叶栅参数对液力缓速器起效特性影响规律研究

叶栅参数对液力缓速器稳态制动特性具有决定性影响,但其对动态制动特性、尤其是保证制动响应快速性的液力缓速器起效特性影响的研究鲜有涉及。为提升液力缓速器起效特性和保证行车安全,在给定负载惯量和充液方式时,构建液力缓速制动动态特性预测模型,通过对叶片表面压力分布积分预测动轮角速度和角加速度,获取起效过程制动转矩与转速随时间变化趋势,并由台架试验进行对比验证。通过给定不同动、定轮主叶栅及辅助叶栅典型参数配置,分析叶栅系统参数对起效特性及其轮腔内部流动状态变化的影响规律。结果表明,动、定轮主叶栅参数影响轮腔内部油液流动旋涡结构的衍生与发展,进而在起效特性上反映出峰值转矩与起效时间的差异。利用该方法能够为液力缓速器动态特性优化设计提供理论依据。     

直叶片构造液力缓速器的设计与制动性能分析

针对传统液力缓速器的轴向倾斜叶片、封闭式循环圆、进出水口外流道等结构制造工艺复杂的问题,提出一种直叶片构造双循环圆液力缓速器的新结构,简化了制造工艺。通过建立数学模型,并运用计算流体动力学技术进行仿真求解,得到了缓速器的制动扭矩变化规律,最后通过台架试验进行了验证。结果表明:新型液力缓速器与传统液力缓速器的制动扭矩变化规律基本一致,在缓速器转速为1 750 r/min时制动扭矩可达到1 490 N·m,数值计算与试验制动扭矩的变化规律吻合较好,最大误差小于12%,证实了理论计算的可靠性,其制动性能基本能够满足车辆对制动扭矩、制动稳定性的要求。     

基于CFD方法的液力缓速器制动效果分析

应用CFD软件计算液力缓速器1挡及2挡在不同转子转速下的制动扭矩和叶片表面压强,并用MATLAB整理CFD计算结果,绘制出不同工况下的液力缓速器制动扭矩曲线和液力缓速器空间特性曲面;结合曲面数据与某8×8特种车性能参数,利用MATLAB编程计算,模拟了某8×8特种车在坡度为3°的高速公路上,长坡道下坡行进时,液力缓速器的制动效果。结果显示:在完全不使用行车制动的情况下,液力缓速器1挡和2挡仍可使特种车恒速下坡。     

加装液力缓速器商用车的制动稳定性控制研究

在商用车制动时的方向稳定性分析中,前轮先于后轮抱死是一种稳定工况。理论分析了液力缓速器作用时对商用车前后桥制动力分配及同步附着系数的影响。研究发现,液力缓速器参与制动时最多存在两个同步附着系数,若要保证始终前轮先抱死,要求车辆实际行驶道路附着系数在两同步附着系数之间。而同步附着系数的大小与制动初速度和液力缓速器档位等影响液力缓速器制动力的因素有关。仿真结果表明,在不同附着系数的路面和不同制动速度下,合理选择液力缓速器档位使用可以减小商用车后轴侧滑的趋势,提高制动稳定性。     

基于AMESim矿用自卸车液力缓速器制动性能分析

液力缓速器是矿用自卸车重要的辅助制动机构,对整车制动力分配及制动性能具有重要影响。以DFD30T矿用自卸车液力缓速器制动性能为研究对象,利用仿真软件AMESim搭建了缓速器制动整体模型,并在不同工况下对缓速器进行分析,对仿真结果进行对比分析,深入研究了液力缓速系统的制动性能。通过缓速器制动与行车制动的匹配性研究及联合制动仿真分析,可以看出液力缓速器的使用对前后轮制动力分配、整车制动性能及行驶的安全性等具有一定优势。     

阀控充液式液力偶合器换热特性研究

在液力偶合器的使用过程中,由于转差损失与液力损失,会使其工作水液的温度上升,进而影响液力偶合器的工作性能,为了解决这一问题,对阀控充液式液力偶合器的换热特性进行了研究。首先,构建了含有进出水口双腔流道的瞬态换热计算模型,并对其进行了网格无关性验证;然后,采用多步求解方式对正常运转工况、堵转工况及循环换水工况的流动换热进行了数值模拟计算;最后,对比分析了不同工况下的液力偶合器温度场分布特性,探讨了液力偶合器内流场的流动换热变化规律。研究结果表明：正常工况及堵转工况流场整体温度皆呈现明显的线性上升趋势;以240 L/min流量进行循环换水时,流场温度呈先快后慢的下降趋势,20 s内可将流场温度降至30℃左右。采用该研究结果,可以准确地预测液力偶合器内流场温度变化,可为液力偶合器优化、换水调控提供理论参考。     

