客车气压制动回路快放阀压力响应特性研究

建立了客车气压制动回路降压过程中制动气室、快放阀等主要部件的理论解析模型,依照国际标准设计了快放阀压力响应特性测试台架;分别通过仿真与试验,从压力响应时间和稳定性两个方面重点分析了快放阀排气口气隙大小和接口直径对压力响应特性的影响。通过对比分析,仿真结果和试验数据具有良好的一致性,验证了理论解析的正确性和试验设计的合理性,可作为气压制动回路设计与研究的参考。     

重型特种车气压ABS阀建模与调压性能分析

气压防抱死调压阀为制动系统压力控制的关键阀件,其调压特性会影响气压制动回路的延迟特性。现基于调压阀电磁-机械耦合特性,解析阀芯、膜片运动方程,并构建了调压阀AMESim仿真模型。以此分析调压阀的静、动态特性,获取了结构参数、控制信号等对压力调节特性的影响机理;通过数据拟合,定量分析了调压响应特性参数影响规律。仿真结果表明,管路直径对增压响应时间影响程度大于降压响应时间;膜片直径对降压时间影响程度较大;脉冲信号占宽比对动态压力调节特性影响较大。通过分析各参数对不同性能的影响可知,利用此模型可高效分析ABS调压阀调节特性;全面获取了调压阀性能参数,可为ABS控制策略优化提供数据支持;定量分析的数据结果可为优化气压制动系统响应时间提供依据。     

客车制动系统动态模型研究及试验验证#br#

针对客车气制动系统动态响应研究不足的问题,运用计算机仿真建模技术,建立了制动系统关键部件全参数仿真模型。其关键部件包含制动阀、继动阀、膜片制动气室、气压管路。在数学推导的基础之上,引入了AMESim多领域仿真建模软件,避免了复杂的多变量、非线性的数学关系推导,模型可用于客车气制动系统多参数仿真模拟与设计。为验证模型的准确性,设计了一套整车制动模拟试验台,对气制动系统动态响应和各零件响应输出协调性进行试验验证。仿真结果与试验结果对比表明两者相吻合,并分析得出了气制动系统响应迟滞的主要因素为制动气室的橡胶膜片形变引起,为气压制动系统性能研究及匹配性分析奠定了基础。     

客车制动系统动态模型研究及试验验证

针对客车气制动系统动态响应研究不足的问题,运用计算机仿真建模技术,建立了制动系统关键部件全参数仿真模型。其关键部件包含制动阀、继动阀、膜片制动气室、气压管路。在数学推导的基础之上,引入了AMESim多领域仿真建模软件,避免了复杂的多变量、非线性的数学关系推导,模型可用于客车气制动系统多参数仿真模拟与设计。为验证模型的准确性,设计了一套整车制动模拟试验台,对气制动系统动态响应和各零件响应输出协调性进行试验验证。仿真结果与试验结果对比表明两者相吻合,并分析得出了气制动系统响应迟滞的主要因素为制动气室的橡胶膜片形变引起,为气压制动系统性能研究及匹配性分析奠定了基础。     

盾构机主驱动密封结构优化研究

盾构机主驱动密封系统是盾构机的关键系统之一，主驱动密封圈性能直接影响盾构机的性能。对影响盾构机主驱动密封性能的唇形密封圈主要结构参数建立正交试验方案，利用有限元分析软件ABAQUS建立盾构机主驱动密封圈工作过程中开启压力差及接触宽度的计算方法，并按照正交试验方案对开启压力差及接触宽度进行仿真计算，然后对计算结果进行方差分析。分析结果表明：唇形密封圈的唇高度和唇厚度对开启压力差有显著影响，唇曲度和唇高度对接触宽度有显著影响。根据密封要求与分析结果，选取唇曲度为17 mm,唇高度为22.35 mm,压缩量为7.1 mm,唇厚度为5 mm的密封圈结构为最适结构，结构优化后开启压力差降低33%,接触宽度降低23%。     

气压制动系统常见故障诊断与排除

汽车行驶的安全性与制动系统的可靠性密切相关。气压制动系统具有可靠性高、响应快、成本低、无污染等优点,在中、重型载货汽车及大型客车上得到了广泛使用。气压制动系统是靠发动机的动力转化成气压形式进行制动,由于车辆行驶中其制动系统使用比较频繁,零件磨损机率较大,容易出现制动不灵、制动跑偏、制动不稳、制动拖滞等故障,因此严重影响行车安全。气压制动系统工作原理气压制动系统一般由空压机、调压阀、干燥器、储气筒、四回路保护阀、制动阀(脚制动)、快放阀、继动阀、手控阀(手制动)、双向阀、前制动气     

风电制动器钳体结构的稳定性分析

基于风电制动器钳体的结构,建立制动钳的有限元仿真模型,分析在制动器的低频抖动频率范围内,钳体宽度、厚度和密度对制动钳振动的影响。在此基础上,探讨了钳体的宽度、厚度对制动钳结构稳定性的交叉影响。仿真结果表明,一定范围内改变钳体的宽度和厚度可以改善制动器的结构稳定性。     

