擠壓式伺服能源仿真分析

　　擠壓式伺服系統(tǒng)采用高壓氣體擠壓油箱中的油液為伺服作動器提供液壓能源，區(qū)別于傳統(tǒng)泵式液壓能源，擠壓式伺服能源通過高壓氣體貯存能量的釋放和轉換，實現(xiàn)液壓能源的輸出。其優(yōu)點是結構原理簡單、易于達到較高的液壓輸出功率等級，適用于短時工作并對功率和可靠性要求較高的領域¨。歐洲航天局在其研制的固體發(fā)動機推力矢量控制系統(tǒng)上，提出了一種以單純的依靠高壓氦氣擠壓液壓油源的液壓伺服系統(tǒng)，并成功地應用于阿里安5助推級固體發(fā)動機的推力矢量控制系統(tǒng)中。另外，日本的H-Ⅱ火箭固體助推級采用了帶氣源壓力調(diào)節(jié)的氦氣擠壓式液壓伺服系統(tǒng)，用于推力矢量控制。

　　高壓氣瓶輸出的高壓氦氣經(jīng)減壓閥調(diào)節(jié)后，為系統(tǒng)提供所需的額定工作壓力。減壓閥的入口壓力高達60 -70 MPa，在此高壓下要求減壓閥能夠穩(wěn)定工作，同時保證輸出流量，需要該減壓閥流量足夠大，并具有較高的可靠性。擠壓油箱為活塞式結構，利用活塞將液壓油和高壓氣體分為兩部分，活塞上具有油氣隔離密封裝置用以隔離液壓油和高壓氣體。由于與傳統(tǒng)泵式能源系統(tǒng)有本質(zhì)的區(qū)別，其能源功率轉換方式也不盡相同，如何研究此類擠壓式能源的特性與參數(shù)的關系并找出內(nèi)在規(guī)律是設計該方案的關鍵。

　　為了對以上問題進行研究，利用AMESim仿真工具建立減壓閥模型，在此基礎上增加擠壓油箱負載，形成擠壓能源系統(tǒng)仿真模型。通過對不同氣墊容積、管路長度和氣瓶初始壓力等參數(shù)的變化，摸索影響擠壓能源系統(tǒng)特性的關鍵參數(shù)。