液压伺服油源特性分析
定量泵-溢流阀油源
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定量泵—溢流阀油源 |
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项目 |
内容 |
说明 |
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动
态
方
程 |
(1)压力管道的连续性方程
(2)溢流阀主阀芯流量方程
(3)溢流阀先导阀的力平衡方程
(4)溢流阀先导阀的流量方程(可忽略Kc项)
(5)溢流阀主阀受控腔连续性方程(忽略泄漏及压缩性)
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Qp——泵的输出流量，m3/s QB——溢流阀溢流量，m3/s QL——负载(消耗)流量，m3/s Cl——泵的内泄漏系数，m5/(N·s) Vt、ps——高压管路总容积(m3)、压力(N/m2) Xp、Ap——溢流阀主阀位移(m)、面积(m2) Kqb——溢流阀主阀流量增益，m2/s Kcb——溢流阀主阀流量压力系数，m5/(N·s) Xv、Av——先导阀位移(m)、面积(m2) Qv——先导阀流量，m3/s Kq、Kc——先导阀流量增益(m2/s)、流量-压力系数［m5/(N·s)］ Mv、Bv、Ks——先导阀质量(kg)、黏性阻尼系数(N·s/m2)、弹簧刚度(N/m) F0——先导阀弹簧力，N |
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方
块
图 |
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绘出以溢流阀的调压力F0作为输入，以供油压力ps作为输出，以流量Qp、QL作为扰动的方块图 图中 ωnv——先导阀机械谐振频率，rad/s ζnv——先导阀的阻尼系数
ωv——容积滞后频率，rad/s |
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传 递 函 数 |
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Kv——开环增益，s-1 |
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稳 定 性 |
由于先导阀的Mv小、Ks大，因此ωnv高。忽略ωnv环节的动态影响，则
可见系统为Ⅰ阶系统，系统容易稳定 |
只需使参数Kv限定在一定值内，系统便可稳定 Kv值中所有参数均系溢流阀的结构参数，所以实际上油源的稳定性取决于溢流阀的稳定性 |
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动 态 及 静 态 柔 度 |
负号表示QL增大、ps降低
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以负载流量为扰动输入，以ps为输出分析动态柔度 (1)当 (2)ω＝0或∞时，动态柔度为0 (3)稳态即s＝0时，稳态柔度为零，表明稳态下QL对ps无影响，实际上由于溢流阀液动力和弹簧力的影响，稳态时柔度不完全为零，即QL对ps会有一定影响 |
恒压变量泵油源
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恒压变量泵油源 |
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项目 |
内容 |
说明 |
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动 态 方 程 或 环 节 传 递 函 数 |
(1)变量泵的流量方程 Qp(s)＝-KpnpXp(s)；负号表示Xp增大时Qp减小 (2)阀控变量缸
(3)压力管路的连续性方程
(4)滑阀的力平衡方程
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Qp——变量泵的输出流量，m3/s Kp、np——泵的排量梯度(m2/rad)、转速(rad/s) Xp、Ap——变量缸的位移(m)、面积(m2) Kq——滑阀的流量增益，m2/s ωh——变量机构的液压谐振频率，rad/s ζh——变量机构的液压阻尼系数 F0——变量机构调压弹簧的弹簧力，N 其余同表液压伺服油源的参数选择 |
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方 块 图 |
绘出以变量机构的调压力F0为输入，以供油压力ps为输出、以负载流量QL为扰动的方块图，图中：
ωv1——容积滞后频率，rad/s |
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传 递 函 数 |
考虑到ωnc?ωh，因而可忽略滑阀动态，于是开环传递函数
式中 Kv1——开环增益，s-1，Kv1＝KqKpnpAv/KsApCl |
可见恒压泵油源的动态主要取决于容积滞后和变量机构的动态，因此对恒压泵的变量机构应有较高的要求 |
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稳 定 性 |
与定量泵—溢流阀油源相比：
ωh=ωnv，ζh及ζnv均较小，因此为确保稳定性，应取Kv1＜Kv |
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动 态 及 静 态 柔 度 |
若ωh?ωv1，忽略变量机构动态，则可
如果ωh、ωv1相当，动态柔度表达式将相当复杂，但仍有：
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以负载流量为扰动输入，以ps为输出分析动态柔度 |