束腰型膜片联轴器刚度阻尼仿真与试验分析

膜片联轴器的刚度、阻尼特性是分析含膜片联轴器传动系统振动特性的基础。基于Ansys有限元仿真软件,考虑接触非线性及大变形效应,仿真分析了膜片联轴器扭转、轴向、角向和径向静刚度特性以及扭转和轴向动力学特性;分析了膜片螺栓孔分布圆直径、螺栓孔径、膜片最小宽度和膜片厚度等膜片结构参数对静刚度的影响;进行静态、动态扭转和轴向拉伸试验,验证了仿真结果的正确性。结果表明,膜片螺栓孔分布圆直径与膜片厚度对膜片各向刚度影响较大,可通过类椭圆函数建立膜片联轴器动力学模型,求解获得膜片振动1周期内非线性刚度及等效阻尼系数变化。     

基于变异系数的盘式摩擦片结构优化设计

变异系数受摩擦片径向长度、轴向宽度、厚度和制动背板厚度的影响明显;在此基础上,当采用变异系数对摩擦片进行结构优化设计时,可大幅度地降低其接触压力的不均匀性.实例表明,变异系数从39.32%降低到20.91%时,制动片的制动不均匀性降幅达46.82%.同时平均接触压力和接触面积都有所增加,提高了制动片的制动效能.     

车辆制动气室动态响应特性的无因次分析

制动气室是车辆气压制动回路的关键组成部分,其动态响应特性直接影响车辆气压制动系统性能,建立制动气室充气过程数学模型,并通过实验验证模型的正确性。将制动气室的流量特性方程、状态方程以及活塞盘的运动方程无因次化,得到制动气室无因次解析模型,仿真计算出气室压力响应和运动特性变化规律。研究结果表明:制动气室回位弹簧满载弹力、橡胶膜片的膜片力等参数均会对气室响应特性造成不同程度影响,其中回位弹簧满载弹力的影响程度最大,但不同参数下气室的充气时间基本保持恒定。     

A study on the improvement of release application characteristics of pneumatic brakes for freight train

We have performed experimental studies for the improvements of pneumatic brake systems of freight trains. Currently, most of the freight trains operated by the Korean National Railroad have either empty-load or diaphragm type brake systems. In this study, appropriate methods that the air pressure characteristics in both type of brake systems are in accordance with each other have been investigated. We have also performed running tests using a 30 car-train set to design optimum capacity of a quick release valve. The test results show that the quick release valve is considerably effective in shortening the release time of the diaphragm type brake system. In the case of a normal brake application, the diaphragm type brake system with the quick release valve reduces the release time to 34% of that of the system without the quick release valve. This release time is almost equivalent to that of the empty-load type brake system. Accordance of braking performance in different types of brake systems in a train set is expected to prevent wheel flats and to reduce maintenance costs.     

复合制动系统的电控制动阀设计与仿真研究

针对传统气压制动回路时延较长的问题,提出了一种改进的复合制动回路;对复合制动回路中关键元件--电控制动阀进行功能与性能需求分析,设计了一种基于高速开关电磁阀的电控制动阀,建立了其动态特性响应解析模型,用Simulink对其进行了性能仿真测试。结果显示,所提出的电控制动阀结构满足调压范围、压力响应时间、流量特性、压力特性与稳态误差、制动完全释放时间等性能指标。复合制动回路及电控制动阀的提出可减小制动过程中的压力响应时延,对实现差动制动,促进主动安全技术的发展具有重要意义。     

不同开口度下的煤矿水液压安全阀的气蚀特性

针对煤矿水液压安全阀存在的严重气蚀问题,建立双排阀口的CFD模型,分析了不同启动次序和开口度的阀腔气相体积分数和压力分布云图,并得到其影响规律及最佳的阀口开启次序。研究表明:3种开启方式下,开口度为0.8~1.2 mm时气蚀均较为严重;同步开启时,综合抗气蚀效果最差,开口度为0.8~1.2 mm时极易形成涡旋,且对气蚀现象有扩大作用;阀口1,2依次开启时,阀腔内部的气穴气蚀现象也较明显,最大气相体积分数值达98.3%,气穴范围也较大;阀口2,1依次开启时,其阀口1附近尾椎部分高压区域可以补偿压降,从而降低阀芯内部流场最大气相体积分数,且在阀口2开口度为0.8~1.2 mm时,相对其他2种开启方式,最大气相体积分数和面积分别降低了25.7%,18.6%,抗气蚀效果最佳。     

Analysis of design parameters for shunt valve and anti-siphon device used to treat patients with hydrocephalus

