新型车用功率分流式液压混合动力传动研究

提出了一种基于分速汇矩式液压机械传动的车用功率分流式液压混合动力传动形式.分析了不同工作模式的功率流及工作机理.该方案综合了串并联液压混合动力传动的优点,极大提高了车辆的燃油经济性和动力性,具有广阔发展前景.     

车用液压机械复合传动特性及应用研究

液压机械传动综合了液压传动和机械传动的优点,具有无级变速、传动效率高、传递功率大和速比范围广等优点,是重型车辆的理想传动形式。从速比特性、传动效率等几个方面研究了分矩汇速式和分速汇矩式两种液压机械传动基本传动形式各自的特点。分析了不同形式液压机械传动的应用场合,并提出了不足和建议。     

两种空化边界条件下的旋转密封润滑状态分析与试验

针对JFO与Reynolds空化边界条件,建立了螺旋槽旋转密封润滑状态分析的理论模型,分析不同空化边界条件下旋转密封润滑状态的转变过程;采用分形接触模型描述混合润滑状态时的粗糙峰接触特性。分析结果表明：Reynolds空化边界条件下的模型可预测较大的流体承载力,但大大低估了空化区,特别是在高转速工况下;稳态工况下,JFO空化边界条件下的模型可预测更高的工作转速,使旋转密封从混合润滑状态转变为流体动力润滑状态。试验结果表明：两种空化条件下计算的泄漏量与试验结果变化趋势相同;但相比于Reynolds边界条件,JFO边界条件可预测更小的泄漏量,与试验结果更为接近,尤其是在高转速工况下。     

轴向柱塞泵空化时气相动态演进过程及影响

针对轴向柱塞泵在工作过程可能出现的空化现象进行研究。目前使用的稳态流体模型在计算流体属性（密度和体积弹性模量）时没有考虑气体演进的动态特征。针对此问题,提出一种动态流体模型,该模型考虑液压油中气体（空气）的动态演进过程,包括气体的产生、消解以及在不同控制体积之间的输运和分布。应用此模型到轴向柱塞泵的压力流量特性仿真中,分析了气体影响泵特性的内在机理。分析结果表明：稳态流体模型会低估空化对泵出口流量和压力的影响,而动态流体模型从本质上揭示了空化时泵出口流量压力脉动的增加以及平均流量的降低是因为气相对流体可压缩性的改变。     

液压油体积弹性模量稳态模型与动态模型的对比

油液体积弹性模量对液压系统的动态特性有着重要影响,而现有模型尚无法准确反映油液压缩与膨胀过程的动态特性。引用分析了4种基于集中参数法的液压油有效体积弹性模量的稳态模型(Wylie模型、Nykanen模型、Ruan模型和AMESim模型),结合空气和蒸汽的动态传输方程,推导得到了考虑含气量时变特征的有效体积弹性模量动态模型。在此基础上,分析了4种稳态模型分别在高压区和低压区的变化特性,研究了AMESim模型和动态模型稳态值的差异性,验证了动态模型的有效性。研究表明：由于假设含气量不变,Wylie模型、Nykanen模型在全压力范围内差别很小;高压时Ruan模型计算结果稍大,而AMESim模型计算曲线较为特殊,受空气分离压影响很大;低压时Ruan模型、Wylie模型计算结果非常接近,而当压力低于饱和蒸汽压时AMESim模型计算值约为0. 在应用Henry定律条件下,动态模型预测的体积弹性模量-压力曲线更为合理。油液压缩膨胀循环实验表明动态模型具有更高的精度。     

单活塞式液压自由活塞柴油机启动过程研究

研究单活塞式液压自由活塞柴油机(HFPDE)的启动工况,得到其启动流程。基于系统启动能量传递过程,理论分析了各组分能量的定量分配关系,研究了回复蓄能器、频率控制阀以及压缩腔参数的匹配方法并进行了相应的试验验证。结果表明系统启动压缩行程较稳定工况长且单次循环启动成功率较高。系统启动输入能量主要来自回复蓄能器且主要被高压腔高压油和动力腔气体吸收,启动压缩过程压缩比可以灵活调整,提出的系统启动装置参数匹配方法和启动流程可行。     

液压机械连续无级传动的控制系统研究

给出了液压机械连续无级传动的动力学方程,该系统属于二阶振荡系统.试验结果表明,采用带死区、积分饱和抑制的增量式数字PID控制算法,可以实现液压机械连续无级传动装置的无级调速功能,使发动机工作在最佳工作点上.     

磨损轮廓与弹性变形对滑靴动态特性的影响

考虑滑靴的倾斜与底面实际磨损轮廓,结合滑靴实际受力状况,建立描述滑靴微观运动的动力学方程,对滑靴的刚度分布特性进行研究从而引入底面流体压力所导致的结构弹性变形所带来的影响.联立动力学方程、瞬态二维雷诺方程、油膜描述方程,弹性变形方程,油室压力控制方程,实现滑靴动力学特性与摩擦特性的耦合求解,获得整个工作周期内滑靴的微观运动状态,实现滑靴副润滑特性的精确计算.探讨微观磨损几何、滑靴底面的流固耦合效应对滑靴动态油膜特性的影响.分析结果表明,一定的磨损轮廓与弹性变形均可以保证滑靴承载特性的稳定性,较大的磨损轮廓会降低滑靴的承载力并使滑靴最小膜厚降低;当滑靴位于低压吸入区时,具有表面磨损轮廓的滑靴会出现很大的倾斜现象;磨损轮廓与弹性变形对滑靴的摩擦转矩特性也存在一定的影响.     

油液内气泡半径和含气量模型研究

针对液压油液内空气析出现象,研究压力变化时气泡尺寸和含气量变化规律。在分析气泡界面受力基础上,推导气泡半径和油液含气量的解析模型,通过与数值计算结果对比验证解析公式具有较高精度,理论分析气体随压力升高而发生的溶解和扩散现象对气泡半径和含气量的影响。搭建气泡尺寸测试试验台验证解析模型可准确计算气泡半径。对初始半径为0.095mm和2.9 mm的两个气泡跟踪测量结果表明气泡溶解和扩散导致气泡半径缩小加快,其影响程度决定于气体在油液的溶解度;对不同含气率的油液测量表明气泡分布呈现对数正态分布特点,经数据拟合气泡半径分布函数可由统一公式表示。最后,根据含气量模型推导其变化率的表达式,研究表明油液压力及其导数是影响含气量变化的主要因素。     

液压机械无级变速器的速比调节规律研究

速比调节是液压机械无级传动系统匹配的关键技术。文章根据实验数据建立起发动机的输出转速转矩模型,并根据其转速调节,得出了液压机械无级变速器速比的调节规律。最后通过实验验证了速比调节规律的正确性。