Modellierung und experimentelle Analyse der Einwellen-Koaxialmotor-Pumpen-Baugruppe in elektrohydrostatischen Aktuatoren

Motorpumpenbaugruppen sind Schlüsselkomponenten der elektrohydrostatischen Aktivatoren. Dieses Protokoll stellt ein effizientes Prüfverfahren für die Leistungseigenschaften der Motorpumpenmontage und die breiten Arbeitsbedingungen dar. Dieses Protokoll übernimmt die Akkumulation von Simulation und Beeinträchtigung, so dass die Leistung der Modellpumpenbaugruppe schnell erhalten werden kann.

Diese Technologie trägt zur Entwicklung der Modellpumpenbaugruppe bei. Schützen Sie sich bei der Durchführung des Experiments, um den Schaden von Lärm und Öl zu vermeiden. Es ist wichtig, sicherzustellen, dass die Ölleitungen vor dem Laden fest verbunden sind.

Yuxuan Ma, ein Doktorand aus dem Labor, demonstriert das Verfahren. Legen Sie zunächst die Hauptparameter der Motorpumpenbaugruppe fest, indem Sie in den Parametermodus wechseln, und legen Sie die Hauptparameter durch Doppelklick auf die spezifische Komponente im Simulationsmodell fest. Stellen Sie die Drehzahl und den Prüfdruck ein, wie im Text beschrieben.

Legen Sie die Vorlaufparameter des Modells als Startzeit von null Sekunde, Endzeit von einer Sekunde und Druckintervall von einer Millisekunde fest. Führen Sie die Simulation vorab aus und prüfen Sie, ob das System am Ende der Simulation den stationären Zustand erreicht. Wenn das System den stabilen Zustand erreicht, aktivieren Sie im Fenster Run Parameters (Ausführungsparameter) die Option Use old final values (Alte Endwerte verwenden).

Wenn nicht, setzen Sie die endgültige Zeit auf zwei Sekunden oder sogar länger zurück, bis das System den stationären Zustand erreicht. Legen Sie dann die Ausführungsparameter des Modells als Startzeit von null Sekunden, Endzeit von 0,2 Sekunden und Druckintervall von 0,002 Millisekunden fest. Um die mechanischen Schnittstellen zu installieren, verbinden Sie die Stirnfläche der Motorpumpenbaugruppe mit dem Prüfventilblock und verwenden Sie mindestens vier Schrauben, um eine gute Deckenleistung zu gewährleisten.

Befestigen Sie die Motorpumpenbaugruppe und den Prüfventilblock auf der Werkbank des Prüfstands. Verbinden Sie die Motorpumpenbaugruppe und den Prüfventilblock mit vier Schrauben mit dem dedizierten Werkzeug und das Werkzeug mit zwei Schrauben mit der Werkbank. Installieren Sie zwei Gruppen von Druck- und Temperatursensoren von Anschluss A und Anschluss B am Prüfventilblock.

Schließen Sie diese Sensoren zur Leckageüberwachung direkt an den Leckageanschluss an. Um die hydraulischen Schnittstellen zu verbinden, verbinden Sie zunächst die beiden Hochdruckölkanäle der Pumpenquelle mit Anschluss A oder B des Prüfventilblocks. Verbinden Sie dann den Druckölanschluss mit dem Leckageölanschluss der Pumpe.

Stellen Sie bei der Luftabsaugung der Motorpumpenbaugruppe sicher, dass sich das Überdruckventil des Ölversorgungssystems im Entladezustand befindet. Lassen Sie den Ölversorgungsmotor drei Minuten lang laufen, um die Luft des Prüfsystems abzusaugen und zu erwärmen. Um nach Lecks in der Motorpumpenbaugruppe zu suchen, schalten Sie das Überdruckventil des Ölversorgungssystems ab und suchen Sie nach Leckagen in der Motorpumpenbaugruppe.

Stellen Sie den Ölversorgungsdruck für mehr als eine Minute auf zwei MegaPascal ein. Um die elektrischen Schnittstellen zu verbinden, verbinden Sie zunächst die Stromversorgungsschnittstelle und die Drehsignalschnittstelle mit dem Treiber der Motorpumpenbaugruppe. Schließen Sie den Treiber über RS-442 an den Controller an, der in einem Vollduplex-Modell arbeitet, und dann an eine 270-Volt-Gleichstromversorgung.

Um die Leerlaufprüfung der Motorpumpenbaugruppe durchzuführen, lassen Sie die Ölversorgungspumpe laufen und halten Sie die Überdruckventile der Ölversorgungs- und -ladesysteme im Entladezustand. Schalten Sie den Treiber und den Controller ein und prüfen Sie, ob die Motorpumpenbaugruppe den Steuerbefehl normal empfangen kann. Stellen Sie einen Befehl von 2000 U/min vorwärts und dann rückwärts zur Motorpumpenbaugruppe ein.

