液压动力单元是通过控制元件输出液压动力的装置,一般由电机、液压泵、蓄能器及连接管路组成。在液压动力单元中,由于电机和液压泵的自身结构,运行时会产生流量脉动,进而会产生压力脉动。压力脉动会对系统元件产生冲击,甚至影响系统的性能和寿命。高压系统中的压力脉动还可能会对其他设备的运行产生影响,所以在高压液压动力单元系统设计和集成时,必须考虑对脉动进行抑制。针对此问题,该文以某项目为基础,对高压液压动力单元的压力脉动产生和抑制方法进行研究,以液压泵参数及脉动率为基础,选用脉动衰减器,脉动抑制效果明显,现场设备运行稳定。

为研究多孔阻尼对脉动衰减器传递损失的影响,提出了一种具有多颈部的三自由度脉动衰减器,通过建立脉动衰减器等效力学模型,分析流体阻尼类型和颈部结构参数对系统传递损失的影响规律,给出了脉动衰减器的设计方法。结果发现:随着流体阻尼非线性程度增加,准确定义流体类型对评估系统传递损失有显著提升;增加阻尼孔数目,可拓宽系统共振频带和提升传递损失;同孔数目下,增加孔径可增加共振频率、提升传递损失,孔长则与其变化规律相反,且对传递损失影响较小。

车辆液压系统脉动式流量输出会造成管路的疲劳破坏。脉动衰减器作为输流管路的辅助部件,在压力吸收方面起重要作用。建立了脉动衰减器的数学模型,根据实际情况确立了脉动衰减器的参数,进行数值模拟,分析了无脉动衰减器时管路的压力波动情况;通过实验测量了脉动衰减器前后管路的压力波动变化情况。研究证明所设计脉动衰减器能够有效降低管路压力脉动,且对宽频域压力波动均有明显抑制效果,为液压系统管路波动抑制提供了方法支撑。

为解决液压系统中由于压力脉动引起的振动和噪声问题从仿生学角度出发根据人耳听觉形成过程及耳蜗基底膜的宽频振动响应特征研究耳蜗基底膜振动的＂空间-频率＂特性提出一种仿耳蜗基底膜振动特性的液压脉动抑制方法。设计一种以仿生膜片为共振体的结构紧凑灵巧的液压脉动衰减器克服了传统液压脉动衰减器结构复杂、体积庞大的缺点。基于流固耦合原理分析仿生膜片在压力流体中的振动特性;结合管路动态特性建立脉动衰减器的传递矩阵模型用插入损失对脉动衰减性能进行评价;通过脉动衰减器样机的试验检验其滤波减振性能。理论和试验结果表明该液压脉动衰减器能够有效衰减液压系统有效频率的压力脉动并且在较宽频带内有较好的滤波效果实现了广谱滤波。

压力脉动通常被认为是振动和噪声的主要来源，使用合适的方法衰减压力脉动对液压系统的减振降噪有着十分重要的意义。共振型液压脉动衰减器由于能够有效衰减固有频率附近的压力脉动、压力损失小、变换类型多、成本低、可靠性高，在实际中得到了广泛的运用。在归纳总结国内外研究现状的基础上，将共振型脉动衰减器分为H型、多腔体型、流体-结构耦合振动型三类，并分别阐述各个类别的研究进展及使用性能。对各个类别的共振型脉动衰减器性能特点进行比较以方便用户合理选用设计。针对现存技术存在的不足，阐述今后研究的重点方向并指出紧凑性好、通用性高、频率适应性强是未来共振型液压脉动衰减器的发展趋势。提出一种新型拓扑结构的共振型脉动衰减器，该种衰减器能够灵活调整自身形状以适应严苛的安装空间要求。