Modélisation et analyse expérimentale de l’ensemble motopompe coaxiale à arbre unique dans des actionneurs électrohydrostatiques

Les ensembles de motopompes sont des composants clés des activateurs électrohydrostatiques. Ce protocole présente une méthode de test efficace sur les caractéristiques de sortie de l’assemblage de la pompe moteur et les conditions de travail étendues. Ce protocole adopte l’accumulation de simulation et de détérioration, de sorte que les performances de l’ensemble de pompe modèle peuvent être rapidement obtenues.

Cette technologie contribue au développement de l’assemblage modèle de pompe. Lorsque vous effectuez l’expérience, protégez-vous pour éviter les dommages causés par le bruit et l’huile. Il est important de s’assurer que les tuyaux d’huile sont bien connectés avant le chargement.

Yuxuan Ma, un étudiant de troisième cycle du laboratoire, fera la démonstration de la procédure. Pour commencer, définissez les paramètres principaux de l’ensemble motopompe en entrant dans le mode paramètre et définissez les paramètres principaux en double-cliquant sur le composant spécifique dans le modèle de simulation. Réglez la vitesse de rotation et la pression d’essai, comme décrit dans le texte.

Définissez les paramètres de pré-exécution du modèle comme heure de début de zéro seconde, durée finale d’une seconde et intervalle d’impression d’une milliseconde. Préexécutez la simulation et vérifiez si le système atteindra l’état stable à la fin de la simulation. Si le système atteint l’état stable, cochez l’option Utiliser les anciennes valeurs finales dans la fenêtre Paramètres d’exécution.

Si ce n’est pas le cas, réinitialisez le temps final à deux secondes ou même plus, jusqu’à ce que le système atteigne l’état stable. Définissez ensuite les paramètres d’exécution du modèle comme heure de début de zéro seconde, durée finale de 0,2 seconde et intervalle d’impression de 0,002 milliseconde. Pour installer les interfaces mécaniques, connectez la face d’extrémité de l’ensemble motopompe au bloc de vanne de test et utilisez au moins quatre vis pour assurer une bonne performance du plafond.

Fixez l’ensemble motopompe et le bloc de soupape d’essai sur l’établi du banc d’essai. Connectez l’ensemble motopompe et le bloc de vanne d’essai à l’outillage dédié avec quatre vis, et l’outillage à l’établi avec deux vis. Installez deux groupes de capteurs de pression et de température de l’orifice A et de l’orifice B sur le bloc de vanne d’essai.

Connectez ces capteurs directement au port de fuite pour la surveillance des fuites. Pour connecter les interfaces hydrauliques, connectez d’abord les deux orifices d’huile haute pression de la source de pompe à l’orifice A ou B du bloc de vanne d’essai. Ensuite, connectez l’orifice d’huile sous pression à l’orifice d’huile de fuite de la pompe.

Pour l’évacuation de l’air de la motopompe, assurez-vous que la soupape de décharge du système d’alimentation en huile est à l’état de décharge. Faites fonctionner le moteur d’alimentation en huile pendant trois minutes pour évacuer l’air du système de test et le réchauffer. Pour vérifier s’il y a des fuites dans l’ensemble motopompe, fermez la soupape de décharge du système d’alimentation en huile et recherchez les fuites dans l’ensemble motopompe.

Ajustez la pression d’alimentation en huile à deux MegaPascal pendant plus d’une minute. Pour connecter les interfaces électriques, connectez d’abord l’interface d’alimentation et l’interface de signal rotatif au pilote d’assemblage de la motopompe. Connectez le pilote au contrôleur via RS-442, fonctionnant dans un modèle duplex intégral, puis à une alimentation CC de 270 volts.

Pour effectuer l’inspection à vide de l’ensemble motopompe, faites fonctionner la pompe d’alimentation en huile et maintenez les soupapes de décharge des systèmes d’alimentation en huile et de chargement à l’état de déchargement. Mettez le pilote et le contrôleur sous tension et vérifiez si l’ensemble motopompe peut recevoir la commande de commande normalement. Réglez une instruction de 2000 tr/min vers l’avant, puis inversez l’ensemble motopompe.

