以双向电液比例变排量轴向柱塞泵为研究对象,通过分析变量机构的控制原理和斜盘的变量阻力矩,建立了基于变量活塞位置反馈的闭环排量控制系统,以达到排量跟随给定控制信号的变排量控制目的并使其具有良好的动态响应特性和稳态控制特性。利用SimulationX软件对双向电液比例变排量轴向柱塞泵建模并进行仿真,得出了排量控制特性曲线并分析了关键参数对控制特性的影响。为电液比例轴向柱塞泵变量机构设计以及参数优化提供了可靠的理论依据。

以某型具有正开口配流盘结构的闭式斜盘轴向柱塞变量泵为例,建立了单柱塞腔可压缩配流模型和斜盘力矩计算公式,得出配流盘吸排油过流断面面积变化曲线和单柱塞腔预升压、预卸压曲线,研究了不同进口压力下斜盘力矩的变化规律.结果发现随着泵进口压力的增大,斜盘绕三个坐标轴上所受力矩平均值均有不同程度的减小,其中变量力矩脉动幅值明显减小,适当增大入口压力有利于减小泵的变量力矩和减弱斜盘的机械振动.

以某型航空高转速轴向柱塞泵为研究对象,在考虑滑靴柱塞组件往复运动惯性效应下,分析转速对斜盘力矩及斜盘合力作用点轨迹的影响规律。结果发现:随转速增大,在绕斜盘变量方向,斜盘交变力矩使斜盘倾角向增大方向偏移,逐渐不再过零,且力矩峰值呈指数规律增大;转速对绕其他两坐标轴方向斜盘力矩的影响不大;斜盘合力作用点轨迹随转速升高向斜盘平面下死点区域移动,转速增大有助于斜盘向排量增大方向运动且有利于减小斜盘因力矩交变过零引起的

为了研究采用斜盘变量控制的静压伺服作动器中,斜盘力矩特性对系统的动态性能的影响,考虑变量柱塞泵配流盘、柱塞、斜盘三者间的作用关系,建立了一种大功率静压伺服作动器用变量泵斜盘控制力矩的数学模型。在作动器驱动大惯量负载条件下,对运行工况、配流结构、斜盘摆动速度等影响斜盘控制力矩的因素进行了分析,结果表明:配流盘错配角为 0~2°时,力矩、脉动均较小;错配角越大,力矩受运行工况的影响越大;斜盘转动惯量较小,摆动快慢对力矩的影响可以忽略。研究结果可以帮助变量机构的设计或选型。