简化液压脉动的合理误差.doc

简化液压脉动的合理误差来源：液压扳手 / 简化处理对系统脉动影响泵液压系统脉动是以压力随频率的变化规律来反映的，而压力变化的根源在于泵源输出流量的变化，因此泵源模型研究一直是系统脉动特性研究的关键。（1）泵模型简化为一个理论正弦流量源：不考虑泵的内部影响%内阻，明显减小了整个系统的阻抗，使系统压力幅值增大，相位角发生变化，同时无法研究液压系统中泵内阻与外阻的抗匹配问题，显然与实际情况不符。（2）泵模型看成一个压力放大器：也是不合理的，因为泵输出流量脉动是泵结构不均匀性造成的，即使泵入口压力为零，而泵出口流量和压力仍然存在，在实验中，对泵入口和出口测得压力进行频谱分析，二者压力脉动频率是不相同的，作相关分析是不相关的，以此来衡量系统的动态性能势必在某些区域成为死区，系统脉动特性精度无法保证。（3）泵的流量简化为一个常数：这就决定泵源是恒量，系统只有静态特性而无动态特性。由于有油液弹性、分油盘窗口面积变化过程、泵内部渗漏及预压缩等泵结构复杂性因素再加上泵回冲流量的影响，在建立泵源模型时不仅考虑泵理论输出流量也要考虑回冲流量对系统脉动特性的影响，回冲流量的计算复杂，至今世界各国在这方面进展甚微，这就增加泵源建模很多不确定性。因此把泵源对系统脉动特性的影响因素归纳为泵源流量和泵源阻抗两部分共同作用结果，将回冲流量及泵结构对输出流量的影响归纳为泵源阻抗是目前最符合实际的理想模型。蓄压器蓄压器在液压系统中的功用主要表现在2个方面：稳压；改善动态性能。研究表明，在改善脉动性能方面除与蓄压器容积有关外还与频率有关。容腔效应在一定程度上改善脉动性能，但当容积过大时改善脉动性能就不明显，同时蓄压器对系统阻抗匹配影响很大，当阻抗匹配不好时，不仅不能抑制泵出口压力脉动，还会使脉动的频率和幅值增加，这与频率特性相关。蓄压器分胶囊蓄压器和柱塞蓄压器，以胶囊蓄压器为例（柱塞蓄压器阻抗模型更复杂）来分析。蓄压器阻抗模型为：Z（s）=1/（Vh+Vg/nPw）s式中：Vh为初始液腔容积；Vg为初始气腔容积；n为系统元件数；Pw为初始压力；s=j，为频率；为摩擦阻尼因子。容腔阻抗模型为：Z（s）=B/sV式中：B为油液容积弹性模量；s=j，为频率；V为容腔容积。因此将蓄压器简化处理为容腔处理，而不研究蓄压器阻抗特性与系统阻抗频率关系，会给系统脉动特性分析带来较大误差。液压马达（液压缸）液压马达（液压缸）是液力转化为机械力的转换装置，分析结构及工作原理发现与泵有相似之处，因此对系统脉动特性不仅有结构上的也有回冲压力的影响。液压马达（液压缸）阻抗模型文献很少介绍，在此进行推导液压马达阻抗模型（液压缸阻抗模型可同理推导）为：Z（s）=sJ/D2m-V/4BJ2+CsJs式中：J为马达总转动惯量；s=j；Dm为马达排量；V为马达总有效容积；B为油液容积弹性模量；为频率；Cs为总泄漏系数。节流阀模型常以静模态代替动模态：Z=nP/Q式中：n为常数；P为压力；Q为流量。比较以上两模型可见将液压马达（液压缸）简化为节流阀阻抗变化很大，由此对整个系统脉动特性影响也很大。因此对液压马达（液压缸）不予描述或仅作节流阀处理是不合理的。溢流阀溢流阀数学模型文献很少介绍，因为溢流阀往往作安全阀用，此时常闭近似闭端，对系统动态特性几乎无影响。但若溢流阀在系统中常开，就不能省略溢流阀的影响，在此进行推导溢流阀阻抗模型：Z（s）=（ms2+Bs+K+2WPXWcos）/式中：m为阀芯质量+1/3弹簧质量；B为粘性系数；s=j；K为弹簧刚性系数；为频率；W为窗口面积；P