液粘调速离合器液压系统压力控制策略

针对电液比例溢流阀存在最小调节压力,难以满足液粘调速离合器液压系统的低压工况需求的问题,本文提出了变转速液压泵与电液比例溢流阀联合控制的压力控制策略。分析了泵阀联合控制系统模型,在低压时采用泵控,高压时采用阀控,中间采用逻辑硬切换;列写控制油腔流量连续性方程,以流量和压力作为反馈进行压力控制,设计液压泵的滑模控制器,采用Lyapunov稳定性理论证明所设计的滑模控制系统的稳定性;搭建液粘调速离合器测试实验台,比较PID和滑模控制算法对液压泵的压力控制效果。实验结果表明:基于液压泵与电液比例溢流阀协同作用的控制策略可以扩大压力调节范围;相对于PID,滑模控制具有很好的鲁棒性,并且可以提高压力控制精度。

基于PLC液黏调速离合器液压控制系统的设计

针对液黏调速离合器的液压控制系统,阐述了其整体构成、PLC控制过程工作原理、控制电路及PLC梯形图。设计采用西门子PLC作为控制核心,实现对控制油路和润滑油路中的油压控制,以及油压、油温的模拟量检测。

液粘调速离合器液压系统仿真及试验研究

建立了液粘调速离合器的液压系统仿真模型,完善了液压系统的冷却润滑设计计算方法,并以YT16液粘调速离合器为例进行了试验验证,解决了液粘调速离合器冷却和润滑油流量的分配问题,提高了整机性能。研究成果对液粘调速离合器的设计及提高产品性能和可靠性具有实际指导意义。

考虑结构参数影响的液黏离合器锥形摩擦副非线性承载特性研究

为研究不同结构参数对锥形变形摩擦副承载特性的影响,建立不同结构参数下锥形变形摩擦副等效接触模型,采用Ansys Workbench进行屈曲变形仿真,结合Matlab数值模型分析,得到不同结构参数下摩擦副油膜厚度变化规律;基于油膜压力与微凸峰粗糙接触模型,探明了10 s软启动过程中不同结构参数下的最大总接触压力变化规律,总结出锥形摩擦副在满足实际使用工况条件下最优结构参数的选取方法。结果表明,钢片轴向变形与厚度的增加会使钢片中径变形更加困难,使摩擦副最大总接触压力增加,同时导致摩擦副的非均匀接触及接触压力的不均匀分布;不同内外径比只会影响摩擦副最大总接触压力的分布位置,对其变化规律与数值并无较大影响。研究结果为后续不同结构参数下锥形变形摩擦副转矩特性的研究提供了依据。

基于AMESim的液粘调速离合器动态接合特性研究

为了在不增加系统装机功率的前提下提升驱动扭矩,设计了一种'电机+飞轮+液粘调速离合器'驱动系统。创建了驱动系统各能量传递环节的数学模型、油膜承载力模型和驱动系统的AMESim仿真模型,揭示了飞轮转动惯量、油膜厚度控制曲线等因素对液粘调速离合器动态接合特性的影响规律,得到了扭矩、转速及冲击度变化曲线,搭建了相应的实验台架。仿真和实验结果表明,通过合理控制液粘调速离合器的油膜厚度,实现了持续时间长达50 s的两倍额定扭矩的输出,可满足大中型机械设备对于启动扭矩大、冲击度小的工程需求。

盘式磁流变液离合器传递的扭矩分析与磁路设计

简述了盘式磁流变液离合器的工作原理,通过具体实例讨论了磁流变液离合器圆盘内外半径、盘间距等量的变化对磁流变液离合器传递扭矩的影响,以及磁路中各部分尺寸与磁阻之间的关系,分析并总结了盘式磁流变液离合器设计的关键因素,提出建设性意见,为盘式磁流变液离合器的设计提供参考。

液粘离合器摩擦特性及热负荷特性研究

本文针对新型液粘离合器的摩擦系数和热负荷进行试验研究,其中摩擦系数是液粘离合器特性的核心衡量指标,通过摩擦学理论研究,确定液粘离合器的摩擦状态,找到适用的试验方法对其进行了测试计算,根据结果进行分析,得出液粘离合器在不同转速差、不同入口油温以及不同正压力的摩滑状态时摩擦系数的变化趋势,并得到不同转速差对摩擦系数的影响公式;应用润滑油流量和摩擦功率损失计算液粘离合器的热平衡温度,并通过试验对摩擦片的热负荷进行了研究,对比分析液粘离合器热量散失的方式,发现液粘离合器摩擦片摩滑状态的热负荷计算公式有待改进;针对摩擦片轴向温度分布不平衡,制定了润滑流量的匹配结构优化方案.