The present study investigated design parameters of shunt valves and anti-siphon device used to treat patients with hydrocephalus. The shunt valve controls drainage of cerebrospinal fluid (CSF) through passive deflection of a thin and small diaphragm. The anti-siphon device (ASD) is optionally connected to the valve to prevent overdrainage when the patients are in the standing position. The major design parameters influencing pressure-flow characteristics of the shunt valve were analyzed using ANSYS structural program. Experiments were performed on the commercially available valves and showed good agreements with the computer simulation. The results of the study indicated that predeflection of the shunt valve diaphragm is an important design parameter to determine the opening pressure of the valve. The predeflection was found to depend on the diaphragm tip height and could be adjusted by the diaphragm thicknesss and its elastic modulus. The major design parameters of the ASD were found to be the clearance (gap height) between the thin diaphragm and the flow orifice. Besides the gap height, the opening pressure of the ASD could be adjusted by the diaphragm thickness, its elastic modulus, area ratio of the diaphragm to the flow orifice. Based on the numerical simulation which considered the increased subcutaneous pressure introduced by the tissue capsule pressure on the implanted shunt valve system, optimum design parameters were proposed for the ASD.     

汽车气制动系统阀门排气性能检测

研制了气制动系统检测试验台,可以模拟测试某汽车气制动系统的制动及解除制动的反应时间,与路试相比,可节约大量的试验经费和试验时间。利用此试验台对某大客车气制动系统阀门的排气性能进行了检测,并分析了管路参数对制动系统阀门的排气性能的影响。     

一种气压自适应伺服活门的结构和特性

提出了一种适用于航空发动机控制的气压自适应伺服活门结构。基于该结构的工作原理建立了数学模型,利用AMESim进行了仿真分析,得出了该结构的气压自适应伺服特性,对弹簧刚度、杠杆比、真空膜盒有效面积等关键设计参数的影响和选取进行分析研究。结果表明,基于真空膜盒构建的伺服活门结构可以实现气压自适应控制,该结构具有控制线性好、气压跟随好等特点,并成功应用于某型活塞位置控制系统。通过合理选取杠杆比参数可以获取不同的控制特性,在航空发动机控制领域有广泛的应用前景。     

P-V图和阀片运动图在冰箱压缩机性能评价中的应用

通过建立新的实验平台,准确测量压缩机各腔体内的气体压力和吸排气阀片的升程量,获取真实的P-V图和阀片运动图。对压缩机P-V图和阀片运动图进行同步研究和分析,得到阀片动作与压缩机内部工作过程的耦合关系,从而为压缩机优化提供方法。实验数据表明：在ASHRAE工况下,该款压缩机循环功耗为66.825W,其中排气压力损失功耗占比为4.254%,吸气压力损失功耗占比为1.2%,吸气阀片位移为2.148mm,排气阀片位移为0.825mm。对压缩机吸排气阀片延时现象进行了分析。     

基于普通换向阀的高精度油缸位置控制

针对基于普通换向阀的位置控制系统,由于控制时滞,普遍存在控制精度不高,系统抖振的问题,提出了一种开关线迭代学习的改进型Bang-Bang控制方案。开关特性和相平面理论分析表明,换向阀的控制输出时滞是影响控制精度和引起系统抖振的主要原因。推导了液压系统的油缸速度、阀芯位移、负载压力的数学方程式。新开发了一种基于开关线迭代学习的改进型Bang-Bang控制算法,并通过仿真和生产验证了控制算法的正确性和可靠性。实际生产过程中,辊缝控制精度小于等于0.1 mm的命中率为89.3%,全部控制精度小于0.2 mm。整个系统控制稳定,控制精度较高,满足生产工艺要求。     

轴向柱塞泵配流副油膜试验原理及控制特性

为研究油、水介质下轴向柱塞泵几类关键摩擦副的润滑特性,提出采用电液单元对润滑油膜进行主、被动控制的专用试验系统原理。论述该试验系统用油膜厚度反馈控制配流副密封间隙的模拟试验装置的原理与构成,将微缝隙流对电液控制系统的作用简化为弹簧中阻尼器负载,建立配流副对润滑油膜厚度的阀控缸物理模型并推导精密缸位移控制方程,分析影响润滑性能的主控参量及相互关系,仿真研究油膜厚度控制的动态特性。运用该试验系统进行了初步的平面配流副油膜试验。研究表明,油膜平衡的仿真与试验基本一致,供油压力、摩擦转矩等对润滑油膜的形成影响较大。伺服比例阀的反馈控制原理使系统的油膜厚度动态反馈性能趋于稳定,但在供油压力斜坡变化时油膜厚度平衡值在设定范围内有一定变化。     

体外磁控内置式尿道阀仿真与实验研究

为克服人工尿道括约肌长时间压闭尿道引起组织坏死等问题,设计了一种体外磁控内置式尿道阀。建立了流量-压差特性及磁驱动力数学模型,应用有限元法计算分析了流场分布、液阻和磁驱动力的影响因素。搭建了下尿路模拟实验平台,研究了尿流率-膀胱压特性、磁驱动力特性。结果表明：增大阀口开度和阀芯半锥角均能增加尿流率;增大外磁体厚度、减小气隙均能增大磁驱动力;最大尿流率可达28.7 mL/s,符合人体尿动力学规律。