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应用动

AMESim仿真技术在小型液压挖掘机液压系统中的应用

龚进，冀谦，郭勇，张德胜

(中南大学机电工程学院，期南长沙410083)

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熟摘对AAtE”软件及其基本特征做了简单介绍;应用AMESim建模仿真技术对挖掘机动臂液压系统进行仿真，并把仿耳纳攀
实测结与果进行比较分析。结果表明，仿真模型是实际模型的正确反映
健词:A关MESim仿真;液压挖掘机;液压系统;动臂
图分类中号:TU621文献标识码:A文章门号:1009-9492(2007)10-0111-04

1引言
MESimA(AdvancedModelingEnvironmentforPer-
formingSimulationofEngineeringSystems，工程系统仿真
高级建模环境)是IMAGINE公司于1995年推出的基于键
合图的一个图形化开发环境，专门用于液压/机械系统的
建模、仿真及动力学分析。
MESim专A门为液压系统建立了一个标准仿真模型库，
包含120多个不同复杂程度的模型。鉴于液压系统的元件
多式多样，标准库无法满足所有建模要求，AMESim提供
了一个基本元件设计库HDC(Hydrauliccomponentde-
sign),HDC是一个强大的工具，包含了任何机液系统的基
本结构单元模块。利用HDC，用户可以建立标准库中没有
的液压模型。
2基干AMESim的小型液压挖掘机动借(下图2小型液压挖掘机动臂下降液压工作原理图
降)的液压系统仿真
2.2仿真徽型的趁立
2.1动胃下降工作原理
整个液压系统主要由泵、多路阀、液压缸和负载组
用节流采系统的小型液压挖掘机动臂工作的液压系统
成。下面将分别对其中三种主要元件进行分析，并确定参
原理图如图1和图2所示。
数建立相应的仿真模型。
(1)液压泵
AMESim软件中关于泵的模型有几种，如单向定量泵、
双向定量泵、单向变量泵、双向变量泵、压力调节泵。文
章研究的液压系统所用液压泵采用的是一种近似恒功率泵。
根据实际泵的模型及AMESim软件中各种泵模型的具体应
用范围，选用压力调节泵作为仿真泵的模型。
泵与发动机是相连的，对系统进行测试时，使发动机
在额定转速下工作，其额定转速为:2300r/min.
图1小型液压挖掘机动臂液压工作原理图测得泵的出口压力与排量曲线如图3所示。

收稿日期:2007-05-31
万方数据
息技术

阀芯与各处的节流[J死区尺寸如图5所示
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}一I}}}1一es从图5中可以看出，在阀芯中有6处存在节流口，文
}}\、}}}章所研究内容为动臂下降的单动作，此时起作用的节流口
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}}}、、{}只有3处，它们分别是2、3、6，所以只需对这三处的尺
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$}一{{与犷~~~寸进行测量即可得到所要参数
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图3泵出口压力与排量曲线

图5阀芯与各处的节流日死区尺寸
2〕多路(阀
AMESi在m软件中，有两种定义元器件的方式，第-
3)先导压力
种:直接调用AMEsim里现有模型;第二种:通过
先导压力是用液压综合测试仪multisystem5O50实测
AMESim提供的一些小单元来自行搭建元器件
MEsim里A现有阀的模型只能定义时间与所流过阀的的，所测压力曲线如图6所示。
阀芯与各处的节流口死区尺寸如图6所示。
流量之间的关系，而文章研究的液压系统所用多路阀为液
压先导式换向阀，研究重点是各种形状的节流槽与节流面
积之间的关系。所以软件中所提供的模型不能直接利用，
须通过上述中的第二种方法来搭建模型。经过研究阀联的
内部结构及AMEsim软件所提供的各种元器件模型，所搭
建的AMEsim多路阀模型如图4所示

卿鹦熬攀樱黔缚攀黔叶、
图4AMESim多路阀模型

路阀参多数确定:
)弹簧1
弹性系数①的测量
量原理测:对弹簧缓慢加力，让其匀速运动，根据公
式凡k·%，求得k月9，99N/Inln。
弹簧预紧②力
芯在中阀位时，阀芯两端的弹簧有一定的压缩量，所
图6动臂下降时的实测先导压力曲线
以存在预紧力。预紧力的大小与液压先导力推动阀芯所需

的起始力的大小是相等的。(3)液压缸和负载
导压力先作用在阀芯上的面积为:
在动臂下降的过程中，虽说对整个挖掘机来说是空
载，但对动臂来说是有负载的，因为动臂油缸还要支撑动
，=二、。{答}’=63放、mmZ)臂、斗杆、斗杆油缸、铲斗和铲斗油缸，在动臂下降的过
此，预因紧力:户P·A二63石Zxlo人02x10性1272(N)程中，这个力的大小是时刻在变化的。在文章中，是通过
)阀芯及2阀体在动臂油缸的一端加一负载力曲线来体现这一作用力的，
阀芯质①量