굴삭기용 사판식 액셜피스톤 펌프의 맥동 해석 및 브랜치호스 적용에 관한 연구 A Study for Pulsation-Analysis of the Swash Plate type Axial Piston Pump for Excavator and Branch Hose Application원문보기
건설기계에 많이 이용되는 사판식 액셜피스톤 펌프는 고효율, 저렴한 운전비용, 고압에서의 사용이 가능하기 때문에 널리 사용되고 있으나, 가격이 고가이고, 토출 압력 맥동에 의한 문제를 지니고 있다. 본 연구에서는 사판식 액셜피스톤 펌프의 맥동 발생 메커니즘을 수학적 모델로 도출하고, 관로에서의 유량 맥동을 전달 매트릭스법을 사용하여 표현하였다. 맥동 발생 메커니즘의 수학적 모델을 상용해석 툴인 AMEsim을 이용하여 ...
건설기계에 많이 이용되는 사판식 액셜피스톤 펌프는 고효율, 저렴한 운전비용, 고압에서의 사용이 가능하기 때문에 널리 사용되고 있으나, 가격이 고가이고, 토출 압력 맥동에 의한 문제를 지니고 있다. 본 연구에서는 사판식 액셜피스톤 펌프의 맥동 발생 메커니즘을 수학적 모델로 도출하고, 관로에서의 유량 맥동을 전달 매트릭스법을 사용하여 표현하였다. 맥동 발생 메커니즘의 수학적 모델을 상용해석 툴인 AMEsim을 이용하여 시뮬레이션 프로그램을 만들었다. 시뮬레이션 프로그램의 정확도를 검증하기 위하여 굴삭기 실차 시험을 실시하였으며, 펌프 맥동을 해석하는 데 적합하다는 결론을 얻었다. 여기에서 만든 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 펌프 내부와 관로에서의 유압 회로 구성 요소 또는 맥동 감쇠기의 설계 파라미터에 따라 변하는 경향을 파악하였다. 유압 펌프의 맥동 감쇠 경향을 파악하기 위해 사이드블랜치 호스의 길이를 변화와 직경 변화에 따라 맥동 감쇠 특성을 비교하였고, 펌프 토출 유량의 흐름 방향을 기준으로 사이드블랜치 호스를 브랜치 방향과 임팩트 방향으로 구분하여 성능을 비교하였다. 시뮬레이션 프로그램과 실차 확인 시험을 통하여 사판식 액셜 피스톤 펌프의 맥동은 엔진 회전수와 작업 부하 압력에 영향을 받으며, 사이드브랜치 호스의 길이를 조절하여 펌프 맥동을 감쇠할 수 있음을 확인하였고, 사이드브랜치 호스의 직경은 본 연구에서 사용한 액셜피스톤 펌프의 경우에는 직경이 큰 것이 우수한 성능을 나타내지 못하는 등 반드시 맥동 감쇠 성능이 우수하지는 않다는 것을 알 수 있었고, 브랜치 호스의 장착 방향은 펌프의 유량 토출 흐름 방향에 브랜치 방향으로 장착하는 것이 펌프 맥동과 관로에서의 유량 맥동을 감쇠하는데 효과적이라는 것을 확인 하였다.
