基于AMESim的蓄能器油压试验台开发与应用

　　蓄能器是液压系统中的重要附件，它对保证系统正常运行、改善其动态品质、保持工作稳定性、延长工作寿命、降低噪声等起着重要的作用［1］。蓄能器可以实现能量存储、压力补偿、吸收冲击和消除脉动等功能，同时又可以降低系统固有频率、增大阻尼系数、增高稳定裕度，从而提高系统的动态稳定性。

　　蓄能器油压试验是检验蓄能器承压能力的重要环节。然而，由于蓄能器需要的试验压力为常规压力的1. 25 倍，通常油压试验台油压源由高压柱塞泵和一套增压设备组成。针对油压试验过程中出现的打压时间过长、系统功率不匹配、保压环节不保压、系统发热导致的泵内泄漏严重等问题，新型蓄能器油压试验台亟待开发。

　　作者应用 AMESim ( Advanced Modeling Environ-ment for Simulation of Engineering Systems) 提供的液压库、液压元件设计库、信号库和其他子模型库，构建了新型蓄能器油压试验台的仿真模型。通过对仿真模型各项参数的调节与分析，绘制系统仿真结果图，并得到了满意的仿真结果。

　　1 油压试验台工作原理

　　通常情况下，蓄能器在液压系统中并联于工作支路或某一特定液压元件而工作，油源所提供油液将部分或全部存储于蓄能器，当工作支路出现压力波动或存在压降时，释放内部油液给系统，从而完成其固有的蓄能功能。蓄能器油压试验台由独立的泵给蓄能器供压，单独以蓄能器承压工作能力及整体密封性能为主要研究目标。

　　图 1 为新型油压试验台的系统原理图。油压试验台的工作过程实际上就是蓄能器在高压条件下完成冲放液的过程。由于系统压力较高，普通柱塞泵所能提供的压力不能满足要求，而添加增压缸又满足不了大规格蓄能器对流量的需求。作者采用低压大流量泵#1和高压小流量泵#2 双泵配合工作给 4 个支路供压，满足了系统对压力和流量的需求，同时又扩大了蓄能器试样的压力及容积范围。由于蓄能器的规格较多，系统能单独运行同一种控制方案来完成打压工作。针对系统出现的发热严重及流量不匹配问题，表 1 给出了蓄能器在各种容积及压力条件下的控制策略。根据蓄能器试样规格的不同，通过控制泵启动、泵控方向阀开启以及工作顺序来调整对应的系统功率。同时，系统关键部位 ( 诸如液控单向阀 18，保压液控单向阀 19，主油路单向阀 12、13，支路控制换向阀16，高压溢流阀 8、14) 均选用额定压力较高的液压元件。

　　如表 1 所示，大流量支路中换向阀 6 存在 3 种不同的工作状态，分别为高压、中压 ( 背压溢流阀5 调定压力) 和卸荷状态。不仅实现了多级控制的目的，还达到了及时为大流量泵#1 卸荷的目的，由此可以减少泵的磨损和系统发热量。只有在系统要求压力较高或蓄能器规格较小时，高压泵#2 通过换向阀 7 供压。否则，不启动或通过换向阀 7卸荷。