循环圆形状因素对液力缓速器制动效能的影响分析

为研究循环圆形状因素对液力缓速器制动效能的影响,以自主研发液力缓速器样机定转子叶轮为研究参照,采用制动扭矩与扭矩容积比双重性能评价指标,使用经过试验验证的全流道式CFD数值计算方法,计算得出12组不同纵横轴尺寸循环圆形状与制动效能双重评价指标的关系数据,并给出部分循环圆形状点上的转速与双重评价指标值关系曲线。对计算结果进行函数拟合分析,得出循环圆形状因素与液力缓速器制动效能的影响关系,为液力缓速器定转子叶轮优化设计提供理论参考。     

车用缓速器结构参数对制动力矩的影响分析

分析了车用电涡流缓速器性能特性与结构参数的关系,建立了电涡流缓速器制动力矩随铁心直径、转子盘中心和磁极中心的距离、转子盘的厚度、气隙和转子盘材料变化的数学模型。并以某型号电涡流缓速器为例,应用五因素二次正交旋转回归设计,分析研究电涡流缓速器结构参数对制动力矩的影响程度,依次为转子盘的材料、转子盘厚度、气隙、铁心的直径、盘的中心到磁极中心的距离。     

永磁式涡流缓速器制动性能影响因素敏感性分析

在分析永磁式涡流缓速器制动力矩与结构参数关系的基础上,将均匀设计和回归分析方法引入到永磁式涡流缓速器制动性能影响因素敏感性分析中。以某型号的永磁式涡流缓速器为例,建立了制动力矩随转子鼓内半径、永磁体周向长度、气隙宽度、转子鼓轴向宽度和永磁体高度5个结构参数变化的回归模型,重点讨论了结构参数间交互作用以及各结构参数对制动力矩的影响程度,基于均匀试验设计和制动性能敏感性分析的结果,采用全排列法对结构参数进行了优化。     

电涡流缓速器转子盘换热系数的试验求解

根据牛顿冷却定律和能量守恒定律,提出电涡流缓速器转子盘的热平衡方程。设定电涡流缓速器转子盘吸热和散热的平衡条件,推导出转子盘换热系数与电涡流缓速器制动力矩、转速和转子盘稳定温度的关系。拟订试验条件,测试了不同电涡流缓速器制动力情况下转子盘稳定温度的数据,并根据这些数据和汽车参数,拟合出了转子盘换热系数和车速的关系。结果表明,转子盘换热系数与车速的拟合关系简单明确,适合在工程实践中应用。     

农用运输车用液力缓速器的设计与仿真分析

为解决农用运输车长时间制动造成的热衰退问题,参考THB40液力缓速器,基于相似理论设计了一款液力缓速器。计算确定了其设计制动力矩值和定转子叶轮参数,运用Pro/E构建了其三维结构,并在CFX14.5平台上以SST-kω湍流模型进行仿真计算。结果表明:制动力矩符合设计要求,流场的特征与THB40流场特征高度一致,为设计适合农用车用液力缓速器提供了借鉴。     

基于Rogowski永磁式涡流缓速器电磁场与制动力矩研究

永磁式涡流缓速器电磁场分析是其设计的核心.为了研究永磁式涡流缓速器电磁场分布,将缓速器的永磁体等效为磁化电流,从麦克斯韦方程组出发,应用Rogowski方法,研究了气隙磁场分布,计算了转子鼓中的涡流密度,推导出了永磁式涡流缓速器的制动力矩计算公式.采用Rogowski方法不仅清楚地揭示出永磁式涡流缓速器的电磁场物理本质,而且制动力矩理论计算值与缓速器台架试验结果的误差小于10%,在可接受范围内.     

电涡流缓速器若干技术问题探讨

作为辅助制动装置的电涡流缓速器,由于具有持续制动和下坡恒速特性,在重型货车和高档客车中得到广泛应用。本文针对电涡流缓速器设计过程中值得注意的若干技术问题,如制动力矩、工作电压和电流、磁路结构、铁心和转子盘材料、转子盘的散热特性、缓速器与整车技术参数的匹配、转子盘温升对制动性能的影响等技术问题进行了探讨,并分析电涡流缓速器的优缺点。     

