仿真模型MHCPE输出液压功率与输出总功率的比例关系定义为液压能比率ih.液压能比率可以用来表征机械-液压双元输出功率之间的关系,并作为这种动力装置的一个基本调节参数。当MHCPE油量调节机构处于*大位置时,液压输出功率、压力、流量、机械输出功率、扭矩、燃油消耗率等主要性能指标随转速n与液压能比率ih的变化规律称为MHCPE外特性。外特性反映了MHCPE所能达到的性能指标界限,可以用来确定额定工况、*大功率、*大转矩、*大压力、*大流量以及对应的工况。
单缸轴向MHCPE及配流阀运动学及动力学分析。pa为工质压力,由燃烧过程热力学模拟得到,随燃烧状态、发动机边界条件变化<6~8>;a为活塞加速度;v为活塞速度;Fw为液压作用力,计算中考虑吸程、扬程及配流阀的力学特性;F1为活塞环与缸套之间的摩擦力;F2为活塞-柱塞组件与导套之间的摩擦力;Fc为活塞-柱塞组件对导套的侧向力;Tm为机械损失扭矩,包括曲轴与轴瓦摩擦损失扭矩与附件驱动损失扭矩;Te为输出力矩;r为曲柄半径;l为连杆长度;T为连杆作用力对曲轴的扭矩;为曲轴角速度;为曲轴转角,起始位置为作功冲程的上止点;为连杆摆角;r1为入口半径;r2为入口阀盘半径;r3为出口半径;r4为出口阀盘半径;ms为入口阀盘质量;mc为出口阀盘质量;ks为入口阀刚度;kc为出口阀弹簧刚度;ps为进流质管内流质压力;pc为出流质管内流质压力;p1为柱塞腔内的压力。
取系统状态变量x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7、x8、x9进行研究,其中x1为活塞位移,零点为作功冲程的上止点,向下为正,x1=r+l-rcosx3-lcos,=arcsin(sinx3),为曲柄半径连杆长度比,=r/l;x2为活塞速度;x3为曲轴转角,x3=;x4为飞轮角速度;x5为柱塞缸内压力;x6为入口阀阀片位移;x7为入口阀阀片速度;x8为出口阀阀片位移;x9为出口阀阀片速度。
外特性仿真结果单缸MHCPE外特性仿真限于ih为0~100%、n为1000~3400r/min的稳定工况。MHCPE出流质管内压力pc外特性示于a.可知,转速不变时,压力随着液压能比率增加明显升高;液压能比率不变时,压力随转速升高变化较小。ih=100%、n=2400r/min时,pc=1.48MPa,为稳定工况内*高点。
结论(1)压力随着液压能比率增加明显升高,受转速变化影响较小。(2)输出流量受液压能比率变化影响不明显;随转速增加先升高后降低,这可能是在高速区由于各种原因引起系统容积效率大幅度降低所致,说明样机配流系统存在一定问题。(3)转矩随着液压能比率降低明显升高,受转速变化影响较小。