往复压缩机变工况下吸气阀运动及冲击特性研究

基于局部行程压开进气阀的往复压缩机无级气量调节系统采用液压系统驱动机械执行机构控制吸气阀的开启时间实现气量调节。本文通过建立气量调节工况下往复压缩机工作循环的数学模型与吸气阀阀片运动的数学模型,模拟了不同负荷下气缸内动态压力,分析执行机构外力瞬间撤销下吸气阀阀片自由关闭时的运动规律;利用AMESim软件对复位弹簧在不同的弹簧刚度下执行机构运动规律进行研究;通过实验与仿真结果对比分析,确定了气量调节工况下吸气阀运动规律和气量调节工况下缸体振动冲击的来源;为往复压缩机无级气量调节系统的研发和气量调节工况下往复压缩机吸气阀故障诊断提供理论依据。     

阀片顶开位移对往复压缩机气量调节效果影响研究

由往复压缩机部分顶开进气阀的气量调节原理可知,排气量的调节是由进气阀延迟关闭时间决定的,回流过程中的气阀通流面积将影响往复压缩机气量调节的实际效果。基于满负荷往复式压缩机工作原理建立了气量调节工况下的单级往复压缩机工作循环模型,模拟了气阀不同顶开间隙对应通流面积不同时的往复压缩机回流过程,获得了压缩机气缸动态压力变化规律;根据执行机构液压原理,利用AMESim液压仿真平台建立了执行机构模型,模拟执行机构工作状态,获得了不同顶开位移下的执行机构撤回运动规律。本文研究成果为气量调节工况下的气阀通流面积优化选择奠定了基础。     

基于小头瓦润滑EHD模型的变工况运行往复压缩机连杆动力学分析

针对往复压缩机采用气量调节装置进行流量调节中往复压缩机出现小头瓦磨损的问题,本文基于小头瓦润滑EHD模型,研究了往复压缩机变工况运行时连杆动力学特性。根据小头瓦变工况运行时的油膜分布状态,揭示了机组在变工况运行过程中小头瓦易发生磨损的原因,分析了不同调节方法对小头瓦变负荷工况运行产生的影响。基于仿真数据,证明了部分行程顶开进气阀调节方法最有利于往复压缩机变负荷运行,为机组变工况运行选择最佳气量调节方法提供实际参考价值。     

无级气量调节工况耦合气阀故障对压缩机工作影响分析及试验验证北大核心CSCD

针对往复压缩机在安装顶开吸气阀无级气量调节系统后易出现卸荷压叉动作延迟、吸气阀破损泄漏等问题,对压缩机传统工作模型进行改进,增加卸荷压叉运动速度、吸气阀泄漏面积等参数,构建了无级气量调节工况耦合压叉故障、吸气阀泄漏故障的压缩机工作模型,实现故障仿真模拟。采用试验数据验证了模型的正确性,仿真数据综合偏差低于10%;进一步通过数值仿真获得无级气量调节工况下不同故障对应的动态压力数据,优选示功图面积、最终排气体积、单位排气体积消耗功作为故障特征指标进行计算分析,得到了不同故障对无级气量调节效果的影响规律,为变负荷工况下往复压缩机故障诊断奠定了基础。     

变工况往复压缩机曲轴的模型构建与动力学分析

针对往复压缩机在部分行程顶开进气阀的气量调节工况下,因卸荷装置改变了气阀原本的运动规律导致其易发生泄漏等故障,从而导致气量调节偏差或失效,进一步造成压缩机其余部件发生故障的问题,本文构建了某六缸多级双作用往复压缩机曲轴力学模型,分析了其在正常气量调节工况以及气缸级内和级间发生调节故障时整周期交变载荷的变化规律,并利用多...     

