基于amesim的增压缸仿真分析

基于amesim的增压缸仿真分析

1主油缸压力计算为了便于液压阀的选择和使用，液压阀的工作压力通常设置为160190hz。由于实际工况的需要,主油缸压力可达到350bar左右。在这种情况下,通过增压缸使主油缸获得较高的工作压力是一种较为理想的选择。2主缸操作原理增压缸的工作原理如图1所示。当低压油P其中:PPAA由(1)式可得:面积A3增压过程及原理某液压系统增压部分原理图如图2所示。它由电机、变量泵、蓄能器、插装阀、溢流阀和增压缸等基本元件组成。增压过程如下:系统压力油通过插装阀V101(YV101通电)进入到增压缸的大端,增压缸小端的高压油进入到主油缸的上腔,产生压力克服弹性负载。增压系统的作用是在尽可能短的时间内使主油缸的压力达到要求(由弹性负载的大小决定),主缸的负载为弹性负载,主缸的活塞杆行程要控制在2mm内。4避免了自行设计人模型的仿真AMESim所含液压系统的模型库中集成了大多数标准液压元件的仿真子模型,最大程度地避免了仿真者自行设计数学模型。同时,对于系统中的特定元件模型,可根据其物理结构,使用液压元件设计库里面的最小模型单元搭建完成4.1标准液压库建模难本仿真系统的系统压力采用变量泵来实现,省略了油路上的冷却系统和过滤系统等辅助元件。对图2所示的液压系统,大多数元件如变量泵、蓄能器、电磁阀和溢流阀就直接调用标准液压库里的子模型;但是系统中的增压缸、插装阀作为特定元件,标准液压库无法满足建模要求。为此采用了AMESim的液压元件设计库HCD(HydraulicComponentDesign)4.2选取模型选取模型进入子模型模式(Submodelmode),为系统中的每个图形模块选取子模型。AMESim提供了首选子模型(Premiersubmode1)功能。4.3参数模式下每个图形模块所需的特定参数在参数模式(Parametersmode)下,设置系统主要的仿真参数如表1所示。4.4在运行模式下运行模拟进入运行模式(Runmode),设置仿真时间为1s、仿真步长为0.01,按照单步运行的运行方式开始仿真。5模拟结果分析5.1增压缸增压比的确定图6为增压缸低压、高压腔压力曲线,其中曲线1为低压腔压力曲线,曲线2为高压腔压力曲线;图7为增压缸活塞杆的位移曲线。通过仿真曲线可以看到,增压缸低压腔在44ms达到最大压力140bar(系统的压力),此时高压腔的压力为310bar,可以计算出实际的增压比为2.21,比理论值2.25略小。这是由于增压缸的泄漏和液压油的压缩造成的;在增压缸低压腔达到最大压力时,增压缸的活塞杆位移为75mm,与活塞杆的最大位移140mm相比,还有很大余量,为了使增压缸适应不同的负载,其最大位移都要留有余量。5.2主缸稳定情况图8为主油缸活塞杆的位移曲线,图9为主缸压制力曲线。通过仿真曲线可以看到,主缸在0.44s达到了预定的最大位移2mm,此后保持了稳定高压状态;达到最大位移时主缸最大的压制力为1.1×105.3增压缸间隙t为了探讨增压缸的泄漏对系统的影响,通过改变系统仿真模型中增压缸的径向间隙,可以得到低压腔、高压腔的具体泄漏情况。图10为增压缸径向间隙t=0.01mm时的泄漏流量,图10(a)为低压腔泄漏流量,图10(b)为高压腔泄漏流量。通过图10(a)与图10(b)的对比可以看出,当系统达到稳定时(0.44s),低压腔、高压腔泄漏量都很小,但高压腔的泄漏量相对较大。同理,图11为增压缸径向间隙t=0.1mm时的泄漏流量。对比图11(a)与图11(b)可以很明显的看到,径向间隙的增大,低压腔、高压腔泄漏量都增大,达到稳定时(0.44s),低压腔的泄漏流量为0.63L/min,而高压腔的泄漏流量为0.96L/min,低压腔的泄漏量增长速度更快,但高压腔的泄漏量始终大于低压腔,这说明高压对系统泄漏的影响是最大的。通过上面的分析可以对增压