基于FLUENT的高频电控电磁泵动态特性研究

针对汽车、航空航天等领域对往复泵新的需求,设计研究了一种高频电磁泵。分析了高频电磁泵的工作原理,建立了流动数值仿真模型。应用Fluent的UDF程序和动网格技术对电磁泵进行瞬态仿真计算,分析研究了进、出口单向阀的运动规律以及电磁泵腔中的压力、速度场的分布,并建立了流量测试试验平台,试验测试结果与仿真相吻合,验证了模型的正确性。基于上述研究基础,以电磁泵净输出流量最大为目标,研究分析了电磁泵响应时间对泵性能的影响,研究结果表明,缩短响应时间能够有效地提升电磁泵的性能。     

直驱式小型往复泵流量特性分析及优化

应用单向阀配流的直线驱动往复泵中,柱塞高频运动时单向阀吸排油动作对泵系统流量存在很大的影响。当泵系统的柱塞频率为100 Hz时,研究了单向阀对往复泵整体流量特性的影响规律,并对泵系统的关键参数进行优化。建立球阀的压力、流量和动力特性,以及应用该类型单向阀进行配流的往复泵系统的模型。将泵系统参数带入所建的模型后仿真,往复泵能完成吸排油。同时对泵参数进行优化,在减小泵闭死容积后,可加速压差的建立,延长吸排油周期。使出口单向阀弹簧刚度低于入口单向阀刚度,有助于改善单向阀的响应,减小出口单向阀的流量倒灌,使泵吸排油性能更好。     

高频电磁泵喷射特性仿真与试验研究

通过对某高频电磁泵建立数学模型,利用SIMULINK进行仿真,分析其喷油特性,得到其在不同频率和占空比的电压信号下喷油的平均体积流量;并通过搭建的简易电磁泵喷油试验台进行试验验证,试验台以STC89C52单片机为控制核心,输出频率和占空比可调的PWM波来控制电磁泵喷油,验证了仿真的可靠性。最后根据对试验结果的分析,提出通过调节供电电源的占空比或频率,实现电磁泵喷油量的无级调节。     

双定子多输出泵控差动缸回路的研究

针对现有泵控差动缸液压技术的不足,基于双定子多输出泵提出了新型双定子多输出泵控差动缸液压系统。在多输出定量泵和多输出变量泵的基础上,分别设计出两种新型泵控差动缸液压回路。两种新型液压回路是通过多输出泵中内、外泵排量比来补偿差动缸两腔有效面积比,进而通过单向阀实现精确补偿,其很大程度上提高了系统能量效率,其中多输出定量泵可通过切换多输出泵中内、外泵的连接方式,来补偿多种差动缸的不对称流量,提高了多输出泵的适用性。同时对该新型液压回路搭建了试验测试平台,试验结果表明:多输出泵控差动缸液压回路可解决差动缸流量不对称问题,实现差动缸两方向运动速度相同的目的。试验结果和理论分析基本一致,证明了理论分析的正确性。     

基于AMESim的尾气处理泵的仿真与优化设计

AMESim软件为机械、流体、电磁等工程系统提供了一个高性能的仿真平台。在对汽车尾气处理泵的工作原理与数学模型进行分析的基础上,通过AMESim建立该泵的仿真模型,并在不同参数下进行动态仿真分析。仿真结果表明:采用膜片单向阀替换普通球阀以及适当增大弹簧的刚度可以提高泵的输出特性。     

高频响应悬臂梁单向阀动态特性研究

单向阀动态性能是影响磁致伸缩电液作动器中核心部件磁致伸缩泵输出性能的因素之一。已应用于磁致伸缩泵配流的悬臂梁单向阀在使用过程中出现随着启闭频率上升而响应性能下降问题,通过理论分析,提出了一种高频响应双瓣式悬臂梁单向阀,对已有和提出的单向阀进行动态响应分析。通过流固耦合在阀两端输入幅值为60 kPa的正弦压差,对比分析了已有和提出的两种单向阀的响应性。结果表明：随着输入压差信号频率的增加,已有单瓣式悬臂梁单向阀出现了响应滞后和阀口不能关闭的情况,阀口未关闭位移随频率的增大而增大,输入频率每增加100 Hz,阀口不闭合位移增加2.1%;双瓣式悬臂梁单向阀在相同结构参数下频率响应和阀口关闭情况都优于单瓣式单向阀,输入频率每增加100 Hz,阀口不闭合位移增加1%,减少了阀口回流,阀的高频响应优点可以适应磁致伸缩材料高频宽的特点。为高性能智能电液作动器的发展提供支持。     

