基于AMESim的往复作动活塞缸性能仿真研究

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1、第39卷第1期2013年2月火箭推进JOURNALOFROCKETPROPULSIONV01．39，No．1Feb．2013基于AMESim的往复作动活塞缸性能仿真研究赵双龙，袁洪滨，王运卯，赵文华(西安航天动力研究所，陕西西安710100)摘要：介绍了某介质联合供应系统，对其中的关键部件——往复作动活塞缸的工作原理进行了说明。建立该系统的仿真模型，模拟了不同介质时活塞缸的工作性能。仿真分析了出口负载、气瓶压力、泵出口压力对活塞缸性能的影响。仿真结果表明该系统可以正常工作，但需要在使用过程中正确匹配气瓶压力和泵出口压力。关键词：联合供应系统；往

2、复作动活塞缸；性能仿真中图分类号：V434—34文献标识码：A文章编号：1672—9374(2(113)01—0036—05PerformancesimulationofreciprocatingpistonactuatorbasedonAMESimZHAOShuang—long，YUANHong-bin，WANGYun一1TlaO，ZI-IAOWen-hua(Xi’anAerospacePropulsionInstitute，Xi’an710100，China)AbsCcaet：Acombinedfeedsystemisintroduced．

3、Theworkingprincipleofthereciprocatingpis—tonactuatorwhichisthekeycomponentofthesystemisdescribed．Asimulationmodelofthesystemwasestablished．Theperformanceoftheactuatorwassimulatedwhenthemediumswereliquidandgas．Theinfluenceofoutletload，gascylinderpressureandpressureatpumpoutle

4、tonperformanceofthepistonactuatorareanalyzed．Theresultshowsthesystemworksreliably,butthepressureofgascylinderandthepressureatpumpoutletneedtobematchedintheprocessofapplication．Keywords：combinedfeedsystem；reciprocatingpistonactuator；performancesimulation0引言液压，气动系统工作介质的供应方式常见的

5、有泵压式和挤压式两种，而采用泵压、挤压的联合供应系统可以充分结合泵压和挤压供应方式各自的优点，使其既可实现试验机构连续工作，又可适应脉冲式工作、变工况工作和多次重复工作等。往复作动活塞缸是该联合供应试验系统的关键部件，其工作性能直接影响到整个系统的工作性能。AMESim仿真软件可方便对作动、增压等系统性能进行研究[1卅。本文基于AMESim仿真软收稿日期：2012-06—16；修回日期：2012—07—27作者简介：赵双龙(1981一)，男，工程师，研究领域为液体火箭发动机阀门技术第39卷第1期赵双龙，等：基于AMESim的往复作动活塞缸性能仿

6、真研究37件，建立了联合供应系统的仿真模型，对其增压、启动、停止等性能以及影响因素进行了仿真2活塞缸特性仿真研究研究，得到了往复作动活塞缸的工作特性。1系统工作原理联合供应试验系统的工作原理如图1所示。为实现工作介质的联合供应，设计、研制了一种可往复作动的活塞缸，活塞缸主要设置了如下两个功能：1)采用高压气体挤压活塞缸A腔方案。达到挤压供应的目的。2)采用机械行程自动控制方案。活塞缸头部的二位三通换向阀可根据活塞行程即A腔容积的变化，自动切换截止阀控制腔的通道，在活塞缸工作过程中，当液腔即A腔充满时，换向阀将截止阀的控制腔接通低压，截止阀关闭，

7、此时供应系统切换至挤压状态；当活塞缸A腔排空时，换向阀将截止阀的控制腔接通高压，截止阀打开，此时供应系统切换至泵压状态，同时，活塞缸A腔开始充填介质，直到介质充填满时再开始一个新的循环。换向阀通过感应活塞缸A腔容积的变化，控制截止阀打开和关闭，不需要外部再提供控制系统及能源即可实现泵压和挤压的切换。该联合供应系统还包括泵、高压气瓶、控制阀和截止阀等组件。低或图1供应系统工作原理图Fig．1Workingprincipleoffeedsystem供应系统的工作介质既可以是液体介质，也可以是气体介质，考虑气、液仿真模型的差异以及往复作动活塞缸特性的

8、差异。本文分别介绍两种介质活塞缸的工作特性。2．1液体介质时活塞缸特性仿真研究液体介质时供应系统的AMESim仿真模型如图2所示，图中截止阀、换向阀、