LMSImagine.LabAMESim液壓泵建模經(jīng)管營銷

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LMSImagine.LabAMESim液壓泵建模

LMSbAMESim液壓泵建模

——2023.2.25LMS網(wǎng)絡研討會

wei.l/p>

樂偉應用工程師LMSChina

LMSImagine.LabAMESim液壓泵建模

斜盤柱塞泵內(nèi)齒輪泵

葉片泵和變量葉片泵

外齒輪泵

徑向柱塞泵

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靜態(tài)性能優(yōu)化

容積效率

泵補液(汽化，汽穴)內(nèi)部泄漏

機械效率(扭矩計算)

軸和軸承動態(tài)載荷猜測降低部件噪聲

流量波動和壓力脈動扭矩波動和扭振

對于變量容積泵

靜態(tài)流量調(diào)整特性Q=f(rpm,Pload)靜態(tài)壓力調(diào)整特性P=f(rpm,Q)動態(tài)響應時間穩(wěn)定性

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如何對液壓泵建模?

3個重要的參數(shù):

容積變化

進出口流通面積變化內(nèi)、外泄

同時要考慮流體壓縮性，包括汽穴和汽蝕現(xiàn)象

下面以葉片泵和外嚙合齒輪泵為例，進行介紹！

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15copyrightLMSInternational-2023

葉片泵

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葉片泵簡介

葉片泵操作工況

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

VariableDisplacement

可設計為變量泵！

FixedDisplacement

VDVPFDVP

應用場合

汽車液壓助力轉(zhuǎn)向潤滑系統(tǒng)

柴油噴射系統(tǒng)低壓泵…

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數(shù)學模型:

流通面積

-配流盤

(帶或不帶槽口)

-凹槽

容積腔

-轉(zhuǎn)子環(huán)繞樞旋轉(zhuǎn)

-定子環(huán)平動

AMESimRev.9中的變量葉片泵案例

泄漏

-層流泄漏

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VanePumpsLibrary:容積腔perfectsinusInputs:

Vcheccentricity

angularposition/velocity,θωQeccentricitystatoreccentricity/velocity,echamberpressure,p

2個旋轉(zhuǎn)機械端口

平動

Outputs:1液壓端口容積及流量,VQ瞬間輸入扭矩,T作用在定子中心線上的瞬間壓力,Fstator

葉片間容積體積流量(容積的微分)Vee

Vch=Vch(θ,e)

Q=

dVchVchV+chω=edteθ

≠0排量動態(tài)調(diào)整在調(diào)整后的定子不穩(wěn)定性

=0穩(wěn)態(tài)調(diào)整定排量

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VanePumpsLibrary:容積腔VV+Tω=pQ=+pchωFepcheθeVchT=pθVF=pcheFStator=ppstator

能量守恒輸入扭矩作用在容積腔上的合力

VCtrle

作用在定子中心線上壓力帶來的力T定子力平衡

Trotor

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

9copyrightLMSInternational-2023

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VanePumpsLibrary:流通面積特別外形的配流盤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:模型的幾何驗證

驗證幾何特征:

容積流通面積

壓力作用面積Apx≡V

ctrl/e

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仿真:帶先導流量掌握的變量葉片泵

PilotcontrolvalveStatorringequilibrium1chamber

Laminarleakages

12copyrightLMSInternational-2023

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仿真:帶先導流量掌握的變量葉片泵10barDeliveredflowrate(real)Absorbedpower

Pumpdisplacement

Absorbedtorque(theoretical)

Fstator(p)

Pilotvalveposition

EndofregulationPumpspeed

Fstator(p)

+ifincreasingthedisplacement13copyrightLMSInternational-2023

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仿真:帶先導流量掌握的變量葉片泵…察看容腔peak1容腔壓力:壓力峰值1:在端口打開后消失壓力峰值2:早于端口關(guān)閉

1000rpm-10bar

pAdel

peak2VAsuc

配流盤正時優(yōu)化排出流量:1000rpm時(開頭調(diào)整偏心率)定子環(huán)的不穩(wěn)定性帶來的流量不規(guī)章變化

Q=eccentricity

dVchVchV+chω=edteθ

14copyrightLMSInternational-2023

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仿真:

帶先導流量掌握的變量葉片泵

流量波動

1000rpm-10bar

對流量波動的影響:運動學特性配流盤正時流體剛度泄漏

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216copyrightLMSInternational-2023

外嚙合齒輪泵

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外嚙合齒輪泵數(shù)學描述傳統(tǒng)的外齒輪泵排油口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

對于簡單的泵動態(tài)特性的完整描述:運動學(容積的變化)排油口和吸入口的開度和正時的變化泄漏通道(泄漏面積的變化)流體壓縮性(考慮汽穴和汽蝕)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嚙合腔變化內(nèi)部容積定義

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

齒間變化的容積吸入/排出口的定容積吸入/排出口的變?nèi)莘e18copyrightLMSInternational-2023

T1.9

C1.8

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1嚙合腔變化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

齒間變化的容積吸入/排出口的定容積吸入/排出口

的變?nèi)莘e19copyrightLMSInternational-2023

T1.9

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2嚙合腔變化內(nèi)部容積定義

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

齒間變化的容積吸入/排出口的定容積吸入/排出口的變?nèi)莘e20copyrightLMSInternational-2023

C1.8

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3嚙合腔變化內(nèi)部容積定義

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