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潜艇操舵系统液压冲击问题探讨
李晓晨1吴汪洋1张博2
（1、海军驻葫芦岛四三一军事代表实，辽宁葫芦岛1250042、哈尔滨工程大学，黑龙江哈尔滨150000）
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摘要：潜艇运行的过程中操能系统会出现液压冲击的现象，这种状况如果不予以及时有效的控制，就有可能会严重的影响到整个系统的运行质量，所以必须要受到有关人负的关注和重视，主要分析了潜艇操能系统液压冲击问题，希望能够给相关行业的人奠提供一定的经验和借鉴
关键词：潜艇操能系统；液压降嗪；液压冲击
1概述
当前我国的科学技术在不断的发展，而这也极大的推动了我国液压技术的进步和操能自动化的发展，在传统的系统当中通常都是采用手动操织器，这种操织器已经无法充分的满足当今的时代发展要求，同时在泄漫量上也有着巨大的缺陷，所以逐渐的被电液比例操控器所取代，和传统的方向阀相比，这种方向阀虽然在运行中有着比较好的性能，但是非常易出现跑多能的间题，为了保证其运行的质量，必须要采取有效的措施对其进行有效的处理
2机理分析
现如今潜艇操能系统已经由传统的手动操纵器发展为自动化操纵系统，其不但解放了一定的劳动力，而且也为提高潜艇操能系统的稳定性提供了良好的条件。但是在目前其却存在一定的波压冲击间题。若这一间题不得到有效解决，则将会影响到系统的运行可靠性。在对潜艇液压系统的运行原理进行分析之后可以发现，该系统并不是一直处于运行状态的系统，而是一种定量的间款性运行系统。也就是说，潜艇操系统的液压泵会有一段时间处于不工作的状态，在这种状态下，由蓄能器向能机液征供油时，在不考虑其它液压元件工作状态的变更或干扰的情况下，管路内的流动为恒定流动。当液压泵工作时，液压泵排出的压力油除供系统工作外，多余部分流人蓄能器。此时，管路内的流动属于非恒定流动，液压泵(尤其是柱塞泵)发出的脉冲压力信号将在管路内传递，蓄能器同时也起到吸收泵源流量脉动的作用。若使用比例阅进行换向操作，当管路一端的流速（或压力）笑然发生变化时，管内液体产生急交替的压力升降的阻尼波动过程称为液压冲击现象。渡压冲击现象是管路中的非恒定流动，是流动参数阶跃变化时的过渡过程，是管路的一种动态性能。
3综合治理措施
3.1变快速关闭为慢速关闭。阀的关闭时间和产生液压冲击的峰值呈负相关，其压力最大能够达到工作压力的5倍，所以为了可以尽量的缩小闵门关闭过程中所产生的液压冲击，首先应该先明确管路在运行过程中能够承受的峰值范围和阅门关闭的时间范围，之后再对阀件进行选择和设计。首先是对比例阀的改进。对阀的启闭过程要严格的进行优化和设计，可以在比例阀油门上加设一个专门的设备，这样就可以使得关闭的时间有所增加。其次是将原来的能机分散阀组改成是集成的阀块，内泄式的液压控制单向闵因为控制油路和方向出油腔出现了油体同时流出的现象，所以将其使用在中位机当中的比例阀回路当中并不是十分的恰当。外泄式的液控单向闵阅门在使用的过程中虽然已经解决了反向出油被压对控油压所产生的负面作用，但是启闭粗暴突然的间题依然存在，卸荷式的液控单向阀在性能上就相对较好，这种阀门在主阀开启之前要首先将方向油压卸去，这样才能充分的发挥出其自身
的优势。从以上的表述当中我们可以看到液控单向阀的进步主
数管
气动液压蓄能器
定量液压累。
消报器区区比例方向阔
图1操能液压系统降噪示意图
要体现在了减少冲击过程中的噪声间题，同时提高系统运行可靠性的，在军用的舰艇液压回路设计过程中，应该注意的一点就是不能使用内泄式的液控单向阅，应该选择卸荷单向阅，只有这样才能更好的规
避系统运行中的一此些不良反应
3.2合理加装软管。软管最好设置在换向阀下部的位置，这样做的目的主要是为了可以更好的对体积弹性模量予以有效的控制，同时其弹性模量的变化范围比较小，所以就可以更好的吸收液缸内的势能，这样就可以显著的提高减震的效果。面对于系统换向阅的上部是不是要加设软管，应该保持谨慎，这周是因为，根据系统阻抗分析的相关要求，在加装了软管之后就会使得新系统的传递矩阵出现一定的变化，系统除压的能力将完全取决于符合之后系统源阻抗的大小，如果其可以达到谐振条件的时候，就会产生震荡，从而出现比较严重的噪音间题。
33加装消振器。在系统中加装消振(滤波)元件来衰减或吸收压力脉动，实质上也是调整系统阻抗特性的一种方法。例如装设被广泛应用的串联式谐振消振器。它是一种容性消振器，为了有效地控制压力脉动应使其阻抗尽量小。加装消振器后，压力波能向管路系统的透射系数9t鼓小、，说明消振器的滤波性能越好，其表达式为：
a
odo
1+
24g
—压力波圆率，1/s;A。
式中：W
消振器容腔的长度，m;A一
一消振器容腔的面积，m；
管路的截面积，m。
设计消振器时应对其阻抗进行计算，消振器的安装应以冲击源(换向阀）的上游为主，若条件允许，上、下游都要安装。潜艇由于条件所限一股安装在下游，如图1所示
3.4管路中的初始流速进行有效的降低。减少渡压冲击的方法有很多，面降低管路中液体流速就是其中一种。管路中流量主要受到两个因素的影响，一个是液缸几何参数，另一个就是转舵时间，上述这两个因素必须达到标准要求，并且流量也要超过某量值，从中可知，管路中的流速与管材的内部直径也有一定的关系。虽然适当的加大管径可以有效的降低流速，但是这种方法会使得整个系统尺寸以及其他因素的变更，因此流速设计需要综合考虑
35改进管路的固定方式。管路布置及其固定方式是否合理是产生噪声的又一重要原因，故对操能液压系统管路的布置及固定方式，尤其是换向阅前后的管路，应从减振降噪角度作优化设计（包括管路排布、马脚间隔、大小隔振等），特别要注意管路支承点的排布还应通过计算群开管路共振。固定支架宜采用隔振型，这是从潜艇的隐鼓性要求考虑的，以防止管路的振动和噪声通过固定支架传递给舱体，形成辐射噪声。
4治理效果
为检验改进后的液压冲击性能和减振降噪效果，加装了消振器和软管（如图1)，并修改了操能程序软件(增加滤波程序)。实艇试验和应用表明，采取这些措施后，基本消除了液压操能系统的液压冲击，该系统引起的振动和噪声明显降低，空气噪声实测值平均降低了6dB以上。
5结论
解决潜艇操能液压系统冲击噗声的方案有多种多样，但最有效的办法是降低关阀速度、设置吸收渡压冲击的蓄能器，其次在管路上设置液压软管，或在管路外包覆阻尼隔声材料，在系统设计、安装过程中尽量避免变径和弯管等。这些方案的采用对减小液压冲击噪声能收到良好的效果。
参考文献
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[3]黄一民,孙克淋.浅读水面舰船操能系统陆上联调试验船舶，2007(5)