$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Bekend als een typisch geïntegreerde actuator met een hoge vermogensdichtheid, heeft de EHA brede vooruitzichten op gebieden zoals lucht- en ruimtevaart, luchtvaart, bouwmachines en robotica 1,2. De EHA bestaat voornamelijk uit een servomotor, pomp, cilinder, reservoir onder druk, ventielblok, modusregelkleppen, moduleregelkleppen en sensoren, die een sterk geïntegreerd, pompgestuurd, gesloten hydraulisch systeem vormen. Het schematische diagram en het fysische model zijn weergegeven in figuur 1 3,4,5,6,7. De motor-pompassemblage is het kernvermogen en de besturingscomponent en bepaalt de statische en dynamische prestaties van de EHA7.
De conventionele motor-pompassemblage bestaat uit een afzonderlijke motor en pomp, waarvan de assen zijn verbonden door een askoppeling8. Deze structuur heeft aanzienlijke negatieve effecten op de prestaties en levensduur van de EHA. Ten eerste zullen zowel de motor als de pomp een relatief grote trilling dragen vanwege de montagenauwkeurigheid, vooral bij hoge snelheid5. Trillingen zullen niet alleen de uitgangskarakteristieken van de pomp beïnvloeden, maar ook de slijtage van de wrijvingsinterfaces in de pomp versnellen, wat leidt tot het falen van de motorpompassemblage9. Ten tweede moeten afdichtingen worden ingesteld aan de asuiteinden van de pomp, wat lekkage niet fundamenteel kan voorkomen. Ondertussen neemt de mechanische efficiëntie van de motor-pompassemblage af met toenemende wrijvingsweerstand10. Ten derde zal het frequent omkeren van de motor-pompassemblage de slijtage van de koppeling versnellen en de kans op vermoeiingsfracturen vergroten, waardoor de systeembetrouwbaarheid van de EHA11,12 wordt verminderd.
Zo werd een coaxiale motorpompassemblage met één as in een gedeelde behuizing ontwikkeld om deze tekortkomingen te voorkomen. De structuur is weergegeven in figuur 2. In dit onderdeel wordt een ontwerp zonder koppeling aangenomen, dat tegelijkertijd de dynamische prestaties en de smeerstatus van de motor en pomp zou kunnen verhogen. Dit coaxiale ontwerp met één as zorgt voor de uitlijning van de twee rotoren en verbetert de dynamische balans onder omstandigheden met hoge snelheden. Bovendien elimineert gedeelde behuizing fundamenteel asuitlek.
Het testen van de uitgangskarakteristieken van de EHA-motorpompassemblage is van groot belang voor de optimalisatie en verbetering van de EHA-prestaties. Er zijn echter relatief weinig studies over prestatietests van de motorpompassemblage, vooral voor EPA's. Daarom hebben we een testmethode uitgevoerd om simulatie en experimenten te combineren. Deze methode is geschikt voor het testen van motorpompassemblages met een breed scala aan bedrijfsomstandigheden, met name EHA-pompen.
Er zijn twee belangrijke uitdagingen: de eerste is het bouwen van een nauwkeurig simulatiemodel om de uitgangsstroomkarakteristieken van de motorpomp te analyseren en hulp te bieden bij het optimale ontwerp van de motor-pompassemblage. We hebben een simulatiemodel van de motor-pompassemblage opgesteld door middel van hiërarchische modellering en de simulatieanalyse van de uitgangsstroom gerealiseerd door verschillende parameters te wijzigen. De tweede is de cavitatie van het testelement veroorzaakt door hoge snelheid, wat het belangrijkste aspect is dat het onderscheidt van gewone pompen. Daarom hebben we ons bij het ontwerpen van het testsysteem meer gericht op het ontwerp van het olietoevoersysteem om de test onder verschillende werkomstandigheden te realiseren.
In dit protocol werd een eendimensionaal simulatiemodel opgesteld om de pompstroomkarakteristieken in eerste instantie te simuleren en te beoordelen of de pompstroomkarakteristieken voldoen aan de vereisten van EHA. Vervolgens werden de stromingskarakteristieken en de algehele efficiëntie experimenteel getest op een speciale testbank, waardoor de algehele efficiëntiekaart werd verkregen die niet nauwkeurig kan worden gesimuleerd door simulatie. Ten slotte werden de pompstroomkarakteristieken vergeleken met de experimentele resultaten om de nauwkeurigheid van de simulatieresultaten te verifiëren. Ondertussen werd de algemene efficiëntiekaart verkregen om de prestaties van de coaxiale motorpompassemblage met één as te evalueren.