LMSImagine.LabAMESim液压泵建模经管营销

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LMSImagine.LabAMESim液压泵建模

LMSbAMESim液压泵建模

——2023.2.25LMS网络研讨会

wei.l/p>

乐伟应用工程师LMSChina

LMSImagine.LabAMESim液压泵建模

斜盘柱塞泵内齿轮泵

叶片泵和变量叶片泵

外齿轮泵

径向柱塞泵

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静态性能优化

容积效率

泵补液(汽化，汽穴)内部泄漏

机械效率(扭矩计算)

轴和轴承动态载荷猜测降低部件噪声

流量波动和压力脉动扭矩波动和扭振

对于变量容积泵

静态流量调整特性Q=f(rpm,Pload)静态压力调整特性P=f(rpm,Q)动态响应时间稳定性

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如何对液压泵建模?

3个重要的参数:

容积变化

进出口流通面积变化内、外泄

同时要考虑流体压缩性，包括汽穴和汽蚀现象

下面以叶片泵和外啮合齿轮泵为例，进行介绍！

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15copyrightLMSInternational-2023

叶片泵

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叶片泵简介

叶片泵操作工况

pmax:200-250barωmax:4000rpm最大排量:400cc/rev

VariableDisplacement

可设计为变量泵！

FixedDisplacement

VDVPFDVP

应用场合

汽车液压助力转向润滑系统

柴油喷射系统低压泵…

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数学模型:

流通面积

-配流盘

(带或不带槽口)

-凹槽

容积腔

-转子环绕枢旋转

-定子环平动

AMESimRev.9中的变量叶片泵案例

泄漏

-层流泄漏

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VanePumpsLibrary:容积腔perfectsinusInputs:

Vcheccentricity

angularposition/velocity,θωQeccentricitystatoreccentricity/velocity,echamberpressure,p

2个旋转机械端口

平动

Outputs:1液压端口容积及流量,VQ瞬间输入扭矩,T作用在定子中心线上的瞬间压力,Fstator

叶片间容积体积流量(容积的微分)Vee

Vch=Vch(θ,e)

Q=

dVchVchV+chω=edteθ

≠0排量动态调整在调整后的定子不稳定性

=0稳态调整定排量

8copyrightLMSInternational-2023

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VanePumpsLibrary:容积腔VV+Tω=pQ=+pchωFepcheθeVchT=pθVF=pcheFStator=ppstator

能量守恒输入扭矩作用在容积腔上的合力

VCtrle

作用在定子中心线上压力带来的力T定子力平衡

Trotor

Fstator(p)Fpil1Fspring(s)p1Fstator(pint)p2Fpil2

9copyrightLMSInternational-2023

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VanePumpsLibrary:流通面积特别外形的配流盘eccentricity

Area=Area(θ,e)Interval#1:notchopening

Interval#2:partialopeningoftheportrim

vanesuction

vaneInterval#3:

completeopeningoftheportrim

notchesInterval#4:partialclosingoftheportrimportrim

delivery

portplate10copyrightLMSInternational-2023

Interval#5:completeclosingofportrim

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VanePumpsLibrary:模型的几何验证

验证几何特征:

容积流通面积

压力作用面积Apx≡V

ctrl/e

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仿真:带先导流量掌握的变量叶片泵

PilotcontrolvalveStatorringequilibrium1chamber

Laminarleakages

12copyrightLMSInternational-2023

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仿真:带先导流量掌握的变量叶片泵10barDeliveredflowrate(real)Absorbedpower

Pumpdisplacement

Absorbedtorque(theoretical)

Fstator(p)

Pilotvalveposition

EndofregulationPumpspeed

Fstator(p)

+ifincreasingthedisplacement13copyrightLMSInternational-2023

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仿真:带先导流量掌握的变量叶片泵…察看容腔peak1容腔压力:压力峰值1:在端口打开后消失压力峰值2:早于端口关闭

1000rpm-10bar

pAdel

peak2VAsuc

配流盘正时优化排出流量:1000rpm时(开头调整偏心率)定子环的不稳定性带来的流量不规章变化

Q=eccentricity

dVchVchV+chω=edteθ

14copyrightLMSInternational-2023

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仿真:

带先导流量掌握的变量叶片泵

流量波动

1000rpm-10bar

对流量波动的影响:运动学特性配流盘正时流体刚度泄漏

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216copyrightLMSInternational-2023

外啮合齿轮泵

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外啮合齿轮泵数学描述传统的外齿轮泵排油口C1.3T1.3C2.4T2.4

T1.4

Gear(1).T1C1.5T1.6

T2.3

C1.67T1..7C1

Driving

.2T2.2C1C2.2T1.2C1.1T2.1T1.1C1.10

C2.5

T1.8

C2.10

C1.8

T1.9

T2.9

吸入口

对于简单的泵动态特性的完整描述:运动学(容积的变化)排油口和吸入口的开度和正时的变化泄漏通道(泄漏面积的变化)流体压缩性(考虑汽穴和汽蚀)17copyrightLMSInternational-2023

C2.9

T2.8

C1.4

Gear(2)

.3C2

.5T2

5

6C2.

C2.0.12T

1

Driven

T2.6

T2.7.8C2

C2.7

.1T10C1.9

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0啮合腔变化内部容积定义

C2.4

T1.4

T2.4

C1.3

T1.3

C1.5

.2C1

T2.2C2.2

C2.5

C1.4

T2.3

.3C2

.5T1

.5T26C2.

T1.6C1.6

T1.2

Driving

C1.1

T2.1C2.10

7T1.T1.8.7C1

T1.1C1.10

1C2.

Driven

T2.6C2.7

0.12T

T2.7.8C2

T2.9

.10T1

T2.8

C1.9

C2.9

齿间变化的容积吸入/排出口的定容积吸入/排出口的变容积18copyrightLMSInternational-2023

T1.9

C1.8

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1啮合腔变化definitionofinternalvolumes

C2.4

T1.4

T2.4

C1.3

T1.3

C1.5

.2C1

T2.2C2.2

C2.5

C1.4

T2.3

.3C2

.5T1

.5T26C2.

T1.6C1.6

T1.2

Driving

C1.1

T2.1C2.10

7T1.T1.8.7C1

T1.1C1.10

1C2.

Driven

T2.6C2.7

10.T2

T2.7.8C2

T2.9

.10T1

T2.8

C1.9

C2.9

C1.8

齿间变化的容积吸入/排出口的定容积吸入/排出口

的变容积19copyrightLMSInternational-2023

T1.9

LMSImagine.LabAMESim液压泵建模

2啮合腔变化内部容积定义

C2.4

T1.4

T2.4

T2.3

C1.3

C1.4

.3C2

C1.5

T1.3

.5T1T1.8

C2.5

.2C1

T2.2C2.2

.5T26C2.

T1.6C1.6

T1.2

Driving

C1.1

T2.1T1.11C2.

Driven

T2.6C2.7

7T1..7C1

C1.10

C2.10

0.12T

T2.7.8C2

.10T1

T2.8

C1.9

T1.9

T2.9

C2.9

齿间变化的容积吸入/排出口的定容积吸入/排出口的变容积20copyrightLMSInternational-2023

C1.8

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3啮合腔变化内部容积定义

C2.4

T1.4

T2.4

C1.3

C1.4

T2.3

C1.5

T1.3

.5T1

C2.5

T2.2T1.2C2.2

.3C2

.5