为: 0．042 398 25 m/s，0． 033 085 3m/s，0．003 884 128 m/s。可以发现随着外加负载的增加，活塞的运动速度开始降低，并随着仿真时间的增加，速度的降低幅度越大。图6 为没有考虑流体泄漏的仿真模型在外加负载分别为2 350 N、2 950 N、3 520 N 下的液压缸活塞速度随时间的变化曲线。从仿真结果看出，在仿真时间为2 s 时，各个压力下所对应的速度值分别为: 0．042 144 06 m/s，0．032 822 71 m/s，0．003 739 707 m/s。

仿真结果表明，随着外加负载的增加，活塞的运动速度也有一定程度的降低。但是相比泄漏模型，此模型仿真结果中发现，在相同的外加负载增加时，速度降低的幅度要小。分析可能是因为随着负载的增加，泄漏模块中的泄漏量增加，致使活塞的速度下降幅度增加。为了对上面的假设进行验证，下面通过改变UD00 值的大小: 分别取值为2 520 N、3 020 N、3 520 N、4 020 N，来仿真不同负载下通过活塞流量数值的大小。从仿真结果可以看出，在仿真时间为2 s 时，负载越大，流经液压缸的流量越小，说明泄漏量越大，越影响活塞速度的大小。在定性得出了流量泄漏与活塞运动速度的关系之后，进一步对其进行定量的仿真分析，采用考虑泄漏的仿真模型，去外加负载为3 520 N，改变BAF01 参数泄漏量的大小，采用并行仿真的方法，得到仿真结果曲线如图8。

不同负载下的液压缸泄漏流量的大小

不同泄漏间隙下液压缸的速度变化曲线

上图 定量分析了泄漏量对阀芯速度大小及稳定性影响，改变BAF01 模型参数，分别对泄漏模块中clearance ondiameter 取值为0．2 mm、0．25 mm、0．3 mm、0．35 mm，定量的分析泄漏量对阀芯速度的影响。发现在仿真时间为2 s时，所得出的活塞运动速度分别为0． 003 739 7 m/s、0．003 459 0 m/s、0．003 015 6 m/s、0．002 377 1 m/s，得出随着液压缸泄漏量的增大，活塞的速度逐渐降低。

在上图中，取仿真结果中活塞泄漏间隙为0．2 mm，时间t = 2 s 时曲线上的活塞运动速度值0．003 739 7 m/s，并将此速度及泄漏间隙值0．2 mm 代人之前所求的考虑泄漏量的速度表达式( 4) 中，计算出泄漏量的值为0．012 319L/min，与上图 中外加负载为3 520 N 仿真得出的0．012 300 2 L/min 基本一致。

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文章来源：amesim学习与应用