平衡阀动态特性与平衡回路的匹配研究

摘要

液压平衡回路是一种用以克服负载重力实现负载平稳下降的回路，在雷达车、高空作业车等产品中应用广泛。平衡回路一般采用平衡阀来实现平衡功能，平衡阀动态特性直接关系到回路的特定性，二者若匹配的不好，就可能造成负载的振动现象。目前由于各类仿真模型中参数的准确性不足，仿真结果很难有效做出对回路参数的正确配置，因此一般均通过试验试凑来进行参数的设定，不仅系统无法达到最优，同时大量浪费人力物力，给产品的研制带来一定的不利影响。
　　基于以上现状，提出了平衡阀动态特性与平衡回路的匹配性研究课题，旨在得到更具工程意义的仿真模型和技术成果，以便为现有产品的优化改进和后续产品的研制提供指导，其研究成果在工程机械中也具有广泛推广意义。
　　本课题以CBCG平衡阀为研究对象，通过对阀件结构机理分析和参数的准确测量提取，利用功能分析法对平衡阀进行了功能分解，以此准确建立了平衡阀的单向、节流和溢流三个功能的数学模型和仿真模型，并进行了仿真。仿真结果与实测流量特性数据进行比对，结果基本一致，验证了仿真模型的正确性。该模型在所有CB系列平衡阀中具有通用性，类似产品可以直接采用。
　　基于平衡阀数学模型，建立了举升平衡回路的数学模型，并求解其传递函数，进而分析了影响回路稳定性的因素。建立了基于平衡阀仿真模型的平衡回路仿真模型，并根据工程可实现的需求，对主要因素进行了仿真分析，得出了平衡阀主阀芯开口的稳定性决定了平衡回路稳定性的结论，提出了提高平衡回路稳定性的途径。
　　以高空作业车臂架举升机构为对象，建立了举升回路的数学模型和仿真模型，拟定了优化控制口阻尼和调整举升液压缸支点优化惯性载荷的方案，并通过仿真进行比对，最终确立了优化控制口阻尼以消除臂架振动，提高回路稳定性的方案。
　　对优化控制口阻尼，增加阻尼网络的方案进行了实施，设计和实施了实车验证方案和测量方案，并进行了试验验证。实施效果和试验结果表明，通过优化控制口阻尼网络，能够消除臂架振动，有效提高系统稳定性。

目录

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中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪论

1.1课题来源及目的和意义

1.2国内外研究情况

1.3课题主要研究内容

第2章 平衡阀数学模型及仿真分析

2.1平衡阀数学建模

2.2平衡阀仿真模型及验证

2.3本章小结

第3章 平衡回路数学建模及稳定性分析

3.1平衡回路建模及稳定性影响因素分析

3.2仿真模型及初始条件

3.3平衡阀动态特性对回路稳定性的影响

3.4惯性载荷的影响

3.5液压缸的影响

3.6仿真结果分析

3.7本章小结

第4章 平衡回路稳定性优化实例仿真分析

4.1举升机构原理及参数

4.2臂架举升平衡回路仿真模型的建立

4.3臂架举升平衡回路优化方案及仿真分析

4.4优化方案确立

4.5本章小结

第5章 平衡回路稳定性优化试验验证

5.1试验概况

5.2试验情况及结果分析

5.3本章小结

结论与展望

1. 结论

2．展望

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

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致谢

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