如何围绕性能退化机理，分析登高车全耦合动力学、流量与压力脉动、能量损耗以及效率特性???   东莞企石登高车出租,  东莞登高车出租,  登高车出租      虽然变转速液压技术的快速发展大幅度提升了机电液系统总体效率，但液压泵/马达等关键动力与执行元件极端工况下表现出的效率下降、性能退化、非线性动力学特征明显等问题，仍然制约了大型复杂机电设备向高压、高速和高性能等方向发展。鉴于大型复杂机电设备对高效节能以及性能可靠的迫切需求，本文以轴向柱塞泵/马达全耦合动力学建模为基础研究，围绕性能退化机理，开展了全耦合动力学、流量与压力脉动、能量损耗以及效率特性等方面的理论分析与试验研究，主要创新点与重要结论如下：

    （1）提出一种适用于柱塞设备的数组键合图建模方法，建立了柱塞设备功率键合图模型，明确了柱塞-滑靴子系统内部复杂的摩擦学-动力学界面耦合关系，经柱塞-滑靴子系统摩擦学与动力学解耦分析，导出了全耦合动力学模型。全耦合动力学模型表明：稳态下柱塞惯性力产生的库伦摩擦力总体上不损耗能量；所定义的能量损耗因子表征了柱塞-滑靴子系统机械能与液压能转换过程中的能量损耗程度。由柱塞设备结构参数和系统参数构成的全耦合动力学模型，为分析柱塞设备性能退化机理提供了有力工具。

   （2）提出的模型无量纲化处理方法，显著降低了柱塞设备全耦合动力学模型刚性比。柱塞泵全耦合动力学分析结果表明：模型揭示了柱塞泵全耦合动力学特性；柱塞腔流量倒灌与射流是导致流量脉动加剧的主要原因；高压高速下流量脉动加剧，柱塞腔压力冲击明显，柱塞副库伦摩擦力变化剧烈。全耦合动力学分析结果与已有研究结果吻合，模型有效性和正确性得到了验证。

    （3）柱塞马达流量与压力脉动机理分析的关键在于把握内泄流量和流量冲击随运行参数的变化规律。研究结果表明，高压低速下内泄严重，高压高速下流量冲击明显；流量脉动第一波峰峰值与柱塞马达内泄有关，第二波峰峰值与柱塞腔流量冲击有关；流量脉动第一波峰对压力脉动的影响大于第二波峰，第二波峰对流量脉动影响严重；随着转速的升高，流量脉动加剧，压力脉动减弱，流量与压力脉动均随压力的升高而加大。压力脉动仿真结果与实验结果吻合较好，机理分析的合理性和模型的准确性得到了验证。

   （4）提出了基于功率构成分析的全耦合动力学模型降维简化方法，深入分析了柱塞马达能量损耗机理。研究结果表明：柱塞马达简化模型与全耦合模型阶跃响应趋势基本吻合，简化模型固有频率略高于全耦合模型；提炼的能量损耗估计模型可用于识别油液有效体积弹性模量、摩擦副油膜厚度和库伦摩擦因数等系统参数。实验结果表明，油液压缩和库伦摩擦是柱塞设备极端工况下能量损耗加剧的主要影响因素。

   （5）建立了柱塞设备流量与转矩损失机理模型，重点分析了系统参数随运行参数的变化规律，提出了基于正反问题相结合的柱塞设备效率特性半经验参数化建模方法。研究结果表明：复合参数经验公式显著提高了流量与转矩损失机理模型全工况预测精度，有效体现了油液有效体积弹性模量、库伦摩擦因数等系统参数非线性变化规律；柱塞泵效率下降以及容积效率和机械效率无法再次提升的根本原因是油液有效体积弹性模量、库伦摩擦因数等系统参数的急剧变化。

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  （6）极端工况下正常柱塞设备也会呈现故障早期表现出的性能退化现象（压力脉动加大，能量损耗加剧等），性能退化是故障萌生与扩展的动力学内因；性能退化以及故障萌生的本质是环境与工况因素影响下系统参数或结构参数发生了变化；性能劣化以及故障扩展过程也是运行参数可取范围的缩减过程，当可取范围低至设计预期的最低水平，则可认为功能失效故障形成。本文建立的柱塞设备全耦合动力学模型为深入分析与评价柱塞设备综合性能奠定了理论基础。以全耦合动力学模型、流量与转矩损失机理模型和效率特性半经验参数化模型为理论基础，有效利用压力脉动、能量损耗等运行状态信息，可为基于力学正反问题相结合的柱塞设备性能退化以及故障演化定量分析提供理论支持。

     柱塞设备设计领域中，全耦合动力学精细化数学建模是富有挑战性且极具理论研究意义和工程实用价值的研究课题。大型复杂机电设备未来发展的关键在于全面提高柱塞设备等关键液压部件的综合性能。柱塞设备可靠性分析与寿命预测是保障设备安全运行的关键技术。继本文研究之后，基于动力学正反问题相结合的柱塞设备性能退化以及故障演化定量分析又将是一个值得深入研究的课题。

  

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