往复压缩机变负荷工况阀片运动规律及气缸内状态仿真研究

为了更好地了解往复式压缩机在不同工况下阀片的运动规律以及气缸内压力、温度的变化情况,对压缩机气缸及阀片运动规律进行了模拟仿真研究。采用有限元分析手段建立了往复压缩机的三维流场模型,在变负荷工况下,运用Fluent软件模拟分析了压缩机气阀与气缸工作状态;在正常工况下,模拟了压缩机气阀的运动情况和气缸内的压力变化情况,并利用往复压缩机实验台进行了实验验证;在气量调节工况和不同的阀片顶开位移的工况下,针对压缩机进行了模拟,得到了不同工况下阀片运动规律、气缸内示功图及气缸内温度变化规律。研究结果表明:针对机组复杂运行状态可用计算机仿真研究进行深入模拟,获得贴近实际运行状态的数据,对分析压缩机运行状态,改进优化气量调节系统具有重要作用。     

气量调节工况下6M51往复压缩机曲轴有限元分析

针对大型压缩机的传动机构在引入气量调节装置后故障率上升的问题,对6M51型往复压缩机曲轴进行了动力学分析及有限元分析。首先,通过构建力学模型,在变工况条件下,分析了该往复压缩机组传动机构的受力情况;然后,在曲轴变工况运行过程中,结合有限元分析法对各级连杆轴颈的变形和强度特性进行了分析;最后,对往复压缩机曲轴的静强度及疲劳强度进行了校核。研究结果表明:该压缩机曲轴的强度安全可靠,可在变工况条件下安全稳定运行,但气量调节工况下的往复压缩机在20%～40%负荷下运行时变形及应力明显增大,疲劳系数减小幅度较大,将加速曲轴的恶化,易发生断裂导致压缩机整机故障,因此需尽量避免使该机组在20%～40%负荷以下长期运行;该研究结果可为同类压缩机曲轴的设计和变负荷工况运行提供参考。     

往复压缩机气量调节控制失稳自愈调控方法研究

针对往复压缩机无级气量调节常见的调控失稳故障，构建包含压缩机、管道、缓冲罐、执行机构等部件的无级气量调节多系统耦合控制模型，仿真往复压缩机无级气量调节动态特性。以控制系统输出的脉宽调制控制信号作为输入，以压缩机各级排气压力作为输出，研究执行机构动态响应和控制系统调控参数对气量调节结果影响的规律；进一步针对执行机构性能参数变化导致气量调节控制失稳的问题，利用BP神经网络构建多参数负荷动态反馈模型实现调控失稳故障诊断和故障类型识别。基于故障异常类型识别结果提出一种调控参数自适应优化补偿的自愈调控方法。试验结果表明，提出的自愈调控方法可在失稳故障发生后主动施加调控参数补偿量，使得气量调节系统恢复到正常状态，实现故障在线自愈。     

往复压缩机气量调节工况阀片侧倾分析

建立了往复压缩机阀片侧倾运动模型,对比分析了正常工况与顶开进气阀调节工况下阀片侧倾撞击过程,揭示了顶开进气阀无级气量调节方法阀片中侧倾对压缩机气阀的影响.     

往复压缩机气量无级调节工况下吸气阀故障模拟与诊断

气阀是往复空压机上的易损部件,由于机组排气量调节要求需增加无级气量调节系统,进而改变了气阀的工作状态,使得气阀故障机理变得复杂化。通过建立往复压缩机工作循环的数学模型,利用软件模拟获得压缩机气量调节工况下动态压力曲线;改进数学模型、增加故障影响参数后,模拟了吸气阀的泄漏故障和弹簧刚度失效故障,得到了故障下的气缸压力数据;基于PCA方法进行了气阀故障状态的自动分类。     

往复压缩机流量调节装置不同运动规律下三维流场仿真研究

针对流量调节装置改变吸气阀阀片运动规律,进而造成往复压缩机内部流场复杂多变的问题,采用基于CFD的流体分析软件FLUENT对往复压缩机三维模型在不同流量调节装置背压、复位弹簧刚度工况下进行内部流场仿真模拟,从而得到运动部件运动规律、压缩机内部动态压力及压缩机示功图等.研究结果表明,不同流量调节装置影响往复压缩机吸气阀撤...     

Valve dynamic and thermal cycle model in stepless capacity regulation for reciprocating compressor

