基于AMESim的液压增压缸的仿真分析
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形 模 块 选 取 子 模 型 。Ａ Ｅ ｉ 提 供 了 首 选 子 模 型 （ ｅ ｉｒ Ｍ Ｓｍ Ｐ ｍｅ ｒ
ｕ ｍ ｄ １功 液压元 件 的仿 真子模 型 ．最大程度 地避免 了仿真者 自行 ｓ ｂ ｏ ｅ ） 能 。 ３ 在参数模式下设定每个图形模块需要的特定参数 设计数 学模型 。同时 ， 于系统 中的特定元件模 型 ． 对 可根
本仿真系统的系统压力采用变量泵来实现 ，省略 了油 路上的冷却系统和过滤系统等辅助元件 。对图 ２ 所示的液
压 系 统 。 多 数 元 件 如 变 量 泵 、 能器 、 大 蓄 电磁 阀 和 溢 流 阀 就
直接调用标准液压库里 的子模型 ； 但是系统中的增压缸 、 插
装 阀作 为 特定 元件 ， 准液 压库 无 法满 足 建模 要 求 。为 此 采 标 用 了 Ａ Ｅ ｉ 液 压元 件设 计 库 Ｈ Ｄ （ｙ ｒ ｕ ｉ ｏｐ — Ｍ Ｓ ｍ的 Ｃ Ｈ ｄ ａ ｌＣＣ ｍ ｏ ｎ ｎ ｅ ｉｎ 『 应 用 Ｈ Ｄ 建 立 了如 图 ３ ｅ ｔＤ ｓ ｇ）］ ２ 。 Ｃ库 所示 的插装 阀的 仿 真模 型 以及 图 ４ 示 的增 压 缸 的仿 真 模 型 。用 以上 在标 所
系 统 增 压 部 分 的仿 真 模 型 ， 对增 压过 程 的动 态 性 能 进 行 了仿 真 分 析 ， 并 对增 压缸 的设 计 和分 析 具 有 指 导 意 义 。
关 键词 ： 压 缸 ；Ｍ Ｓｍ 动态 性 能 ； 真 分 析 增 ＡＥ ｉ； 仿
１ 引
言
为便于液压 阀的选型和使用 ，液压系统 的工作压力一
图 ３ 插 装 阀 的 Ｈ Ｄ仿 真 模 型 Ｃ
图 ４ 增 压 缸 的 Ｈ Ｄ仿 真 模 型 Ｃ
４在运行模式下运行仿真
进 入 运 行模 式 （ ｎｍ ｄ）设 置 仿 真 时 间为 １ 、 真 步 Ｒ ｏｅ。 ｕ ｓ仿 长 为 ００ ． 照单 步 运行 的运 行 方 式开 始仿 真 。 ． １按
般设 定 为 １ ０ １ ０ ａ 。 由于 实 际工 况 的需 要 ， ６￣ ９ ｂ ｒ 主油 缸 压 力 可达 到 ３ ０ ａ 左 右 。在这 种 情 况 下 ， 过 增 压 缸 使 主 油 缸 ５ｂｒ 通 获 得 较高 的工作 压 力是 一 种较 为 理 想 的选 择 。
图 １ 增 压 缸 原 理 图
基 于 Ａ Ｓｍ的液压增压 缸 的仿 真分析 ￣ ｉ
余锐平 ， 肖世 耀 ， 成 辉 罗
（ 山市
摘
要 ： 文 介 绍 了增 压 缸 的 结 构 和工 作 原 理 ， 用 Ａ Ｅ ｉ 本 利 Ｍ Ｓ ｍ的 标 准 液 压 库 和元 件 设 计 库 （Ｃ ） 建 了 某 液 压 ＨＤ构
２ 增压 缸工 作原 理
增 压 缸 的工 作原 理 如 图 １ 示 。当低 压 油 Ｐ 入 到缸 所 进
左端时， 活塞向右运动 ， 输出高压油 Ｐ 由静压平衡原理可 。，
知： ＰＡ＝ ２２ １ＩＰＡ （） １
其中： Ｐ 厂一 输入 的低压 ； Ｐ 厂 Ａ 广 Ａ 广 出 的高压 ； 大活 塞 的 面积 ； 小活 塞 的面 积 。
压 力 克 服 弹性 负 载 。
３ 液压 系统增压 部分 原 理 图
增压系统的作用是在尽可能 短的时间内使主油缸的压 力达 到要求 （ 由弹性负 载的大小决定 ）主缸 的负载 为弹性 ，
负载 ， 主缸的活塞杆行程要控制在 ２ｍ内。 ｍ
准 库里 调 用 的 和通 过 Ｈ Ｄ库建 立 的元 件 子模 型 ，就 可 以搭 Ｃ
据其 物理结构 ，使 用液压 元件设计 库里 面的最小模 型单
在参数模式 （ａ ａ ｅ ｅ ｓｍ ｄ） ， Ｐ ｒ ｍ ｔ ｒ ｏ ｅ下 设置系统主要 的仿