双活塞液粘调速离合器动态特性研究

为了解决液粘调速离合器摩擦副偏磨问题,提高液粘调速离合器摩擦片运动系统的响应速度,提出了一种新型双活塞结构液粘调速离合器。基于摩擦片受力模型,推导出了双活塞结构液粘调速离合器摩擦片间油膜的动态平衡方程及传递函数,并对其动态特性进行了理论分析及仿真研究。结果表明:双活塞结构液粘调速离合器与单活塞的相比输出响应速度明显提高;在输出转速为80 rad/s时,其响应时间可由52 s减少到22 s。

磁流变液风扇离合器的设计与试验研究

分析了磁流变液风扇离合器传递转矩的基本原理,建立了磁流变液离合器的剪切式数学模型;设计了结构简单、新颖的磁流变液风扇离合器;在试验基础上对离合器的调速范围进行了详细分析。结果表明,设计的风扇离合器输出转矩能够满足发动机冷却风扇的驱动要求。

基于AMESim的液粘调速离合器PID控制特性研究(英文)

为了准确模拟液粘调速离合器电液比例闭环控制特性,使系统能达到稳定转速的目的,基于AMESim仿真软件构建液粘调速离合器PID闭环控制系统仿真模型。采用Ziegler-Nichols整定法确定了PID参数,研究了液粘调速离合器闭环控制系统输出响应特性,分析了PID参数对输出特性的影响。结果表明,该方法能准确地模拟液粘调速离合器PID闭环控制输出响应特性,PID参数对系统输出响应特性和转速稳定性均有较大的影响。通过PID闭环控制系统,液粘调速离合器可以达到恒转速控制,得到的仿真结果为控制器的设计提供了参考依据。

液粘调速离合器摩擦副传递转矩的计算及热平衡校核

液粘调速离合器是一种利用摩擦副之间的油膜剪切力来传递动力的新型传动装置,在大功率风机、水泵调速节能和特种车辆、工程机械无级调速方面有着广泛的应用前景。阐述了液粘调速离合器的工作原理,给出了摩擦副传递转矩的理论计算及摩擦副的热平衡校核公式,并进行了相关分析。

液黏调速离合器离心式油腔设计及其特性

液黏调速离合器是一种依靠多油膜剪切力传递扭矩的装置,尤其适合于大型风机、水泵等工程机械调速节能.由于其各摩擦副润滑油入口处油压、流量大小无法保证均匀一致,在实际工程应用中往往出现摩擦副过热、变形、偏磨等问题.为了解决此类问题,提出了一种新型离心油腔式液黏调速离合器.理论分析表明:充分利用油腔离心力的甩油作用可使得润滑油均匀地甩入各摩擦副.另外,基于流体动力学理论,建立了2种不同结构的三维流场模型,应用Fluent对流场进行数值模拟计算,研究了油腔结构和普通油道结构对喷油孔处压力和流速的分布规律.仿真结果表明:离心式油腔的设计可显著提高液黏调速离合器各摩擦副润滑油入口处油压及流量的均匀性,从而提升液黏调速离合器的工作性能,延长其工作寿命.

液黏离合器油槽结构参数对油膜剪切转矩的影响分析

合理确定油槽的结构参数能有效地改善摩擦副间流体的流场特性和油膜剪切摩擦转矩性能。为了揭示摩擦副油槽结构对油膜剪切转矩的影响,以双圆弧油槽为研究对象,建立了集油槽结构参数化设计、流场数值模拟与试验设计方法(DOE)为一体的油槽结构参数影响分析平台。重点分析了液黏离合器摩擦副双圆弧油槽宽度、油槽对数、偏心距与内圈偏心圆直径对油膜剪切转矩的影响,并探究了各个参数的敏感性。结果表明,液黏离合器油膜剪切转矩随着摩擦副油槽宽度、油槽对数及内圈偏心圆直径的增大而增大,随着偏心距的增大而减小。摩擦副油槽宽度与内圈偏心圆直径是影响液黏离合器油膜剪切转矩的敏感参数。

液黏调速离合器油槽结构参数优化设计

为了减小液黏调速离合器的带排转矩,降低摩擦副的空载功率损失,以双圆弧油槽摩擦副为研究对象,建立基于计算流体动力学流场数值分析、实验设计方法、响应曲面法及数值优化算法为一体的液黏调速离合器摩擦副集成优化设计平台.分析液黏调速离合器摩擦副油槽参数对带排转矩的影响,对结构参数进行优化设计.结果表明:随着油槽宽度和油槽深度的增大,液黏调速离合器转矩均呈现下降的趋势,但是随着油槽数目的增多,液黏调速离合器转矩呈现单调上升的趋势.优化后,减小了液黏调速离合器的带排转矩,提高了发动机的实际输出功率.