基于AMESim的单向阀仿真研究分析

利用AMESim的HCD库建立了单向阀的仿真模型,仿真得出单向阀的流量-时间、流量-压差动态特性曲线;对影响阀芯稳定性的因素进行了分析,而后对单向阀仿真模型进行了改进,改进后阀芯速度不稳定现象得到了明显改善,为单向阀的结构设计及参数优化提供了重要的依据。     

基于NLPQL的球型单向阀性能优化研究

针对球型单向阀压力—流量特性优化问题,利用单向阀阀芯直径、阀座通径、弹簧预紧力和弹簧刚度进行了优化参数组合。构建了实际出口流量与目标出口流量误差平方积分的目标函数,提出了一种单向阀压力—流量特性优化方法;通过AMESim搭建了球型单向阀的优化模型,对球型单向阀压力—流量特性展开了优化研究;基于遗传算法和序列二次规划方法,对相同优化参数区间的优化结果进行了对比分析,进行了优化参数区间对遗传算法优化结果的影响分析。研究结果表明:通过缩小优化参数区间,基于遗传算法优化的单向阀压力—流量特性得到了提高;在同一优化参数区间下,相比遗传算法,序列二次规划方法优化结果更逼近目标值。     

阀参数对螺旋线形阀压电泵输出性能的影响

为了提高拟悬臂梁结构的螺旋线形阀压电泵输出性能,探讨了阀的几何参数和阀的材料参数与泵输出量之间的优化关系。首先,推导了泵流量输出与阀几何参数关系式;然后,在该理论指导下,通过多组试验研究了阀的几何参数对泵输出的量的影响关系,得出选用适当的螺旋极角以及适当降低阀的臂宽和厚度可以提高压电泵的输出;最后,对关键元器件螺旋线形阀材料参数的选用进行了比较,得出选用较低切变模量的阀材料可以提高压电泵输出。试验结果表明:要获得较高的泵流量,阀的极角取值为1.5π、阀厚度取值为0.1mm时最佳,而流量受臂宽的影响呈单边的趋势性不明显;相同条件下,由于铍青铜的材料切变模量小于弹簧钢的材料切变模量,铍青铜阀压电泵的输出流量高于弹簧钢阀压电泵的输出流量。     

伺服电机控制高压大流量双泵液压动力系统研究

由伺服电机和液压泵组成的新型泵控系统已经应用于液压机械设备中,为解决大型液压机对液压动力源高压大流量输出的要求,在传统伺服电机泵控系统中引入了高压主泵和低压副泵,并通过双泵切换来实现高压大流量输出。通过控制器与伺服电机控制电机输出转矩和转速,进而实现对输出压力和流量的控制。通过合流阀块实现对双泵合流与分流的控制,进而实现液压系统的大流量或高压力输出。以液压机一个工作循环为基础进行了性能试验,结果表明该液压动力系统满足压力、流量设计要求,响应速度快,控制精度高。     

冷态工况下变截面管气泡泵提升特性试验研究

目前气泡泵的驱动方式主要采用电加热,此过程运行周期长、操作复杂、数据误差较大、不利于探究气泡泵运行特性,针对这些问题本文采用气体输入法对变截面提升管气泡泵提升性能进行冷态模拟,探究不同截面形式下气泡泵提升性能。试验表明:在气体流量为5~10L/min时变截面管提升性能较佳,且冷态试验曲线的拐点进一步验证了弹状流趋势下液体提升量最高的论点;冷态对比分析中,气体流量在5~15L/min时变截面提升管提升效率高出19%,为气泡泵进一步优化设计提供方向,拓宽了气泡泵研究范围。     

一种新型单腔双振子压电泵的结构设计和性能试验

为优化单腔双振子压电泵的结构,提高输出性能,设计了一种新型结构的单腔双振子压电泵。将新设计结构同前期设计结构进行了比较,并对两种结构的试验样机进行了输出流量测试。试验显示,新结构的输出流量是前期结构输出流量的2倍,最大流量可达800mL/min。将新结构加工了不同腔体初始容积样机,得到了压缩比对泵输出性能的影响。试验发现,当腔体高度为1.2mm,工作时的压缩比为1/46,此时单腔双振子压电泵整体输出效果最好。分析了单腔双振子压电输送液体和气体时工作特点,得到泵输送液体介质时最佳工作频率点远远低于输送气体介质。     

