面向复杂工况的液力变矩器与变速箱效能优化协同控制策略

针对工程机械在复杂工况下能源利用率不高的问题,提出了一种液力变矩器与变速箱效能优化协同控制策略。首先,在装载机功率与力学平衡的基础上,构造了基于牵引性能理论的装载机动力传动系统仿真平台,并通过装载机循环工况采集到的实验数据验证了其有效性和可靠性;其次,基于发动机与液力变矩器台架实验,研究了ZL50型装载机的牵引特性,对比了其在起步、举升、铲掘、匀速4种不同牵引阶段的动力性能,分析了液力变矩器的闭锁点对装载机动力性、平顺性和经济性的影响;最后,提出了面向复杂工况的液力变矩器与变速箱效能优化协同控制策略,并对优化前后的装载机效能进行了对比分析。研究结果表明:在相同的V型循环工况下,采用所提出的控制策略,装载机等油耗输出能量从372.69 kW·h·mL^(-1)提高到420.51 kW·h·mL^(-1),整机效能提高了约12.8%。所提策略可为大型工程机械传动效率低、燃料消耗大、污染排放严重等问题提供解决方案。

冲焊型液力变矩器叶片回弹规律及抑制技术

冲压焊接型液力变矩器由于便于量产而被广泛应用于汽车,其是自动变速箱的核心部件.液力变矩器性能直接由叶片形状决定,由于叶片在冲压过程中存在回弹变形,因此针对叶片冲压回弹规律及其对性能的影响开展研究.首先利用有限元方法对冲压过程及回弹变形进行仿真,并采用流场数值模拟研究了不同回弹程度对变矩器外特性的影响规律,然后通过在叶片中间流线处开设拉延筋抑制叶片冲压起皱和回弹现象,最后制造叶片样件验证回弹抑制有效性,并通过液力变矩器样机试验验证流场数值模型计算精度.研究结果表明涡轮出口回弹对变矩器性能影响显著,最高效率和起动泵轮能容分别增大了0.067%、8.18%,起动变矩比减小了1.41%.样机实验验证表明冲压回弹仿真模型与计算流体动力学模型准确度高,其计算结果与实际结果吻合度较好,拉延筋结构可以较好的抑制叶片最大回弹偏差并改善回弹分布.

液力变矩器及其控制系统动特性研究

建立了导叶可调式液力变矩器及其控制系统的动态数学模型，对液力速度控制系统进行了动态仿真和试验验证，并阐述了液力控制系统的特点。对设计、分析液力控制系统及拓展其应用领域具有较重要的意义。

大功率风电机组新型传动系的建模与仿真

在行星齿轮传动的基础上提出了一种用于大功率风电机组的新型液力速度控制传动系,它包括风轮转子、行星齿轮增速机构、液力机械和同步发电机。建立了传动系统的动态数学模型,并以MATLAB/simulink为仿真平台建立了其仿真框图,对液力速度控制系统的速度调节特性进行了仿真研究。仿真结果表明新型传动系可以实现无级调速、变速输入、恒速输出,并在速度调节特性中显示了很好的稳定性和动态性能;它可以稳定电力的输出,提高风力的发电量,并减轻传动系统的尖峰负载。

基于椭圆循环圆的轿车扁平液力变矩器设计

为设计叶形更为合理、性能更优的轿车扁平化液力变矩器,提出了基于椭圆的扁平循环圆设计方法。提出了全新的扁平率定义,使扁平率的变化能够反应循环圆整体形状的变化。在分析环量分配规律对变矩器性能影响的基础上,改进了传统的等环量分配叶片法,针对不同叶轮采用不同的二次函数环量分配规律进行叶片设计,得到了叶形更为合理的扁平变矩器叶片。将本文方法与传统方法进行了对比分析,结果表明,用本文方法设计的扁平变矩器性能更佳。

多流动区域耦合算法在液力元件中的应用

讨论了多流动区域耦合算法及其在液力元件中的具体应用,给出了液力变矩器和液力偶合器的不同转速、多叶轮流场耦合计算的应用实例。计算结果表明:多流动区域耦合算法比液力元件通过上下游传递边界条件的单个叶轮算法更为先进。基于三维流场数值解计算出液力变矩器与液力偶合器特性,将其与试验结果进行对比后可知,多流动区域耦合算法具有更高的计算精度。

风力发电液力机械传动装置的特性及设计

分析了液力机械传动装置主要参数对风力发电系统性能的影响规律,给出了这些参数的设计原则。建立了数学模型,得到液力机械传动装置的效率等性能指标,液力机械传动的效率在额定功率转速范围内可达92%～94%。风力发电要求变矩器的高效率范围宽,转速比较低,应选用双涡轮液力变矩器。液力机械传动要在整个工作范围内获得高效率,必须保证风力机、行星排和变矩器的合理匹配。

液力变矩器导轮空转特性无叶片数值仿真

分析了导轮在液力变矩器工作液体循环中的导流作用,在此基础上提出一种无叶片数值仿真方法。采用该仿真方法,直接获取了各导轮空转工况下变矩器的转矩特性和循环流量特性,并通过设定监控点来观测相应的导轮空转转速。与传统方法仿真结果和现有试验数据进行了对比,结果表明:无叶片法具有较高的仿真精度,并有效减少了导轮空转仿真的计算量。

液力变矩器叶片参数的正交试验优化设计

在计算流体动力学中,采用正交试验方法对液力变矩器的叶片参数进行优化。研究了优化变量的选择方法。根据一维设计理论并结合计算流场的分布特征,选取对变矩器性能影响显著的叶片参数作为优化变量。采用正交试验方法分别以起动变矩比、最高效率为单目标进行优化,得到最优目标值。在此基础上构建综合目标函数进行优化。对某变矩器优化后起动变矩比和最高效率分别提升了1.5%、7.3%,表明该方法效果较好,具有工程实用价值。

液力变矩器流场分析与设计的研究现状及展望

综述国内外在液力变矩器流场分析与设计方法方面的研究现状,分析、总结了相应的研究进展及取得的成果,指出了其发展趋势.