真参 数 如表 １ 所示 。
表 １ 系统 主 要 Ａ Ｍ ｉ Ｅ Ｓ ｍ仿 真 参数
元搭建完 成ｌ。 １ ］ 毛１在草图模式下建立液压系统模型
建增压系统 的仿真模型 ， 如图 ５ 所示 。
４ 基于 ＡＥｉ Ｍ Ｓ ｍ的增 压 系统模 型
Ａ Ｅ ｉ 含 液 压 系 统 的模 型库 中集 成 了 大 多 数 标 准 Ｍ Ｓｍ所
屯２在子模型模式下为每个图形模块选取数字模型
进入子模 型模式 （ｕ ｍ ｄ ｌｍ ｄ） 为系统 中的每个图 Ｓ ｂ ｏ ｅ ｏ ｅ ．
５ 仿真 结果分 析
５１增压缸分析 ．
图６ 为增压缸低压 、 高压腔压力 曲线 ， 中曲线 １ 其 为低 压腔压力 曲线 。 曲线 ２ 为高压腔压力 曲线 ； ７ 图 为增压缸活
塞 杆 的位移 曲线 。通过 仿 真 曲线 可 以看到 ， 压 缸低 压 腔在 增
４ ｍ 达到最大压力 １０ ａ （ ４ｓ ４ ｂ ｒ 系统的压力 ）此时高压腔的压 ， 力为 ３ ０ ａ ， 以计算 出实际 的增压 比为 ２２ ， １ｂ ｒ 可 ． １ 比理论值 ２２ 略小。 ．５ 这是 由于增压缸 的泄漏和液压油的压缩造成的； 在增压缸低压腔达到最大压力时 ，增压缸的活塞杆 位移为
（） ２
图 ２ 液 压 系 统增 压 部 分 原 理 图
由 （） 可得 ：Ｐ ＝Ｐ Ａ ＰＫ １式 １－ 式中：
某 液 压 系 统增 压 部分 原 理 图 如 图 ２所示 。它 由电机 、 变 Ｋ ＿增 压 比 ，＝ ＿ Ｋ 。
量泵 、 蓄能器 、 插装 阀、 溢流 阀和增压缸等基本元件组成 。增
系统 压 力 油 通 过插 装 阀 Ｖ ０ （Ｖ Ｏ 通 电 ） 入 到 增 压 ｌ １Ｙ Ｉ １ 进
面积 Ａ和 Ａ相差越大 ，值也越大 ， ２ Ｋ 增压的效果越 明显。 压过 程 如 下 ：
在系统 的压力一定时 ，经过增压缸可 以使压力放大 Ｋ ， 倍 达
到 增压 目的 。
缸 的大端 ， 增压缸小端 的高压油进入到主油缸 的上腔 ， 产生
ｕ ｍ ｄ １功 液压元 件 的仿 真子模 型 ．最大程度 地避免 了仿真者 自行 ｓ ｂ ｏ ｅ ） 能 。 ３ 在参数模式下设定每个图形模块需要的特定参数 设计数 学模型 。同时 ， 于系统 中的特定元件模 型 ． 对 可根
本仿真系统的系统压力采用变量泵来实现 ，省略 了油 路上的冷却系统和过滤系统等辅助元件 。对图 ２ 所示的液
压 系 统 。 多 数 元 件 如 变 量 泵 、 能器 、 大 蓄 电磁 阀 和 溢 流 阀 就
直接调用标准液压库里 的子模型 ； 但是系统中的增压缸 、 插
装 阀作 为 特定 元件 ， 准液 压库 无 法满 足 建模 要 求 。为 此 采 标 用 了 Ａ Ｅ ｉ 液 压元 件设 计 库 Ｈ Ｄ （ｙ ｒ ｕ ｉ ｏｐ — Ｍ Ｓ ｍ的 Ｃ Ｈ ｄ ａ ｌＣＣ ｍ ｏ ｎ ｎ ｅ ｉｎ 『 应 用 Ｈ Ｄ 建 立 了如 图 ３ ｅ ｔＤ ｓ ｇ）］ ２ 。 Ｃ库 所示 的插装 阀的 仿 真模 型 以及 图 ４ 示 的增 压 缸 的仿 真 模 型 。用 以上 在标 所
系 统 增 压 部 分 的仿 真 模 型 ， 对增 压过 程 的动 态 性 能 进 行 了仿 真 分 析 ， 并 对增 压缸 的设 计 和分 析 具 有 指 导 意 义 。
关 键词 ： 压 缸 ；Ｍ Ｓｍ 动态 性 能 ； 真 分 析 增 ＡＥ ｉ； 仿
１ 引
言
为便于液压 阀的选型和使用 ，液压系统 的工作压力一
图 ３ 插 装 阀 的 Ｈ Ｄ仿 真 模 型 Ｃ
图 ４ 增 压 缸 的 Ｈ Ｄ仿 真 模 型 Ｃ
４在运行模式下运行仿真
进 入 运 行模 式 （ ｎｍ ｄ）设 置 仿 真 时 间为 １ 、 真 步 Ｒ ｏｅ。 ｕ ｓ仿 长 为 ００ ． 照单 步 运行 的运 行 方 式开 始仿 真 。 ． １按