Beobachten Sie den Arbeitszustand der Motorpumpenbaugruppe und prüfen Sie, ob eine Leckage am Ventilblock vorliegt. Um das Ölversorgungssystem einzustellen, lassen Sie die Ölversorgungspumpe laufen und schalten Sie die Überdruckventile des Ölversorgungssystems und des Ladesystems in den Ladezustand. Um den minimalen Ölversorgungsdruck zu bestimmen, stellen Sie zunächst den Ölversorgungsdruck auf einen MegaPascal oder mehrere MegaPascal ein, was von der getesteten Motorpumpenbaugruppe entschieden wird.

Stellen Sie dann die Drehzahl der getesteten Motorpumpenbaugruppe auf 9000 U/min ein und stellen Sie sicher, dass der Pumpendurchfluss dem theoretischen Pumpendurchfluss entspricht. Andernfalls erhöhen Sie den Ölversorgungsdruck, um Kavitation zu vermeiden. Reduzieren Sie langsam den Ölversorgungsdruck und notieren Sie die Änderung des Pumpendurchflusses.

Zeichnen Sie den relativen Pumpendurchfluss im Vergleich zum Ölversorgungsdruck auf und ermitteln Sie den Wendepunkt des Pumpenstroms, der als minimaler Ölversorgungsdruck bezeichnet wird. Stellen Sie das Überdruckventil auf den minimalen Ölversorgungsdruck ein. Schalten Sie die Temperaturregelung ein und stellen Sie die Öltemperatur auf 30 Grad Celsius ein.

Schalten Sie auch die Wärmebildkamera ein, um die Oberflächentemperatur der Motorpumpenbaugruppe zu erkennen. Senden Sie die Steueranweisungen an die Motorpumpenbaugruppe, damit sie kontinuierlich mit einer bestimmten Geschwindigkeit läuft. Stellen Sie das Überdruckventil schrittweise ein.

Erhöhen Sie den Lastdruck auf einen bestimmten Wert und halten Sie ihn vier Sekunden lang bei jedem kritischen gemessenen Druck. Nachdem der Druck den spezifischen Wert der Drehzahl erreicht hat, stellen Sie das Überdruckventil wieder auf ein MegaPascal ein. Exportieren Sie die experimentellen Durchflussdaten und zeichnen Sie die Kennlinie des Pumpendurchflusses der Motorpumpenbaugruppe.

Berechnen Sie den Gesamtwirkungsgrad der Motorpumpenbaugruppe unter verschiedenen Arbeitsbedingungen und zeichnen Sie die Gesamteffizienzkarte auf. Das Simulationsergebnis der Abflussströmung zeigte, dass die Strömung leicht abnahm, mit einem Druckanstieg bei konstanter Geschwindigkeit, während sie linear mit zunehmender Geschwindigkeit bei konstantem Druck zunahm. Es wurde ein leichter Unterschied in den experimentellen und Simulationsergebnissen für die Abflussströmung beobachtet.

Wenn die Drehzahl höher als 5000 U/min ist, nimmt der Ausgangsstrom zuerst ab und steigt dann mit dem steigenden Druck. Der volumetrische Wirkungsgrad wurde bestimmt, was zeigt, dass der Pumpenwirkungsgrad bei niedrigem Druck und niedriger Drehzahl höher war. Bei 3000 U/min betrug der maximale Ausgangsdruck fünf MegaPascal, bei 8000 U/min 23 MegaPascal.

Die experimentellen Ergebnisse unterscheiden sich von der Simulation, wenn die Motorpumpenbaugruppe mit hoher Geschwindigkeit und niedrigem Druck arbeitet. Bei 10 MegaPascal Druck nimmt jedoch der volumetrische Wirkungsgrad mit zunehmender Drehzahl ab. Es wurde beobachtet, dass die Simulations- und Versuchsergebnisse bei höherer Drehzahl näher liegen und fast mit den experimentellen Ergebnissen im Drehzahlbereich von 3500 bis 9000 U/min übereinstimmen.

Experimentelle Ergebnisse des Gesamtwirkungsgrades zeigen, dass unter extremen Bedingungen, wie niedrige Geschwindigkeit und hoher Druck oder hohe Geschwindigkeit und niedriger Druck, der Gesamtwirkungsgrad relativ niedrig ist. Es ist darauf zu achten, dass sich die Druckmessstellen in der Nähe der Ölkanäle befinden. Achten Sie außerdem auf den Eingangsdruck, um sicherzustellen, dass keine Kavitation vorhanden ist.

Nach diesem Verfahren können wir auch die Fehlerinjektionsmethode anwenden, um die Leistung und den Ausfallmodus der Motorpumpenmontage unter extremen Arbeitsbedingungen zu untersuchen.