基于虚拟边界法的永磁式缓速器转子鼓温度场计算方法

根据车用永磁式缓速器的结构和工作原理,建立了转子鼓温度场的计算模型;推导了由于涡流集肤效应的影响导致转子鼓上集中分布的内热源强度公式,确定了合理的边界条件,运用虚拟边界法和传热学理论推导了转子鼓稳态温度场的计算公式;最后进行了台架试验,并与计算数据进行了比较,结果表明试验值与理论值吻合较好。此计算公式可用来分析转子鼓温度场的变化,反映各设计参数与温度之间的精确关系,达到转子鼓的优化设计、减小转子鼓温度和温度梯度、从而降低转子鼓的热应力与热变形,有效提高永磁式缓速器的制动稳定性。     

基于山地果园运输车的液力缓速器设计与仿真

我国南方果园种植区多为丘陵山地,如柑橘果园种植地70%为丘陵。在坡陡弯多的道路地形中,持续下长坡的路况对运输车的制动效能提出了更高的要求,连续制动导致主制动器热衰退严重,威胁着行车安全。因此,研究适用于农用运输车的辅助制动器,提高制动安全性十分必要。以华南农业大学自主研发的果园轻简化轮式运输车为研究对象,设计适用于运输车的辅助制动装置—液力缓速器。根据运输车的参数和要求,采用相似设计理论计算新样机参数;利用Solid Works软件对液力缓速器转子和定子进行三维建模;利用Mat Lab/Simulink软件对加装液力缓速器的运输车进行制动效能仿真和分析。仿真结果表明:在坡路上使用缓速器,制动时间减少12.7%,制动距离减少17.4%。     

能动型电磁液冷缓速器设计与试验

针对电涡流缓速器耗电量大和制动力矩热衰退严重的问题,基于涡流制动与电机再生制动原理,提出一种将液冷式电涡流缓速器与单相外转子磁阻电机结构相结合的新型能动型缓速器。建立了能动型缓速器的电磁场数学模型,数值模拟预测了其制动性能,优化了电机的开通、关断角,计算了下坡持续制动时电机能量回收时的功率,最后对该缓速器的空损力矩、制动力矩热衰退、发电性能和电动性能进行了台架试验,试验结果表明,在1 000 r/min时涡流制动力矩达到1 260 N·m,持续制动12 min,制动力矩仅下降15%,可满足重型货车的辅助制动需求;电机再生制动力矩随着转速的增大呈先增大后减小的趋势,在1 000 r/min时制动力矩达到最大;当车辆以35 km/h的速度下坡制动时,能量回收功率可达到94 kW。     

汽车联合制动系统制动力分配系数优化

由电涡流缓速器和汽车主制动器构成的联合制动系统中,变化的制动力分配系数导致控制单元设计复杂。因此,分析了电涡流缓速器转子盘和制动盘以及制动鼓在不同制动工况下的温度变化过程,建立了联合制动系统制动力分配的优化函数,确定了制动力分配系数的具体数值为0.7。在虚拟多坡度道路上进行了制动过程的模拟计算,结果表明具有优化制动力分配系数的联合制动系统的电涡流缓速器转子盘温度和主制动器的制动盘及制动鼓的温度都处于较低的水平,且变化趋势一致。     

基于神经网络的电涡流缓速器制动力矩特性研究

针对电涡流缓速器在高速时计算力矩同电涡流缓速器的实际输出力矩存在较大偏差的缺点,提出了一种基于神经网络的电涡流缓速器制动力矩模型,研究了现有的电涡流缓速器控制系统,提出了基于神经网络的电涡流缓速器的PWM控制系统,通过实验说明了基于神经网络模型对实际制动力矩曲线的逼近效果非常有效.     

车用缓速器制动性能虚拟仿真

建立了采用电涡流缓速器制动时的整车动力学方程，并在高速、中速和低速行驶3个区间来衡量缓速器的制动效能。在ADAMS VIEW下建立了整车仿真模型，对电涡流缓速器在平路上的减速制动性能进行了研究。仿真曲线和试验得到的曲线吻合较好，验证了该虚拟样机的合理性和精确性。     

农用运输车用液力缓速器量纲分析与试验研究

为研究农用运输车用液力缓速器的制动机理,基于仔定理对影响液力缓速器制动性能的相关参数进行了量纲分析,得到了液力缓速器制动力矩与雷诺准则数、贝克莱准则数和欧拉准则数的关系式。以农用运输车液力缓速器样机THN15为例,综合运用台架试验和CFD计算,研究了不同充液率下雷诺准则数、贝克莱准则数和欧拉准则数对制动力矩的影响规律。结果显示：制动力矩都是随着欧拉准则数的增大而减小,随着雷诺准则数和贝克莱准则数的增大而增大;38%充液率时,雷诺准则数和贝克莱准则数随转速增大而减小,欧拉准则数则随转速增大而增大;95%充液率时,雷诺准则数和贝克莱准则数随转速增大而增大,欧拉准则数则随转速增大而减小。研究结果对完善农用运输车液力缓速器的设计及产品开发有较好的参考价值。     