般设 定 为 １ ０ １ ０ ａ 。 由于 实 际工 况 的需 要 ， ６￣ ９ ｂ ｒ 主油 缸 压 力 可达 到 ３ ０ ａ 左 右 。在这 种 情 况 下 ， 过 增 压 缸 使 主 油 缸 ５ｂｒ 通 获 得 较高 的工作 压 力是 一 种较 为 理 想 的选 择 。
图 １ 增 压 缸 原 理 图
基 于 Ａ Ｓｍ的液压增压 缸 的仿 真分析 ￣ ｉ
余锐平 ， 肖世 耀 ， 成 辉 罗
（ 山市
摘
要 ： 文 介 绍 了增 压 缸 的 结 构 和工 作 原 理 ， 用 Ａ Ｅ ｉ 本 利 Ｍ Ｓ ｍ的 标 准 液 压 库 和元 件 设 计 库 （Ｃ ） 建 了 某 液 压 ＨＤ构
２ 增压 缸工 作原 理
增 压 缸 的工 作原 理 如 图 １ 示 。当低 压 油 Ｐ 入 到缸 所 进
左端时， 活塞向右运动 ， 输出高压油 Ｐ 由静压平衡原理可 。，
知： ＰＡ＝ ２２ １ＩＰＡ （） １
其中： Ｐ 厂一 输入 的低压 ； Ｐ 厂 Ａ 广 Ａ 广 出 的高压 ； 大活 塞 的 面积 ； 小活 塞 的面 积 。
压 力 克 服 弹性 负 载 。
３ 液压 系统增压 部分 原 理 图
增压系统的作用是在尽可能 短的时间内使主油缸的压 力达 到要求 （ 由弹性负 载的大小决定 ）主缸 的负载 为弹性 ，
负载 ， 主缸的活塞杆行程要控制在 ２ｍ内。 ｍ
准 库里 调 用 的 和通 过 Ｈ Ｄ库建 立 的元 件 子模 型 ，就 可 以搭 Ｃ
据其 物理结构 ，使 用液压 元件设计 库里 面的最小模 型单
在参数模式 （ａ ａ ｅ ｅ ｓｍ ｄ） ， Ｐ ｒ ｍ ｔ ｒ ｏ ｅ下 设置系统主要 的仿
真参 数 如表 １ 所示 。
表 １ 系统 主 要 Ａ Ｍ ｉ Ｅ Ｓ ｍ仿 真 参数
元搭建完 成ｌ。 １ ］ 毛１在草图模式下建立液压系统模型
建增压系统 的仿真模型 ， 如图 ５ 所示 。
４ 基于 ＡＥｉ Ｍ Ｓ ｍ的增 压 系统模 型
Ａ Ｅ ｉ 含 液 压 系 统 的模 型库 中集 成 了 大 多 数 标 准 Ｍ Ｓｍ所
屯２在子模型模式下为每个图形模块选取数字模型
进入子模 型模式 （ｕ ｍ ｄ ｌｍ ｄ） 为系统 中的每个图 Ｓ ｂ ｏ ｅ ｏ ｅ ．
５ 仿真 结果分 析
５１增压缸分析 ．
图６ 为增压缸低压 、 高压腔压力 曲线 ， 中曲线 １ 其 为低 压腔压力 曲线 。 曲线 ２ 为高压腔压力 曲线 ； ７ 图 为增压缸活
塞 杆 的位移 曲线 。通过 仿 真 曲线 可 以看到 ， 压 缸低 压 腔在 增
４ ｍ 达到最大压力 １０ ａ （ ４ｓ ４ ｂ ｒ 系统的压力 ）此时高压腔的压 ， 力为 ３ ０ ａ ， 以计算 出实际 的增压 比为 ２２ ， １ｂ ｒ 可 ． １ 比理论值 ２２ 略小。 ．５ 这是 由于增压缸 的泄漏和液压油的压缩造成的； 在增压缸低压腔达到最大压力时 ，增压缸的活塞杆 位移为
（） ２
图 ２ 液 压 系 统增 压 部 分 原 理 图
由 （） 可得 ：Ｐ ＝Ｐ Ａ ＰＫ １式 １－ 式中：
某 液 压 系 统增 压 部分 原 理 图 如 图 ２所示 。它 由电机 、 变 Ｋ ＿增 压 比 ，＝ ＿ Ｋ 。
量泵 、 蓄能器 、 插装 阀、 溢流 阀和增压缸等基本元件组成 。增
系统 压 力 油 通 过插 装 阀 Ｖ ０ （Ｖ Ｏ 通 电 ） 入 到 增 压 ｌ １Ｙ Ｉ １ 进
面积 Ａ和 Ａ相差越大 ，值也越大 ， ２ Ｋ 增压的效果越 明显。 压过 程 如 下 ：
在系统 的压力一定时 ，经过增压缸可 以使压力放大 Ｋ ， 倍 达
到 增压 目的 。
缸 的大端 ， 增压缸小端 的高压油进入到主油缸 的上腔 ， 产生
