纯水传动缸的内泄漏的原因及泄漏量计算   中山三角路灯车出租, 中山三角路灯车, 中山路灯车出租     （１）纯水传动缸的内泄漏原因分析,  泄漏量的计算跟活塞两侧的压力差有关，计算泄漏量时先假设为理想介质，即流体介质无压缩性，忽略自身重力，粘度不随温度的变化而变化。油液介质在流道间隙中受到介质内部的粘性力的粘滞作用，表现为层流运动，其流动速度沿隙缝断面的分布规律,  间隙泄漏量：动力粘度；活塞和缸筒的间隙高度；ｎ间隙中一点相对底面位置高度；Ａ水压缸内径。由此得常数，即在间隙流动中，沿间隙方向的压力梯度是一固定值。若沿着缸筒长度为Ｌ的方向上压力递减，即降为，缝隙长度；两端压力差。由此可知，水压缸的泄漏量０与活塞两端的压力差Ａｐ成正比。

   纯水传动缸内泄漏建模与仿真分析; （１）仿真环境简介, ＡＭＥＳＩＭ中拥有一个标准液压库，它主要是通过库内典型液压元件进行液压系统仿真。标准液压库的仿真元件。液压元件设计库的功能是由元件的自身特性及几何形状等详细指标来建立各个液压元件的仿真模型，其基本的组成元素是基本机构单元。压元件设计库的仿真元件。１）泄漏模型, 在对纯水传动缸的建模中，采用泄露模型ＢＡＦ１１ＲＴ—ｌｅａｋａｇｅ, 该模型有４个接口，其１与２接口均为压力输入，流量、容积输出；３接口为速度、位移输入，力输出；４接口为力输入，速度、位移的输出。ＢＡＦｌ１ＲＴ泄露模型的泄漏流量计算公式；活塞外径；液压绝对黏度；径向间隙：密封长度：压力为Ｐ时的油液密度。   ２）基本缸模型,  由纯水传动缸的结构图可以看出，该缸共有２个腔，分别为水压缸无杆腔和有杆腔，水压缸的两端选择ＨＣＤ库中的ＢＡＰ１２ＲＴ—ｐｉｓｔｏｎ模型。 在模块ＢＡＰ１２ＲＴ的１接口输入的是压力，输出的是流量和体积；在接口输入的是力，输出的是位移和速度；３接口的功能与２接口相反。位移的大小由质量块模型来控制，此模型中不存在位移的控制。

   （２）模型建立,  以锁紧水压缸回路建立模型进行仿真，模型建立后如下图，该回路由水压泵、电机、水压缸、换向阀等部件组成。双向液压锁包含锁紧和松开两个过程，其中锁紧时，水介质的流向依次是换向阀—双向液压锁—水压缸无杆腔—双向液压锁—换向阀，返回水箱。松开时，水介质通过水压缸有杆腔反向返回水箱。在ＡＭＥＳＩＭ仿真环境的Ｓｋｅｔｃｈ模式下，通过调用各个液压元件模型建立纯水传动缸工作回路模型。为了更好的模拟其泄漏量，设定相关水介质参数，在缸的模型中增添泄漏模块。通过设置泄漏模块的缝隙长和缝隙高可分别模拟纯水液压缸中活塞和缸筒间缝隙的长度和高度，流经泄漏模块的流液即为纯水传动缸的泄漏量。

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    在选择各个元件的模型时，优先选用系统提供的子模型，搭建好系统各元件后进行模拟水压缸锁紧和放开的工作过程，按实际情况设置主要元件参数，其他不重要的参数不用修改。０－２ｓ时，水压缸活塞杆由逐渐伸出到完全伸出，待全部伸出后，桥跨锁紧，避免水压缸带动解锁脱开。４－６ｓ为锁紧阶段，在ｔ＝６ｓ时，水压缸开始收回，桥跨解锁，符合实际的运动状态。由位移曲线可知，根据ＡＭＥＳＩＭ建立的水压缸工作回路模型可以较准确的模拟水压缸的实际工作情况。 由仿真结果得出ａ、ｂ两端的压力差及泄漏量。显然，两者对比图可知，水压缸内泄漏的仿真曲线与压力差仿真轨迹相似，且两者成正比例关系。

   （４）不同间隙的泄漏模块高对水压缸内泄漏的影响,  传统的分析内泄漏量大小，不考虑层流的起始段影响及流体在流动过程中加速度的影响，把流体在活塞和缸筒缝隙的泄漏等同为同心圆环缝隙泄漏，其泄漏量公式，液压缸内径；活塞与缸壁间缝隙高度：缝隙两端压力差：液压油动力黏度：缝隙长度。对于给定的水压缸，水压缸内径Ｊ和缝隙长度／一定，由传统计算方法可知，水压缸的内泄漏量跟活塞和缸筒缝隙高的３次方成正比，因此，在所建立的ＡＭＥＳＩＭ模型中，泄漏模块的缝隙高度可以模拟活塞和缸筒的缝隙高。设置水的动力粘度为１．００３＞＜１０３Ｐａｓ，在ＡＭＥＳＩＭ中针对不同的缝隙高度进行批运行仿真，要求缝隙高度满足工作需求，分别设置缝隙高度为．３ｍｍ、０．００５ｍｍ、０００８ｍｍ、０．０１ｍｍ、０．０１５ｍｍ，针对不同缝隙高度下的泄漏和位移量进行仿真，水压缸内泄漏曲线和活塞杆位移曲线。由不同缝隙的活塞杆位移曲线可知，流体动力粘度一定时，泄漏模块不同的缝隙高度对应的水压缸位移不同，活塞杆伸出时的位移相差较小，特别在收回的过程中，对水压缸的运动位移影响很大，由仿真曲线可以看出，随着缝隙的不断增大，收回所用的时间也将不断增大，当泄漏缝隙达到０．０１５ｍｍ时，水压缸的正常运动会收到极大影响，甚至将不能正常运行。另外，由不同缝隙高度的泄漏曲线可以看出，随着活塞与缸筒的缝隙的增大，泄漏量也在增大。相比之下，泄漏高度对水压缸的泄漏影响更大。

   （５）不同水粘度动力对水压缸内泄漏的影响分析传统液压油缸可知，液压缸内泄漏量与液压油的动力粘度成反比。水介质在不同的温度下粘度会不同，另外在纯水中按照一定比例掺如一些化合物（如乙二醇）也会改变水的粘度及稳定性。在所建立的ＡＭＥＳＩＭ模型中，设置泄漏模块的缝隙高为．３ｍｍ，要求动力粘度满足工作需求，运用ＡＭＥＳＩＭ的批处理功能对不同的水动力粘度下的泄漏量进行仿真，得到水压缸活塞杆位移曲线和泄漏量曲线。

     通过位移和泄漏量的曲线图能够看出：在泄漏模块缝隙高度不变的情况下，随着水动力黏度降低，水动力粘度对水压缸收回所需的时间基本影响不大，水压缸内泄漏量越来越大，相比之下，水动力粘度的大小对水压缸内泄漏量影响较大。

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