The existing researches of stepless capacity regulation system by depressing the suction valve for reciprocation compressor always adopt hypothesis that the compressor valves are open or close instantaneously, the valve dynamic has not been taken account into thermal cycle computation, the influence of capacity regulation system on suction valves dynamic performance and cylinder thermal cycle operation has not been considered. This paper focuses on theoretical and experimental analysis of the valve dynamic and thermal cycle for reciprocating compressor in the situation of stepless capacity regulation. The valve dynamics equation, gas forces for normal and back flow, and the cylinder pressure varying with suction valve unloader moment during compression thermal cycle are discussed. A new valve dynamic model based on L-K real gas state equation for reciprocating compressor is first deduced to reduce the calculation errors induced by the ideal gas state equation. The variations of valve dynamic and cylinder pressure during part of compression stroke are calculated numerically. The calculation results reveal the non-normal thermal cycle and operation condition of compressor in stepless capacity regulation situation. The numerical simulation results of the valve dynamic and thermal cycle parameters are also verified by the stepless capacity regulation experiments in the type of 3L-10/8 reciprocating compressor. The experimental results agree with the numerical simulation results, which show that the theoretical models proposed are effective and high-precision. The proposed theoretical models build the theoretical foundation to design the real stepless capacity regulation system.     

往复式变频压缩机在CNG子站系统中的应用

对定频、变频与液压3种往复活塞式压缩机在CNG子站系统中应用进行了对比分析。模拟了压缩机排气量、轴功率随吸排气压力的变化关系,得到了性能变化的曲线图。数值模拟结果与压缩机的实际运行特性表明,CNG子站用变频往复活塞式压缩机在排气量、能耗、运行时间和智能化等性能指标方面更具竞争性。     

直联压缩机两种不同控制方法的比较研究

建立了空压机的负载数学模型,对其负载进行了分析。建立了永磁同步电机的数学模型,给出了一种用于交流永磁同步电机速度控制的滑模控制器。根据永磁同步电机的控制特点和空压机负载特点进行Simulink仿真,仿真结果表明,加滑模控制器时,电机转速波动较小。最后,对用永磁同步电机驱动直联便携式空压机做实验。实验结果表明,与常规的PI控制策略相比,滑模变结构控制改善了系统的动态性能,有较强的鲁棒性。永磁同步电机驱动空压机效率高,转速波动小。     

电驱动挖掘机流量匹配系统动臂特性研究

以6 t液压挖掘机动臂为研究对象,提出伺服电机驱动定量泵的流量匹配控制系统。在SimulationX中搭建伺服电机仿真模型,通过与伺服电机响应特性试验结果对比,验证伺服电机模型的准确性;建立液压挖掘机动臂机械结构多体动力学与电液系统的联合仿真模型,仿真分析了不同控制方式下,动臂的运行特性和能耗特性。结果表明,与负载独立流量分配(LUDV)系统相比,采用伺服电机驱动定量泵流量匹配控制的动臂能耗降低约13.6%。     

泵控马达复合调速系统控制

介绍了泵控马达变转速节流复合调速系统的工作原理及结构,建立了系统的AMEsim-Simulink的联合仿真模型,提出了泵控马达变转速节流复合调速系统的控制策略,并进行了仿真分析。     

HydroCOM无级气量调节系统在往复压缩机上的应用

研究分析了应用于中国石油乌鲁木齐石化加氢裂化压缩机上的HydroCOM无级气量调节系统的工作原理和控制逻辑,该系统基于部分行程顶开进气阀调节理论,核心部件是液压执行机构和电磁阀,通过压叉强制顶开进气阀片控制进气阀的打开时间,从而只压缩工艺所需要的气量。计算比较了该系统在压缩机组中实际使用中的节能效果,该系统调节下的往复压缩机轴功率与排气量成正比,实现了连续无级气量调节,并对该系统执行机构密封室出现的填料损坏问题的原因进行了探讨和分析,发现工况恶劣与装配不合适是引发密封填料损坏的主要原因。HydroCOM系统对于往复压缩机的控制快速而精准,节能效果明显,避免了起动、停机过程中较大的压力波动,同时也能够使压缩机的各项运行参数更稳定。     

四足机器人液压驱动单元变刚度和变阻尼负载特性的模拟方法

基于机理建模方法建立了液压驱动单元位置控制系统数学模型,针对不同环境结构下负载刚度和负载阻尼的动态变化特性,把位置控制环作为控制器内环,推导了一种变刚度和变阻尼负载特性的模拟方法。建立了负载特性模拟方法的仿真模型,并在液压驱动单元性能测试平台上进行了模拟方法的实验测试,研究了斜坡阶跃负载力和正弦负载力下变刚度和变阻尼负载特性的模拟效果。研究结果表明：设计的模拟方法能够较好地模拟环境刚度参数变化、阻尼参数变化,以及刚度参数和阻尼参数同时变化时的负载特性。