微型压电泵的实验研究

提出一种由压电晶片驱动的新结构微型泵,选用悬臂梁式单向阀,并采用迭片技术。在实验室中设计、制作了实验样机,其中重要件如泵体和金属单向阀片均通过精密机械加工工艺制作而成。通过系统的实验测试和研究得出了许多有益的实验结果:工作性能稳定,整机具有较高的体积功能比(样机尺寸:Φ15mm×1.8mm;50V正弦信号输入,80H z条件下,流量达到3.6mL/m in,最大输出压力22kPa;微泵的自身泵送频率fsp达到12.4)。同时也提出了利用多腔体串联结构提高压电泵性能的优化设计方案。设计方法及所用制作工艺对研发适于大量生产的实用微型泵是一个有益的尝试。     

利用AMESim的SCR系统尾气处理泵的优化设计与仿真研究

AMESIM是由法国Imagine公司推出的高性能建模、仿真和动态分析软件。在对SCR系统尾气处理泵(即电磁计量泵)工作原理及其运动进行理论分析的基础上,利用AMESim仿真软件对其进行了建模与仿真,并建立了SCR系统尾气处理泵的运动方程、流量方程和仿真模型。通过改变不同的参数,研究分析尾气处理泵的流量变化,使仿真结果进一步指导泵的研究和设计。     

不同容积比的双腔串联压电泵测试分析

为提高双腔串联压电泵的输出性能,对泵的进口腔与出口腔的容积比进行了优化设计。分别设计了容积比为1.9、1.5、1.3三种串联压电泵样机,并对样机进行了试验测试。试验结果显示,采用增加容积比的方式可以提高双腔串联压电泵的输出流量,但不能提高其输出压力;对每个不同腔体容积比的双腔串联压电泵在异步驱动和同步驱动下进行了输出性能测试,测试结果显示,当输送气体时,两种驱动方式均有很好的流量输出,且输出结果比较接近,但仅有异相驱动时才能输出液体。分析结果为提高双腔串联压电泵的输出性能提供了很好的依据。     

工业机器人用盘式永磁电机设计与优化

为提升工业机器人所用电机的带负载能力,提出一种内置式盘式永磁电机。建立内置式盘式永磁电机的三维有限元模型和盘式永磁电机转矩计算公式;通过对内置式盘式永磁电机的电磁性能进行仿真分析,验证了模型的正确性;对电机的输出转矩进行优化仿真,结果表明：相较于之前的表贴式永磁电机输出转矩得到了22.5%的提升。     

超磁致伸缩电静液作动器输出流量影响因素分析

首先对作动器的工作原理进行分析,随后建立了作动器系统的数学模型,通过仿真分析得到超磁致伸缩执行器输出位移与驱动频率的关系,泵腔内活塞直径、泵腔高度与作动器输出流量的关系以及系统偏压与作动器输出流量的关系。对超磁致伸缩执行器进行实验和仿真对比,验证了仿真模型的正确性。对影响超磁致伸缩电静液作动器输出流量的几种因素进行总结,给出了这些影响因素在超磁致伸缩作动器设计与优化中的选取准则。     

永磁弹簧单向阀的设计与特性研究

针对目前单向阀中因机械螺旋弹簧存在疲劳、断裂等导致其性能降低, 压力和流量损失增大等问题, 利用磁性材料“同性相斥、异性相吸”的原理, 提出斥力、引力两种永磁弹簧单向阀结构。利用ANSYS的Fluent模块对其进行流场仿真分析。在实验室条件下进行相同开启压力流量和压差-流量特性试验。结果表明:新型永磁弹簧单向阀结构合理, 斥力永磁弹簧单向阀开启压力最小, 反应最灵敏;引力永磁弹簧单向阀压力损失最小。两种永磁弹簧单向阀性能比机械弹簧单向阀优越。     

使用换向阀遇到的问题

某压铸机的液压回路如图１所示,工作过程为泵Ａ的出口经过一个电磁换向阀、单向阀和泵Ｂ的出油口相通,泵Ａ的参数为额定压力６．３ＭＰａ,额定流量７０Ｌ／ｍｉｎ,泵Ｂ的参数为额定压力２１ＭＰａ,额定流量１０Ｌ／ｍｉｎ,当电磁换向阀通电时,泵Ａ向总油路供油,压...     

乳化液泵及其吸排液阀的改进

为提升煤矿乳化液泵工作效率、降低其容积损失、提升其容积效率,在对影响乳化液容积效率因素分析的基础上,通过试验深层次分析了乳化液泵容积效率与压力、流量之间的关系。重点针对降低乳化液泵曲轴转速对其本身结构进行改进,对传统乳化液泵吸排液阀进行一体化设计,解决吸排液阀动作与柱塞动作不同步的问题,从而优化乳化液泵性能,增强支护效果。