液黏调速离合器摩擦副润滑油道设计及特性分析

为了使液黏调速离合器摩擦副间隙尽可能地均匀分布,满足工作性能和散热要求。基于不可压缩流体控制方程和Shear Stress Transport(SST)湍流模型,建立了两种油道结构的三维流场模型,应用ANSYS CFX对润滑油道的流场进行数值模拟计算,研究了油道结构对摩擦副入口处油压和流速分布的影响。结果表明:润滑油道结构对摩擦副入口压力和流速影响比较明显,改进后的油道结构压力损失较小且喷油孔的油压和流速分布比较均匀,有助于摩擦片和对偶钢片间隙的均匀分布,能更好地满足液黏传递转矩和散热的要求。

多盘式磁流变液离合器的磁路设计

磁流变液离合器的磁路设计是离合器设计中的重要环节,系统地分析了多盘式磁流变液离合器磁路设计中磁路结构应该注意的因素。在此基础上,建立一套基于磁饱和效应的磁路设计方法,应用磁路欧姆定律计算磁路所需磁通势,并用ANSYS有限元分析软件进行电磁场仿真。

多盘式磁流变液离合器内温度场特性研究

设计了多盘式磁流变液离合器的结构,其能传递较大功率。基于热传导理论,采用有限元方法对多盘式磁流变液离合器内部温度场进行了研究。结果表明,滑差功率较小时,磁流变液离合器整体温度分布较为均匀。温度最低点出现在轴端,最高点出现在传动圆盘内外径之间,此时该装置能够长时间运行;滑差功率较大时,磁流变液内部温度随时间增加呈上升趋势。

液黏调速离合器摩擦副热-结构耦合分析

根据热传导理论,结合热流密度,考虑摩擦片上沟槽的对流换热作用,建立了液黏调速离合器摩擦副的理论模型。根据离合器实际工况,对摩擦副边界摩擦阶段进行数值分析,研究摩擦副不同材料组合下的温度与变形差异。研究结果表明,摩擦副温度场被沟槽分成了不同温度梯度的椭圆块,高温集中在靠近外径处;相同工况下,对偶片材料为30Cr Mn Si A时温度和变形量最大。摩擦副内外径发生了沿z轴正向和负向位移,整个摩擦副产生碟形翘曲现象。在对偶片外径约束情况下,仅30Cr Mn Si A未发生塑性变形。这对液黏传动机理和摩擦副主动设计具有指导意义。

车用高速风扇液黏离合器流体传动特性分析

为精确预测高速工况的流场特性,运用自由表面(VOF)模型,对摩擦副流体进行了数值模拟,得到了两相流区域分布及其演变规律,预测了全转速范围的转矩。研究表明:两相流区域主要受流体动压效应、流体静压效应影响;输入转速越高,摩擦副流体空气体积分数越大,供油量越大,空气体积分数越小;流体转矩随着转速升高而增大,而过某临界值时,转矩下降。作者还构建了液黏调速离合器性能试验台架,对摩擦副的油膜转矩传递特性进行试验,验证了预测模型的合理性。

液黏调速离合器摩擦副间多相流CFD模拟

基于计算流体动力学理论,建立液黏调速离合器摩擦副间流体域数学模型,运用CFD模拟软件对径向槽摩擦副间复杂多相流流场进行数值模拟,研究空化效应下沟槽数量和转速对油膜压力分布的影响;采用相间耦合的方式,数值分析固定工况下承载力随着颗粒质量分数和直径的变化规律。结果表明,随着转速的增加,压力随之增大,并呈现周期性、不均匀性,其中压力沿半径增大的方向逐渐减小并趋于一致,槽数对最大压力几乎无影响;过渡区域压力波动较显著,并在沟槽边缘出现负压,空化效应最显著的地方发生在与旋转方向相反的沟槽内侧壁面;随着颗粒质量分数的增加,承载力有所增大,相比于最小膜厚,颗粒直径过大或过小,其对承载力的影响不大;当粒径超过某一固定值时,承载力将会显著提高。