Observez l’état de fonctionnement de l’ensemble motopompe et vérifiez s’il y a une fuite au niveau du bloc de soupape. Pour régler le système d’alimentation en huile, faites fonctionner la pompe d’alimentation en huile et mettez les soupapes de décharge du système d’alimentation en huile et du système de chargement à l’état de chargement. Pour déterminer la valeur minimale de la pression d’alimentation en huile, commencez par ajuster la pression d’alimentation en huile à un MegaPascal ou plus, ce qui est décidé par l’ensemble motopompe testé.

Ajustez ensuite la vitesse de rotation de l’ensemble motopompe testé à 9000 tr / min, en vous assurant que le débit de la pompe est égal au débit théorique de la pompe. Sinon, augmentez la pression d’alimentation en huile pour éviter la cavitation. Réduisez lentement la pression d’alimentation en huile et enregistrez le changement de débit de la pompe.

Tracez le débit relatif de la pompe en fonction de la pression d’alimentation en huile et trouvez le point d’inflexion du débit de la pompe indiqué comme la pression minimale d’alimentation en huile. Ajustez la soupape de décharge de charge à la pression minimale d’alimentation en huile. Allumez le système de contrôle de la température et réglez la température de l’huile à 30 degrés Celsius.

Allumez également la caméra thermique pour détecter la température de surface de l’ensemble motopompe. Envoyez les instructions de commande à l’ensemble motopompe pour le faire fonctionner en continu à une vitesse spécifique. Ajustez progressivement la soupape de décharge.

Augmentez la pression de charge à une valeur spécifique et maintenez-la pendant quatre secondes à chaque pression mesurée critique. Une fois que la pression atteint la valeur spécifique de la vitesse, réglez la soupape de décharge de charge sur un MegaPascal. Exportez les données de débit expérimentales et tracez la carte des caractéristiques de débit de la pompe de l’ensemble motopompe.

Calculez l’efficacité globale de l’ensemble motopompe dans différentes conditions de travail et tracez la carte d’efficacité globale. Le résultat de la simulation du débit de décharge a indiqué que le débit diminuait légèrement, avec une augmentation de la pression à vitesse constante, alors qu’il augmentait linéairement avec l’augmentation de la vitesse à pression constante. Une légère différence a été observée dans les résultats expérimentaux et de simulation pour le débit de rejet.

Lorsque la vitesse est supérieure à 5000 tr / min, où le débit de sortie diminue d’abord, puis augmente avec la pression croissante. L’efficacité volumétrique a été déterminée, ce qui montre que l’efficacité de la pompe était plus élevée à basse pression et vitesse. À 3000 tr / min, la pression de sortie maximale était de cinq MegaPascal, tandis qu’à 8000 tr / min, elle était de 23 MegaPascal.

Les résultats expérimentaux diffèrent de la simulation, lorsque l’ensemble motopompe fonctionne à grande vitesse et basse pression. Cependant, à une pression de 10 MegaPascal, l’efficacité volumétrique diminue, avec l’augmentation de la vitesse de rotation. Il a été observé que les résultats de simulation et expérimentaux sont plus proches à une vitesse plus élevée et coïncident presque avec les résultats expérimentaux dans la plage de vitesse de 3500 à 9000 tr/min.

Les résultats expérimentaux de l’efficacité globale montrent que dans des conditions extrêmes, telles que la basse vitesse et la haute pression, ou la haute vitesse et la basse pression, l’efficacité totale est relativement faible. Il est important de s’assurer que les points de mesure de pression sont proches des ports pétroliers. En outre, faites attention à la pression d’entrée pour vous assurer qu’aucune cavitation n’existe.

En suivant cette procédure, nous pouvons également adopter la méthode d’injection de défauts, pour étudier les performances et le mode de défaillance de l’assemblage de la motopompe dans des conditions de travail extrêmes.