건설기계에 많이 이용되는 사판식 액셜피스톤 펌프는 고효율, 저렴한 운전비용, 고압에서의 사용이 가능하기 때문에 널리 사용되고 있으나, 가격이 고가이고, 토출 압력 맥동에 의한 문제를 지니고 있다. 본 연구에서는 사판식 액셜피스톤 펌프의 맥동 발생 메커니즘을 수학적 모델로 도출하고, 관로에서의 유량 맥동을 전달 매트릭스법을 사용하여 표현하였다. 맥동 발생 메커니즘의 수학적 모델을 상용해석 툴인 AMEsim을 이용하여 시뮬레이션 프로그램을 만들었다. 시뮬레이션 프로그램의 정확도를 검증하기 위하여 굴삭기 실차 시험을 실시하였으며, 펌프 맥동을 해석하는 데 적합하다는 결론을 얻었다. 여기에서 만든 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 펌프 내부와 관로에서의 유압 회로 구성 요소 또는 맥동 감쇠기의 설계 파라미터에 따라 변하는 경향을 파악하였다. 유압 펌프의 맥동 감쇠 경향을 파악하기 위해 사이드블랜치 호스의 길이를 변화와 직경 변화에 따라 맥동 감쇠 특성을 비교하였고, 펌프 토출 유량의 흐름 방향을 기준으로 사이드블랜치 호스를 브랜치 방향과 임팩트 방향으로 구분하여 성능을 비교하였다. 시뮬레이션 프로그램과 실차 확인 시험을 통하여 사판식 액셜 피스톤 펌프의 맥동은 엔진 회전수와 작업 부하 압력에 영향을 받으며, 사이드브랜치 호스의 길이를 조절하여 펌프 맥동을 감쇠할 수 있음을 확인하였고, 사이드브랜치 호스의 직경은 본 연구에서 사용한 액셜피스톤 펌프의 경우에는 직경이 큰 것이 우수한 성능을 나타내지 못하는 등 반드시 맥동 감쇠 성능이 우수하지는 않다는 것을 알 수 있었고, 브랜치 호스의 장착 방향은 펌프의 유량 토출 흐름 방향에 브랜치 방향으로 장착하는 것이 펌프 맥동과 관로에서의 유량 맥동을 감쇠하는데 효과적이라는 것을 확인 하였다.
The swash plate type axial piston pump have been commonly used in hydraulic systems for construction equipment, because of best efficient, low operating costs, high pressure level, The other side, they have a few demerits like that they have relatively high number of moving parts and more discharge ...
The swash plate type axial piston pump have been commonly used in hydraulic systems for construction equipment, because of best efficient, low operating costs, high pressure level, The other side, they have a few demerits like that they have relatively high number of moving parts and more discharge pressure pulsation. Especially, the discharge pressure pulsation bring about vibrations and noise in hydraulic system components such as connecting pipe and control valves, so that these deteriorate the stability and accuracy of the system. Therefore, the hydraulic systems having the swash plate axial piston pump require the methods to reduce the discharge pressure pulsation. So, the purpose of this paper is pulsation-analysis of the swash plate type axial piston pump for excavator and the method of side branch hose application, which is used normally in construction equipments. In this paper, draw the mathematical modeling for pressure pulsation mechanism of the swash plate type axial piston pump for excavator, expression the flow pulsation in the pipelines by transfer matrix method, programmed simulation for pulsation by AMEsim software, and the reliability of that was verified by the comparison with the experimental results. And, fulfilled simulations of the performance evaluation of pulsation attenuation according to the variation of the side-branch design parameter, like as length, diameter, and connecting direction of the side branch hose, and then analyzed the results. As a result of this paper, suitable side branch hose length is controlled by engine speed and load pressure, the diameter of the side branch hose is not profit use bigger size than normal pipeline of this case and, branch type connection is effective than impact type to reduce the pulsation of the pump and pipelines.
The swash plate type axial piston pump have been commonly used in hydraulic systems for construction equipment, because of best efficient, low operating costs, high pressure level, The other side, they have a few demerits like that they have relatively high number of moving parts and more discharge pressure pulsation. Especially, the discharge pressure pulsation bring about vibrations and noise in hydraulic system components such as connecting pipe and control valves, so that these deteriorate the stability and accuracy of the system. Therefore, the hydraulic systems having the swash plate axial piston pump require the methods to reduce the discharge pressure pulsation. So, the purpose of this paper is pulsation-analysis of the swash plate type axial piston pump for excavator and the method of side branch hose application, which is used normally in construction equipments. In this paper, draw the mathematical modeling for pressure pulsation mechanism of the swash plate type axial piston pump for excavator, expression the flow pulsation in the pipelines by transfer matrix method, programmed simulation for pulsation by AMEsim software, and the reliability of that was verified by the comparison with the experimental results. And, fulfilled simulations of the performance evaluation of pulsation attenuation according to the variation of the side-branch design parameter, like as length, diameter, and connecting direction of the side branch hose, and then analyzed the results. As a result of this paper, suitable side branch hose length is controlled by engine speed and load pressure, the diameter of the side branch hose is not profit use bigger size than normal pipeline of this case and, branch type connection is effective than impact type to reduce the pulsation of the pump and pipelines.
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