Vol.17 No.4 小山岛英一等：泵引起的液压系统振动分析 351. 在液压系统中，流体诱发振动远大于机械诱发振动，因此主要研究前者· 由流体引起定常振动的主要起振力有：(1)泵在工作中处在上死点和下死点位置时， 泵腔内产生压力的剧烈变化：(2)由于泵的流量脉动在液压管道内引起的压力脉动；(3)液 压泵和液压阀的节流部分由于气蚀而引起的压力变化· 由流体引起的非定常振动的主要起振力有(1)液压控制阀快速切换引起管道内流体产 生的压力冲击；(2)由于作用在执行机构上的外部冲击力引起的压力冲击· 流体诱发的振动能量以结构传播振动和流体传播振动形式向相关的机械部件传递并在那 里产生振动和噪音· 研究以斜盘式轴向柱塞泵为对象，实测了柱塞孔内的压力，泵压油口处的压力脉动和泵 后端盖在水平方向及轴向的加速度，结果见图1.根据图中柱塞孔内压力的周期性变化规 律，可以断定这是引起泵单体产生振动的主要原因·从泵压油口处的压力脉动可以看出， 当压力处于下死点位置时，压力出现急速下降的尖峰状波形，此压力波动所引起的流量脉动 比泵的机械结构所造成的流量脉动要大得多，所以即使泵的柱塞数为奇数，液压管道内也会 产生基频为NZ的压力脉动(Z-柱塞数，N-泵的转速) 液压泵作为系统中的振源，振动能量的传递形式和传递路径表示于图2， 201(8) 结构传播振动 泵腔内压 力变化 流体传 泵体壁面振动 播振动 噪音 结构传播振动 0/ Tt*冲件 0 流体味动列 道路支架底座噪音 起压力脉动 流体传插振动蓄能器壁面振对V (1)泵振源(2)振动传递部分(3)噪音转换部分 图1柱塞泵的实测曲线 (a)柱塞孔内压力；(b)泵压油口处压力脉动 图2振源及振动、噪音的产生 2泵的流量脉动引起液压系统的压力脉动 液压泵的流量脉动源采用图3a)所示的Norton模型.其流量脉动Q,及其内部阻抗Z, 与回路中的其它元件的脉动传递特性相互作用产生压力脉动，并在管道内形成驻波，这是液压 系统产生定常振动和噪音的主要原因， 2.1“2压力2系统”法 “2压力2系统”法是测定液压泵振源特性的新方法，泵的流量脉动Q,和内部阻抗乙这 两个参数无法直接测量，通常都是测定相关管道内的压力脉动间接求取，也可以建立系统的 数学模型直接求解.前者测试回路较复杂，后者模型建立工作复杂且计算工作量大~引.作 者开发了一种测量Q,和乙的新方法称之为“2压力2系统”测定法.如图3b)所示，在泵vo l . 17 N b . 4 小山岛英一 等:泵 引起 的液 压系 统振 动分析 · 35.1 在 液压 系 统 中 , 流 体诱发振 动远 大于 机 械诱发振 动 , 因此主要研究 前者 . 由流 体引 起定 常 振 动 的 主要 起振 力 有 : ( l) 泵 在 工作 中处在 上 死点和下 死 点位 置 时 , 泵 腔 内产 生压力 的剧烈 变化 ; ( 2) 由于泵 的 流量 脉动 在液 压管道 内引起的压力 脉 动 ; ( 3) 液 压泵和液 压阀的节 流部 分由于气 蚀而 引起的 压力 变化 . 由流 体引起 的非定 常振 动 的主要 起振 力 有 ( l) 液 压控 制阀 快 速 切 换引 起 管 道 内流 体产 生 的压力 冲击 ; ( 2) 由于作 用在 执行 机构 上 的外 部冲 击力 引起的压力冲击 . 流体诱发 的振 动能 量 以 结 构传播 振 动和 流体传播 振 动形式 向相 关 的机械部 件传递并 在 那 里产生振 动 和噪音 . 研究 以斜盘式 轴向柱塞 泵 为对象 , 实测 了柱 塞孔 内的压力 , 泵 压 油 口 处的压力脉 动和 泵 后 端盖 在 水平 方 向及 轴 向的 加 速 度 , 结 果 见 图 1 . 根 据 图 中柱 塞 孔 内压力 的 周期 性 变 化 规 律 , 可 以 断定 这是 引起泵单 体产生 振动 的主 要 原 因 . 从泵 压油 口 处的 压 力 脉 动 可 以 看 出 , 当压力处于下 死点 位置 时 , 压力 出现急 速下 降 的尖峰 状波形 , 此压 力 波动所 引起 的流量 脉动 比泵 的机 械结 构所 造成 的 流量脉动要 大得 多 , 所 以 即使 泵 的柱 塞数为 奇数 , 液 压管道 内也会 产生 基频 为 N Z 的压 力脉 动 (Z 一 柱 塞数 , N 一 泵 的转速 ) . 液 压泵作为 系统 中的振 源 , 振 动能量 的传递 形式 和传递路 径表示 于 图 2 . 20 - 复 ’ 0 飞 } } } 氏 } } l 一一习 O J ~ 碑 . se 碑 . 沪 — 一 结构传播振动 起 压力脉 动 匹刨钞步到云能器 壁面振 泵休壁 面振动 泵腔内压 . 力变化 隋路 支胜魔叫 且 了叭l . 1 1 己层ù久 1 ( )I 泵振源 ( 2) 振动传 递部 分 ( 3) 噪 音转换部分 图 1 柱塞泵 的实测曲线 ( a) 柱塞 孔内压力; (b) 泵压 油口 处压力脉 动 图 2 振 源及振动 、 噪音 的产生 2 泵 的流量脉动引起液压 系统的压力脉动 液压 泵 的流量 脉 动源 采用 图 3a( ) 所 示 的 No ort n 模 型 . 其流量 脉 动 Q s 及 其 内部 阻 抗 sZ 与回路 中的其它元 件 的脉 动传 递特 性相 互作 用产 生压 力脉动 , 并在 管道 内形成驻波 , 这是液压 系 统产生 定常 振动 和 噪音 的 主要 原 因 . .2 1 “ 2 压 力 12 系统 ” 法 “ 2 压 力2/ 系统 ” 法 是测 定液 压泵 振源 特性 的新 方法 . 泵 的流量脉动 Q s 和 内部阻 抗 sZ 这 两个参数无法 直接 测 量 , 通 常都是 测定 相 关管道 内 的压 力脉 动 间接 求取 , 也 可 以 建立 系统 的 数学模型直 接求解 . 前者 测试 回路 较复 杂 , 后 者模 型建 立工 作复 杂且计算 工 作 量大 [ ’ 一 ’ 1 . 作 者 开发 了一 种测量 Q s 和 sZ 的新 方法 称 之为 “ 2 压力 2/ 系 统 ” 测定 法 . 如 图 3少) 所 示 , 在 泵