适应发动机变推力工况的伺服机构液动机能源匹配方法组成比例

一种适应发动机变推力工况的伺服机构液动机能源匹配方法，步骤一，获取伺服机构持续摆动速度ω、伺服机构摇摆力臂R、伺服机构能源参数和结构参数；步骤二，根据步骤一获取的伺服机构持续摆动速度ω、伺服机构摇摆力臂R、伺服机构能源参数和结构参数，设计并选定液压泵的排量V

【技术实现步骤摘要】
适应发动机变推力工况的伺服机构液动机能源匹配方法


[0001]本专利技术属于火箭伺服机构设计领域，涉及一种适应液氧煤油发动机变推力工况的伺服机构液动机能源匹配方法。

技术介绍

[0002]目前国内外液氧煤油火箭已采用发动机变推力调节技术，以降低飞行动压和过载。该技术导致泵后煤油压力显著变化，这对配套伺服机构提出了适应性的使用要求。对于直接引流发动机高压煤油驱动作动器的伺服机构方案而言，煤油压力大范围变化，将导致伺服阀供油压力偏离额定设计工况，影响控制性能。

技术实现思路

[0003]本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种适应发动机变推力工况的伺服机构液动机能源匹配方法，在液氧煤油发动机推力大范围调节时，确保伺服阀供油压力在额定设计工况内，实现伺服动力组件转速的稳定控制、伺服机构引流能源功率与液压能源功率的合理匹配。
[0004]本专利技术解决技术的方案是：
[0005]适应发动机变推力工况的伺服机构液动机能源匹配方法，该方法的步骤包括：
[0006]步骤一，获取伺服机构持续摆动速度ω、伺服机构摇摆力臂R、伺服机构能源参数和结构参数；所述能源参数包括引流煤油压力p
m
、引流回油压力p
m0
、系统额定工作压力p
p
、液压泵回油压力p
p0
、恒速阀固定节流孔处的压降Δp
v
、液动机综合效率η
m
、液动机容积效率η
mv
、液压泵综合效率η/>p
、液压泵容积效率η
pv
、液压泵工作转速n
p
和液动机工作转速n
m
；结构参数包括作动器活塞面积A；恒速阀串联在液动机进油口处；
[0007]步骤二，根据步骤一获取的伺服机构持续摆动速度ω、伺服机构摇摆力臂R、伺服机构能源参数和结构参数，计算液压泵排量V
p
的设计范围，从设计范围中选定一个满足要求的液压泵排量值V
p
′
；
[0008]液压泵排量V
p
的设计范围满足
[0009]步骤三，液动机与液压泵采用共轴设计，即n
m
＝n
p
，考虑液动机输出功率和液压泵输入功率的功率平衡关系，根据步骤二选定的液压泵排量V
′
p
来计算液动机排量V
m
的设计范围，从设计范围中选定一个满足要求的液动机排量值V
′
m
；
[0010]液动机排量V
m
的设计范围满足
[0011]步骤四，根据步骤二和步骤三选定的液压泵排量V
′
p
和液动机排量V
′
m
，对引流压力变化下的恒速功能进行验证，验证通过后，即完成伺服机构液动机能源匹配。
[0012]恒速阀包括定差减压阀和固定节流孔，固定节流孔设置在定差减压阀的出油口
处，恒速阀阀芯开口x
v
将随引流煤油压力p
m
变化，使固定节流孔前后压差保持恒定，从而使油液流速恒定。
[0013]所述步骤四中，利用如下方法验证选定的液压泵排量V
′
p
和液动机排量V
′
m
：
[0014]S1，根据选定的液压泵排量V
′
p
和液动机排量V
′
m
，计算恒速阀固定节流孔的横截面积A0和液动机上的压降Δp
m
；
[0015]S2，利用液动机上的压降Δp
m
、恒速阀固定节流孔处的压降Δp
v
及引流煤油压力p
m
的变化范围，计算恒速阀阀芯上的压降Δp
s
的范围；
[0016]S3，根据恒速阀固定节流孔的横截面积A0和恒速阀阀芯上的压降Δp
s
的范围，计算恒速阀阀芯开口x
v
；
[0017]S4，若计算所得的恒速阀阀芯开口x
v
在合理范围内，则验证通过，否则重新选定液压泵排量V
′
p
和液动机排量V
′
m
。
[0018]所述步骤S4中，恒速阀阀芯开口x
v
合理范围为0.2～1.5mm。
[0019]所述步骤S1中，利用如下公式计算液动机上的压降Δp
m
；
[0020][0021]式中，p
v2
为恒速阀阀芯上端压力。
[0022]所述步骤S1中，恒速阀固定节流孔的横截面积A0满足：