液力计算法及DFI-PID下液力缓速器恒力矩制动性能建模与仿真分析

重型车辆在崎岖山路或下长坡行驶时,可以通过控制液力缓速器实现恒力矩制动特性达到稳定行驶的目的。针对液力缓速器能在短时间内产生高制动力现象,提出一套液压控制系统,实现缓速器恒力矩制动性能。这套控制系统通过考虑缓速器充液率、排油阀开度和内腔油压,采用液力计算法解决液力缓速器建模的液力损失问题。并基于整车制动仿真和微分先行增量式PID(DFIPID)控制策略仿真,建立液力缓速器液压控制联合仿真的模型,得到在较高充液率情况下,排油阀开度和内腔油压的变化规律,最终实现恒力矩制动性能的控制。分析结果表明:在制动过程中,在较高充液率的前提下,需要调节排油阀的开度来保证液力缓速器较高强度的恒力矩功能。     

基于联合仿真弱耦合技术的液力缓速器充液率控制仿真与试验研究

针对液力缓速器充液率计算较为困难的问题,从精确计算进出口流量方面入手,提出了一种基于联合仿真弱耦合技术的计算方法。通过供油液压系统建模和仿真得到缓速器充液油路入口、排液油路出口压力,调用液力缓速器CFD内流场计算结果得到排液油路入口压力,利用流量连续性方程得到充液油路出口压力;再根据压力换算出进出口流量,进而得到充液率。基于联合仿真弱耦合进行了液力缓速器充液率控制仿真计算与分析。通过台架试验验证了这种方法的可行性和仿真计算精度。方法在保证计算精度的同时极大的缩短了计算时间,为解决液力缓速器CFD与系统仿真耦合问题提供了一种新思路。     

模糊层次分析法在液力缓速器制动性能综合评价中应用

液力缓速器的制动性能对重型车辆的安全性和经济性至关重要,但目前尚缺乏对液力缓速制动性能的客观和科学的综合评价。针对这一现状,通过分析国家标准、市场需求和技术性能约束等诸多影响因素,构建了液力缓速器制动性能评价指标的层次模型,采用模糊层次分析法确定各个层次的评价指标权重,在专家经验知识的基础上采用模糊判定矩阵,对3种型号液力缓速器制动性能进行综合评价试验,确定各型液力缓速器相应的评价指标值,并将其与已确定的权重系数相结合,得到评价对象的综合评价值。实例表明:采用模糊层次分析法对液力缓速器系列产品进行制动性能综合评价合理可行,能够为其后续液力缓速器结构优化设计及控制参数优选提供决策依据。     

线性液动压抛光加工的流体动压特性研究

基于流体动压润滑原理提出了线性液动压抛光加工方法。借助计算流体力学数值模拟,研究了抛光辊子结构和加工工艺参数对液动压力大小及分布均匀性的作用规律。结果表明：具有矩形微结构的抛光辊子可以在工件表面产生均匀的液动压力;更大直径的抛光辊子、更高的转速和更小的抛光间隙都可以获得更大的流体动压力,但同时也会使液动压力分布均匀性变差。搭建实验平台并进行抛光实验,线性液动压抛光加工后,K9玻璃表面粗糙度Ra值从45.41 nm降低到0.91 nm。     

液力缓速器虹膜空损抑制方法研究

为有效抑制液力缓速器空转功率损失,参考虹膜光圈机构的特点,提出一种新型的虹膜式空损抑制方法,通过虹膜机构阻隔循环圆气流过流通径来抑制空损功率。建立虹膜式空损抑制机构完全起效及未起效两种工况下的液力缓速器全流道计算模型,通过不同转速全气相流动的数值模拟对比研究,获取液力缓速器空损转矩、空损功率特性与内流场速度场、压力场分布。仿真结果表明,虹膜机构完全起效时能够有效隔断动轮和定轮间的气体循环流动以降低功率损失,当动轮转速为4 000r/min时,虹膜机构完全起效空损功率为0.8kW,与无空损抑制机构时的空损功率61.6kW相比,降低至1.3%;与现有的扰流柱空损抑制机构完全起效时的空损功率15.8kW相比,降低至5.1%。设计缓速器台架试验,验证虹膜机构完全起效时能够显著抑制空转损失,从而大幅提升车辆行驶的功率利用率。     