车用转筒式电涡流缓速器结构参数研究

介绍了转筒式车用电涡流缓速器的结构,提出了运用正交回归旋转设计来分析结构参数对制动力矩的影响程度,并且进行了试验验证。试验结果和分析为转筒式电涡流缓速器的优化设计打下了基础,为缓速器产品系列化设计提供了依据。     

电涡流缓速器对车辆制动稳定性的影响分析

修正车辆理想制动力分配曲线使之适用于装用电涡流缓速器的车辆,对装用电涡流缓速器的车辆制动稳定性进行了定性分析,并且提出了增加前后制动器制动力的分配系数来提高装用缓速器后的车辆制动稳定性的技术措施.对给定参数的车辆的定量分析表明,提出的技术措施能扩大车辆同步附着系数的范围,降低车辆后轮先抱死的可能性,提高车辆的制动稳定性.     

重型汽车液力缓速器的匹配应用研究

通过对液力缓速器工作原理、制动效能和挡位控制等方面的理论阐述和研究,对液力缓速器制动力矩的整车匹配计算理论进行了研究和分析。基于该匹配量化理论,通过实例对液力缓速器在重型汽车上的匹配应用进行了具体分析,针对液力缓速器单独作用和与发动机排气制动组合作用两种工作模式,提出了一种利用液力缓速器匹配权衡曲线的分析和比较方法,为重型汽车液力缓速器整车匹配应用提供了一种较为便捷和直观的量化方法。     

屏蔽泵冷却循环回路的热流耦合

为了研究屏蔽泵冷却循环回路与泵内部温升关系,模拟计算了屏蔽电动机内部温度场与压力场的分布以及冷却循环回路中的温升,分析了冷却液与电动机定转子之间的对流换热信息.以冲压成型屏蔽泵实型样机为研究对象,利用工程仿真软件CFD,对屏蔽泵叶轮前后腔体、冷却循环回路等全流场进行热流耦合数值分析.结果表明:屏蔽套间隙内的温升在不同流量工况下温度变化较小,最大温差为0.97 ℃;额定流量工况下,轴孔径的大小对屏蔽电动机的温升影响较小.随着轴孔径的逐渐增大,电动机内的最大温度逐渐减小;在额定流量工况下,由屏蔽泵数值与理论计算两种情况的循环流量与轴孔径的关系可以得出:数值计算与理论计算两者的结果基本一致,研究结果为屏蔽泵冷却循环回路的设计提供理论依据.     

基于流场特性的液力缓速器叶栅角度优化设计

为了提高液力缓速器制动转矩系数,对液力缓速器内湍流流动进行了三维瞬态多相流数值模拟。通过对其内流场特性分析,发现液力缓速器工作流道的壁面脱离现象以及弦面内产生的涡旋区不利于恒定制动转矩的输出。针对这一问题,考虑到液力缓速器各结构参数之间的相关性,对多参数共同作用的内流场进行数值分析,优化叶栅参数。结果表明,通过分析多参数共同作用的流场来优化缓速器叶栅参数的方法比较合理;对液力缓速器叶片前倾角和叶片前缘倒角进行优化后,叶轮流道内存在的涡团和流动分离现象基本消失,制动转矩系数提高6%。     

液冷自励式电磁缓速器研究

针对液力缓速器结构复杂、价格高,传统电涡流缓速器制动力矩热衰退严重等问题,提出一种液冷自励式电磁缓速器结构,建立其制动系统以及发电系统分析模型,分析了系统的磁路结构,利用有限元法分别对电磁场模型、制动特性以及温度场进行分析。设计了2 000 N·m样机并进行台架试验,对缓速器制动特性以及发电机特性进行测试,测试结果与有限元分析计算结果的误差在6%以内,在制动功率为180 k W时水道温度为85℃,持续制动时制动力矩热衰退仅为10.4%。在1 500 r/min时制动力矩达到最大值2 000 N·m,而汽车电源只需提供给发电机的励磁功率为720 W。