[0023][0024]其中，C
d0
为固定节流孔的流量系数，ρ为引流煤油的密度。
[0025]所述步骤S3中，利用如下公式计算恒速阀阀芯上的压降Δp
s
的范围：
[0026]Δp
s
＝p
m
‑
p
m0
‑
Δp
v
‑
Δp
m
。
[0027]所述步骤S3中，利用如下公式计算恒速阀阀芯开口x
v
；
[0028][0029]其中，C
sv
为恒速阀阀芯处的流量系数，W
sv
为固定节流孔的面积梯度。
[0030]本专利技术与现有技术相比的有益效果是：
[0031](1)本专利技术方法简单高效，易实施，可根据引流煤油压力的变化范围，快速确定伺服机构液压泵、液动机排量的合理比值；
[0032](2)采用该设计方法，可保证在液氧煤油发动机大范围变推力调节下引流能源功率与系统液压能源功率合理匹配，且有余量，确保伺服阀供油压力在额定设计工况内，实现伺服动力组件转速恒定，伺服机构自适应控制。
附图说明
[0033]图1为液动机引流式伺服机构工作原理图；
[0034]图2为简化的伺服能源装置模型图；
[0035]图3为本专利技术能源匹配方法流程图。
具体实施方式
[0036]下面结合附图对本专利技术作进一步阐述。
[0037]本专利技术采用液动机引流发动机高压煤油方案，提出了一种伺服机构液动机能源匹配方法，以适应发动机的变推力工况。
[0038]本专利技术采用恒速液动机引流方案，将引流能源和系统液压能源的功率进行合理匹配，快速确定液压泵与液动机排量，并通过恒速阀保持动力组件转速恒定，以适应发动机推力调节导致的泵后煤油压力大范围变化。
[0039]液动机引流式伺服机构工作原理图如图1。发动机一级泵后高压煤油经软管、引流高压煤油过滤器6、恒速阀5进入液动机1，驱动液动机1旋转，恒速阀5维持液动机1转速恒定输出。液动机1通过超越离合器4带动电机2旋转，再带动液压泵3高速旋转，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.适应发动机变推力工况的伺服机构液动机能源匹配方法，其特征在于该方法的步骤包括：步骤一，获取伺服机构持续摆动速度ω、伺服机构摇摆力臂R、伺服机构能源参数和结构参数；所述能源参数包括引流煤油压力p
m
、引流回油压力p
m0
、系统额定工作压力p
p
、液压泵回油压力p
p0
、恒速阀固定节流孔处的压降Δp
v
、液动机综合效率η
m
、液动机容积效率η
mv
、液压泵综合效率η
p
、液压泵容积效率η
pv
、液压泵工作转速n
p
和液动机工作转速n
m
；结构参数包括作动器活塞面积A；恒速阀串联在液动机进油口处；步骤二，根据步骤一获取的伺服机构持续摆动速度ω、伺服机构摇摆力臂R、伺服机构能源参数和结构参数，计算液压泵排量V
p
的设计范围，从设计范围中选定一个满足要求的液压泵排量值V
′
p
；液压泵排量V
p
的设计范围满足步骤三，液动机与液压泵采用共轴设计，即n
m
＝n
p
，考虑液动机输出功率和液压泵输入功率的功率平衡关系，根据步骤二选定的液压泵排量V
′
p
来计算液动机排量V
m
的设计范围，从设计范围中选定一个满足要求的液动机排量值V
′
m
；液动机排量V
m
的设计范围满足步骤四，根据步骤二和步骤三选定的液压泵排量V
′
p
和液动机排量V
′
m
，对引流压力变化下的恒速功能进行验证，验证通过后，即完成伺服机构液动机能源匹配。2.根据权利要求1所述的一种适应发动机变推力工况的伺服机构液动机能源匹配方法，其特征在于：恒速阀包括定差减压阀和固定节流孔，固定节流孔设置在定差减压阀的出油口处，恒速阀阀芯开口x
v
将随引流煤油压力p
m
变化，使固定节流孔前后压差保持恒定，从而使油液流速恒定。3.根据权利要求2所述的一种适应发动机变推力工况的伺服机构液动机能源匹配方法，其特征在于：所述步骤四中，利用如下方法验证选定的液压泵排量V
′
p
和液动...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖雪，刘洪，兰天，陈克勤，赵迎鑫，薛婵，麻翠娟，吴泽旭，刘会祥，谢海丰，
申请(专利权)人：北京精密机电控制设备研究所，
类型：发明
国别省市：