缓速器对半挂汽车列车制动稳定性的影响

考虑纵向载荷转移、非线性轮胎模型等因素,建立七自由度半挂汽车列车数学模型,并在MATLAB/Simulink软件中建立仿真模型分析缓速器对半挂汽车列车制动稳定性的影响。仿真结果表明：在高附着系数路面上,缓速器处于前3挡时,半挂汽车列车制动稳定性良好;而当缓速器处于4挡时,由于缓速器制动力矩过大,整车制动协调性变差,列车有一定发生失稳的趋势,但未完全失控;在低附着系数路面上,缓速器处于1挡时,牵引车后轴已提前趋于抱死,使得牵引车发生严重侧滑,从而导致列车折叠,完全失控。     

电涡流缓速器制动力矩计算的新方法

本文对电涡流缓速器的制动力矩提出了一种相对简单的计算方法。该方法考虑了集肤深度,对涡流去磁效应运用了折算的计算方法,编程计算了在不同气隙情况下的制动力矩,并与实际情况进行了比较,理论计算值与试验值基本吻合,说明该方法可行。     

超磁致伸缩执行器的自由能磁滞模型的优化算法研究

介绍了超磁滞伸缩执行器的自由能磁滞模型,对该自由能磁滞模型的数值计算进行了具体分析,由此提出了该自由能磁滞模型的四种数值实现方法;比较了四种数值实现方法的计算精度和计算效率,并与已有文献的实验结果和计算结果对比,得出近似Gauss-Legendre积分法进行积分离散化与矩阵表示法实现核函数相结合的方法在保证计算精度的同时,大大缩短了运算时间,是超磁致伸缩执行器的自由能磁滞模型的四种数值实现方法中的最优算法。     

伯努利效应引起滑阀阀芯径向力的研究

运用CFD软件Fluent对液压滑阀内部流场进行可视化分析,详细研究了阀芯受径向压力分布情况和影响因素。计算发现,径向压力分布与阀口开度、入口流量、环割槽深径比、进出口油道的轴交角都有密切的关系。阀口开度越大,径向压力波动越小;入口流量越大,环割槽深径比越小,径向压力波动越大;与进出口轴交角为0°和90°相比,进出口轴交角为180°时x=0截面的径向压力分布更平稳。同时,通过伯努利效应对入口中心截面处阀芯周向压力分布及阀芯轴向分段建立压力方程,通过理论分析验证了仿真模型和结果的可靠性。最后分析了径向力不平衡产生的卡紧力及径向稳态液动力的分布及其影响因素。     

Analysis of hydrodynamic journal bearings lubricated with non-Newtonian fluids

A procedure for solving the Navier-Stokes equations for the steady, three-dimensional flow of a non-Newtonian fluid within a finite-breadth hydrodynamic journal bearing is described. The method uses a finite-difference approach, together with a technique known as SIMPLE (Semi-Implicit Method for Pressure-Linked Equations) which has now become established in the field of computational fluid dynamics. The concept of ‘effective viscosity’ to describe the non-linear dependence of shear stress on shear rate is used to predict the performance of bearings having a single full-width axial inlet groove situated at the position of maximum film thickness. To illustrate the capabilities of the procedure, results are obtained for a range of non-linearity factors, and lead to the conclusion that the pressure distribution, attitude angle, end-leakage rate, shear force and load capacity can all be predicted for a variety of non-Newtonian lubricants using the SIMPLE numerical integration technique.     

基于计算流体力学方法求解流体润滑问题的研究

在分析雷诺方程求解流体润滑问题上的不足与局限性的基础上,给出了基于N-S方程的计算流体力学(CFD)求解流体润滑问题的方法。对CFD方法求解流体润滑问题的可行性进行了研究,给出了CFD方法求解流体润滑问题的一般流程、求解过程、数值计算实例,最后指出了CFD方法求解流体润滑问题时可能的发展趋势。