AMESim叶片泵仿真：利用AMESim建立限压式变量叶片泵模型

1.限压式变量叶片泵

限压式变量叶片泵是直接利用叶片泵工作容腔内的压力来推动定子的运动，从而达到变量的目的。如下图一，限压弹簧7限制了B点处的压力Pc，C点的压力为流量为零时的压力Pd，调整限压弹簧7即可改变转折压力Pc。

图一

工作时，当输出压力未达到转折压力Pc时，叶片泵以全排量工作，但考虑到泄露，其流量随着压力的升高，逐渐降低。当工作压力超过转折压力时，输出流量随着压力的升高迅速的下降，直至输出流量为零。曲线BC段的斜率与弹簧刚度有关，刚度越大，下降越缓慢。

2.建立模型

了解了其工作原理之后，我们来分析如何使用AMESim对其进行建模。在AMESim中似乎存在限压式变量泵的模型，但此处我们利用数学模型来完成我们需要的变量泵的流量-压力特性曲线。

图二

变量泵是通过输出压力反馈来实现不同的输出流量的。将其流量-压力特性曲线近似简化之后，如图二，就相当于是一个分段函数，为此，我们可以建立一个以压力为变量的函数，将此函数的输入、输出同模型的输入与输出相互对应，便相当于建立起了变量机构部分的数学模型。

流量-压力特性曲线的方程为：

在AMESim中，利用Signal,Control库，建立模型如下：

图三

3.仿真

然后我们建立一个简单的系统，要求泵的全排量为15L/min，容积效率为0.8，转折压力为10MPa，截止压力11MPa，来验证我们所建立的模型是否正确。模型中，泵的流量是一定的，图三中输出流量其实不应该这么叫，其实其输出的是一个0-1之间的数，相当于输出的是一个比例，因此上述方程中的q=1，输出比例与泵的流量的积才是实际的流量。

系统模型如下：

图四

我们使用一个阀口逐渐关闭的节流阀，来模拟对变量泵进行加载，然后测量泵出口处的压力与流量之间的关系，如图：

图五

可见，我们建立的模型是正确的，满足我们所给定的需求。

参考资料

液压元件与系统（第三版）；

图一摘自于网络；