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径向柱塞泵完全恒功率变量机构的设计与研究

赵佩珩  
【摘要】: 目前,节能问题已受到越来越多的关注。在工程机械中,负载与动力源的不匹配使得发动机不能在高效率区域运转,造成能源损耗。随着恒功率变量机构的使用,这种状况得到很大改善,但传统的径向柱塞泵恒功率变量机构为双弹簧机构,仅能达到近似的恒功率输出。 本课题的研究目标是在已有63ml/r径向柱塞泵本体结构的基础上,研制出适用于径向柱塞泵本体结构,能够实现完全恒功率输出特性的变量机构。在课题研究中运用压力—位移反馈控制原理和机构运动学的有机结合,进行恒功率变量机构的设计,使之达到对径向柱塞泵变量柱塞的位移控制,进而控制径向柱塞泵的排量大小,最终使泵的输出压力与输出流量合理匹配,实现完全恒功率变量控制。 在设计过程中,根据63ml/r径向柱塞泵的实际接口尺寸,设计了变量机构主阀体及控制阀体的外部尺寸、进出油口及内部油道。通过对泵的变量特性和预期达到的指标进行了分析,确定了反馈杠杆、伺服阀芯、调节弹簧、变量活塞及传感柱塞部分的结构设计尺寸。在此基础上,通过对控制系统建立数学模型,推导出系统传递函数,并利用基于MATLAB的动态模型与系统仿真工具——Simulink对控制系统进行了动态特性分析和仿真试验。在对系统进行仿真过程中,充分考虑到泵在工作时的各种特殊情况,选取泵在最不理想的工况下工作时的环境,设定仿真参数,进行仿真。经仿真结果表明本系统完全达到了稳定性和速度响应的要求。从而对径向柱塞泵恒功率变量机构的产品研制具有实际的指导意义。


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