AMESim轴向柱塞变量泵PCX控制特性研究
引言
压力控制作为轴向柱塞变量泵常用的控制方式之一,其广泛应用于工程机械、航空航天等液压系统中。主机在不同的工况下,其所需要的工作压力不同,特别是存在多种动作的主机,轴向柱塞变量泵除了在输出大推力或大扭矩时需要较高的压力外,其他工况所需的压力级别较低。当液压系统工作压力与工作所需压力不匹配时,会导致液压系统能耗增大,油温升高,进而降低液压元件的使用寿命。同时,在主机工作循环的间歇,如果液压系统一直维持较高压力,则会进一步加剧功率损耗和系统发热,而电机频繁启动又会降低电机的寿命。因此,对轴向柱塞变量泵两级压力+卸荷控制(PCX)特性进行研究具有重要意义。
PCX控制原理
(1)卸荷控制:当电磁换向阀不得电时,电磁换向阀处于中位,高压油口P与回油口T接通。当变量泵不工作时,变量泵在回位弹簧的作用下处于大排量状态,此时,高压油通过节流孔3,一路油经电磁换向阀回油箱,一路油与流量阀右端接通且经节流孔1回油箱,当变量泵出口压力与节流后压差达到流量阀开启压差时,流量阀处于左位,变量活塞与出口高压油沟通,由于变量活塞与回位活塞存在面积差,变量活塞推动斜盘摆角减小以使得出口压力维持在流量阀开启压差附近。
(2)一级压力控制:当电磁换向阀得电,电磁换向阀处于A位时,高压油口P与B口接通。当变量泵不工作时,变量泵在回位弹簧的作用下处于大排量状态,高压油经节流孔3后通过电磁换向阀与溢流阀接通。当出口压力达到溢流阀设定压力时,流量阀右端压力为溢流阀设定压力,出口压力继续增大至节流孔3两端压差大于流量阀开启压差时,流量阀处于左位,变量活塞与出口高压油沟通,由于变量活塞与回位活塞存在面积差,变量活塞推动斜盘组件摆角减小以使得出口压力=溢流阀设定压力+流量阀开启压差。
(3)二级压力控制:当电磁换向阀得电,电磁换向阀处于B位时,高压油口P与A口接通,A口处于堵死状态。当变量泵不工作时,变量泵在回位弹簧的作用下处于大排量状态,高压油经节流孔3后只能通过节流孔1回油箱,由于节流孔3两端压差不能达到流量阀开启压差,使得流量阀一直处右位,当出口压力达到恒压阀设定压力时,恒压阀处于左位,变量活塞与出口高压油沟通,由于变量活塞与回位活塞存在面积差,变量活塞推动斜盘组件摆角减小以使得出口压力维持在恒压阀开启压力左右。
AMESim仿真模型搭建
根据PCX控制原理图,基于AMESim软件建立如下仿真模型:
仿真分析
试验验证
结论
参考文献