负载敏感系统动态特性与节能分析

【摘要】：随着能源的日益紧缺和人们对环保要求的不断提高,工程机械的节能性指标越来越受到用户的重视。传统的恒压力、恒功率变量泵在某些应用场合下其功率损失较大,负载敏感式变量泵系统的出现可以很好地解决这个问题。它使用变量柱塞泵,根据负载反馈流量或压力信号,提供给负载所需的功率,因此能够提高发动机的使用效率,尽可能地减少其功率损失。 首先,本文对变量泵和工程机械节能技术的国内外发展现状与前景进行了叙述,介绍了课题的研究意义,对定量泵节流调速系统、定量泵LS系统和变量泵LS系统的流量调节原理进行了分析,详述了阀控负载敏感和泵控负载敏感的基本原理,并介绍了负载敏感泵在未来工程机械液压系统中的发展趋势。 其次,用AMESim软件中的HCD(hydraulic component design)库对负载敏感变量泵建立了仿真模型,研究负载敏感泵中的LS阀的弹簧刚度大小、有无阻尼孔对系统的影响。本文对这三种液压系统,每种系统泵的出口均有一个节流阀,并为其设定了两种工作状态。一种情况是假设节流阀阀口的开口一定,外负载变化;另一种是让节流阀口变化,给定恒负载,分析液压泵的压力、流量和外负载的压力、流量的匹配情况。 最后,依据仿真曲线进行线性计算,对比这三种系统的功率损失和效率,得出负载敏感系统的功率损失最小,得出变量泵LS系统的功率匹配最优,效率最高。该种系统可以极大地提高系统效率,为工程机械节能设计提供参考。 【关键词】：负载敏感泵 AMESim仿真 仿真模型 功率匹配 节能
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TH137
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 负载敏感系统简介10
• 1.2 负载敏感泵的国内外研究状况10-11
• 1.3 计算机仿真技术在负载敏感系统上的应用概况11-13
• 1.3.1 国外应用状况11-12
• 1.3.2 国内应用状况12-13
• 1.4 负载敏感技术特点和发展概况13-14
• 1.4.1 负载敏感系统的特点13
• 1.4.2 负载敏感系统的发展及应用13-14
• 1.5 课题的研究背景和科学意义14-15
• 1.5.1 本课题的研究背景14-15
• 1.5.2 本课题的科学意义15
• 1.6 本论文的主要研究内容15-17
• 第2章 负载敏感系统分类及其原理17-27
• 2.1 负载敏感液压系统分类17-21
• 2.1.1 阀控负载敏感系统17-19
• 2.1.2 泵控负载敏感系统19-21
• 2.2 负载敏感(LS)系统基本原理21-25
• 2.2.1 定量泵节流调速系统基本原理21-22
• 2.2.2 定量泵LS 系统基本原理22-25
• 2.2.3 变量泵LS 系统25
• 2.3 两种负载敏感系统特点分析25
• 2.4 本章小结25-27
• 第3章 负载敏感系统建模27-40
• 3.1 简介液压建模仿真平台27
• 3.2 基于AMESim 的液压系统模型27-37
• 3.2.1 定量泵节流调速系统与定量泵LS 系统的建模27-29
• 3.2.2 变量泵LS 系统的建模29-37
• 3.3 负载敏感变量泵的结构参数对动态特性的影响37-39
• 3.3.1 改变LS 阀弹簧刚度的影响37-38
• 3.3.2 有无阻尼孔的影响38-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第4章 负载敏感系统动态仿真分析40-55
• 4.1 液压系统的动态过程40
• 4.2 定量泵节流调速系统和定量泵LS 系统的动态特性对比分析40-47
• 4.2.1 两个系统阀口固定，负载变化41-44
• 4.2.2 两个系统阀口变化，负载恒定44-47
• 4.3 变量泵LS 系统和定量泵LS 系统的动态特性对比分析47-54
• 4.3.1 两个系统阀口固定，负载变化48-51
• 4.3.2 两个系统阀口变化，负载恒定51-54
• 4.4 本章小结54-55
• 第5章 负载敏感系统能耗分析55-72
• 5.1 液压系统的节能技术55
• 5.2 定量泵节流调速系统能耗分析55-57
• 5.3 定量泵LS 系统能耗分析57-58
• 5.4 负载敏感变量泵节能原理58-60
• 5.5 定量泵节流调速系统和定量泵LS 系统节能效率的对比分析60-67
• 5.5.1 两个系统阀口固定，负载变化60-63
• 5.5.2 两个系统阀口变化，负载恒定63-67
• 5.6 定量泵LS 系统和变量泵LS 系统节能效率的对比分析67-71
• 5.6.1 两个系统阀口固定，负载变化67-68
• 5.6.2 两个系统阀口变化，负载恒定68-71
• 5.7 本章小结71-72
• 结论72-74
• 参考文献74-78
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果78-79
• 致谢79-80
• 作者简介80

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