1.油箱2.粗滤器3.单向阀4.液压泵5、6压力表;7.溢流阀8.三位四通手动定位换向阀9、10.液压马达掘进机装运机构液压系统Fig.1液压系统键图模型的建立功率键合图是一种信号流图,它的理论基础是能量守恒定律,将一个系统看成由多个子系统组成,相互作用的子系统之间在其相互联接的地方(通口)进行着功率的传递,按系统中各部分的物理规律建立相应子系统的动力学模型,然后将各子系统的功率键合图模型按照一定的规律连接起来,形成系统完整的功率键合图模型<5>。
在标准键合图理论中,有三类作用不同的元件,一是源元件,包括势源Se和流源Sf,是至少有一个功率变量不受系统影响的元件;二是结点元件,包括0结点、1结点、变换器TF和回转器GF,结点元件表征了系统中功率的转换与汇合;三是状态元件,包括阻性元R(消耗功率)、容性元C和惯性元I(均不消耗功率,但在动态系统中完成能量的存储与释放),由它们决定系统的状态。一般系统的键合图模型都是由这9种基本元件构造的<6>。
实例分析在建立模型时,将滤器、单向阀、泵合并用一个势源来模拟,得到的功率键合图如。功率键合图解释如下:①液压泵向系统供油,机械功率T×W转化为液压功率P×Q.机械功率的分配为一个“1”结点,R1为泵的摩擦损失,I1为泵的惯性作用,TF是能量变换器,变换比为m1,因此有pA=T,q/A=W,转化后的流量q的分配为一个“0”结点,其中R2为的内泄漏,R3为溢流阀溢出流量,C1为油液输出端液容;②油液在长管路中流动要考虑油液的惯性效应,管内的流动阻力和管壁的弹性等,图中R4,R6表示长管路油液的流动阻性所产生的阻性效应,I2,I3表示长管路中液体的流动惯性产生的惯性效应,C2,C3则表示长管路管壁弹性效应;③忽略换向阀容性和惯性效应,换向阀的压力损失用R5表示;④油液流经两个马达时,由液压能转化成为机械能,用两个变换器TF表示,变换比分别为m2和m3。R7,R8表示两个马达的泄漏损失,R9,R10表示马达的输出端液阻,I4,I5表示马达惯性损失,C4,C5表示马达的输出端液容。