基于Amesim软件HCD库的先导溢流阀建模
本文摘要(由AI生成):
本文介绍了先导型溢流阀在工程机械液压系统中的应用及其重要性,详细解析了先导型溢流阀的结构和工作原理。利用Amesim中的HCD库,文章展示了如何搭建先导式溢流阀的仿真模型,并解释了模型中的关键元件和参数设置。通过仿真验证,模型成功实现了先导式溢流阀的功能,证明了其稳定性和可调节性。文章最后鼓励读者对液压先导式溢流阀有更深入的了解,以促进学业进步。
一、引言
随着工程机械液压系统逐渐向中高压方向发展,先导型溢流阀也逐渐广泛地应用在液压系统的控制油路中,在系统中起到重要作用。一方面,当溢流阀旁接在泵的出口时,其作用主要是用来保证系统的压力稳定,称为定压阀;另一方面,当其用来限制系统的最高压力时,对系统起到安全保护作用,称为安全阀;此外,溢流阀还可以在执行机构不工作时,起到使得泵卸荷的作用。因此,溢流阀模型的搭建对于系统的性能模拟至关重要。在用HCD库搭建先导型溢流阀模型之前,我们首先要对先导型溢流阀的结构和原理有一定的了解。如图1所示,先导型溢流阀主要由先导阀和主阀两部分组成,其中,A口为压力入口,B口接油箱。
其具体工作原理为:当A口接入压力油时,相应油压作用于主阀阀芯下腔,并且依次通过通道12、阻尼器2、通道4、阻尼器3、通道5作用于先导锥阀和主阀弹簧腔;当A口油压小于先导阀设定压力时,先导阀不会开启,油液不流动,根据帕斯卡原理可知,主阀下腔和弹簧腔压力相同,主阀芯在弹簧力作用下保持关闭;当A口压力大于先导阀设定压力时,先导阀开启,A口的小部分流液(先导油)可由此流回油箱,此时,由于流动过程中经过阻尼孔产生压降,使得主阀弹簧腔压力小于下腔压力,主阀芯开启,大量油液经主阀流回油箱,从而起到定压或安全作用。此外,在先导阀右侧有一六角螺母,用于调节先导阀弹簧压力,从而达到调节溢流压力的目的。
还有一点需要说明的是,先导溢流阀的先导阀弹簧一般选用作用力较大的硬簧,使溢流压力稳定可调;而主阀弹簧一般选用作用力较小的软簧,一旦主阀芯两侧有压差,主阀芯啪一下就打开了,很快啊!因此,与直动式溢流阀相比,先导型溢流阀具有溢流压力稳定、反应灵敏的优点。图2所示为先导式溢流阀工作动画,可帮助大家进一步理解其工作原理。
在了解了先导溢流阀的工作原理后,我们接下来利用Amesim中的HCD库搭建其仿真模型。在此之前我们需要先来讲一个小的知识点。图3所示为HCD库的活塞元件,是建模过程中经常用到的一类元件。关于此元件我只说一点:模型中箭头表示油压力作用方向,粗线表示油压的受力面;没有标箭头和粗线的位置,表示此处不受作用力或者作用力在计算时不予考虑。大家在建模时一定要记住这一点!然后结合前文所讲的溢流阀工作原理,应该就比较容易搭建出模型草图,我初学时大概就是这样的学习路线。
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利用HCD库元件,再结合部分液压库和机械库元件搭建的溢流阀模型如图4所示,部分参数设置如表1所示。
为验证该模型是否能实现溢流阀功能,我们给一个流量为常值的动力源模拟定量泵,仿真结果曲线如图5所示。可以看出,当系统压力达到20 Mpa时,系统压力不上升,稳定在20 Mpa左右,仿真的模型实现了先导式溢流阀功能。
改变先导阀弹簧压缩量再次进行仿真计算,结果如图6所示,可以看出,系统压力随着先导阀弹簧的压缩而增高。
最后希望同学们通过本次学习对液压先导式溢流阀有所了解,学业进步,生活开心。---------------------------------------------------------------------------------------------
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