冲焊型液力变矩器叶片成形的精密控制

为避免传统叶片制造过程中反复修模、试模问题,本文提出了一种对带有加强筋和折边的YJC265冲焊型液力变矩器泵轮和涡轮的叶片成形进行精密控制的方法。该方法能够预测出叶片制造过程中出现的回弹量,并按计算结果补偿叶片模具型面,得到理想的叶片冲压件;又通过成形回弹计算与模具补偿方法,制造了YJC265液力变矩器样机,且样机性能试验结果超过了设计要求,生产周期和成本远远小于传统方法。本文提出的方法能够保证叶片回弹的精度,指导叶片模具设计,保证模具开发的一次成功率,对变矩器叶片的实际生产具有重要意义。

液力变矩器轴向力的CFD计算与分析

为准确计算液力变矩器轴向力,提出了基于三维流场数值解的变矩器轴向力计算方法。计算中,利用CFD软件对液力变矩器三维流动控制方程进行数值求解,在数值模拟得到的变矩器内流场速度、压力数值解的基础上,进行轴向力计算。将新的轴向力计算方法应用于变矩器实例,将其计算结果分别与传统方法计算结果以及实验结果进行对比后可知,新方法计算误差明显减小。

基于流固耦合的冲焊型液力变矩器焊接强度分析

基于单向流固耦合(FSI)分析技术,对某型冲焊型液力变矩器的焊接强度进行数值计算。计算中依据冲焊型液力变矩器焊缝处的结构特点,采用接触算法,并通过CFD和FEA相结合的方法实现了对涡轮焊接强度较为精确的预测,同时得到了涡轮结构的变形和应力分布情况。结果表明在典型的制动工况下,冲焊型液力变矩器的焊接强度能够满足要求。本文工作可为冲焊型液力变矩器的结构设计及分析提供参考和指导。

液力变矩器传控系统的特性与应用

阐述了液力变矩器控制系统目前实用的几种组成方法和特性 ,有助于设计液力控制系统并拓展其应用领域。

船舶发电液力调速控制系统仿真与试验

在分析船舶发电用液力调速装置的工作原理基础上,建立数学模型,确定了传动系统的参数,设计了相应的液力调速控制系统,并对其进行了仿真.仿真结果表明,控制系统通过对导叶的自动调节能够实现变速输入、恒速输出的设计要求.试制了船舶发电用液力调速装置,对液力调速装置进行了台架试验,取得良好的效果.试验结果验证了液力调速装置应用于船舶轴带发电的可行性与适用性.

一种基于权重的某车用液力变矩器闭锁品质优化方法(英文)

为改善液力变矩器的闭锁品质,对某车用综合式液力变矩器闭锁点进行了优化。综合考虑闭锁前后涡轮输出转矩变化与发动机惯性能量释放对闭锁品质的影响,采用目标规划的思想,研究了在不同涡轮转速下闭锁时涡轮转矩变化和发动机惯性能量释放两方面对闭锁品质的不同贡献量,对以往统一目标函数法进行修正,提出一种基于权重的统一目标函数,并基于此方法确定了闭锁点。基于Maylab/Simdriveline建立了某液力变矩器的闭锁性能仿真模型,并进行仿真计算。仿真结果表明,优化后的闭锁点较以往方法设计的闭锁点更为合理。

基于Buck电路的矩阵变换器风机直接转矩控制

针对恒速恒频风力发电机控制困难和易受电网谐波影响的问题,提出了一种基于Buck电路的矩阵变换器的风机直接转矩控制方法.利用Buck电路简化传统的三相-三相矩阵变换器控制策略来构造三相-单相矩阵变换器,将该矩阵变换器应用到永磁直驱风力发电机的直接转矩控制系统中,并使用反馈线性化法来简化系统的控制策略.利用Matlab软件的仿真测试结果表明,所设计的矩阵式变换器能显著提高系统的动态响应性能,且提出的控制策略具有良好的稳定性和鲁棒性.

液力机械反馈控制工作的应用特点及试验研究

液力传动作为流体传动控制技术的一个学科分支 ,在机械工程中的传统应用只限于作为动力主传动装置使用 ,而在闭环反馈控制系统中很少采用。探讨了产生这一状况的原因 ,并且根据液力传动的工作机理 ,结合科研实践及应用经验 ,系统地总结分析了液力机械反馈控制工作的特点 ,介绍了有关的试验研究成果。

基于电流源变流器的永磁同步电机驱动系统全状态变量预测转矩控制

电流源变流器输出电压平滑、具有天然短路保护能力,在长电缆驱动、中压驱动等场景得到广泛应用。电流源变流器的输出滤波电容与电机的电磁动力学方程构成二阶系统,存在天然的谐振频率,易失稳,因此对控制器的设计提出了严峻挑战。该文深入地分析了被控对象的数学模型,在不考虑控制变量和状态变量约束的条件下,理论上求解了可实现电磁转矩的无差拍控制的输入电压值,以此作为滤波电容电压的参考值。在此基础上,充分利用模型预测控制多目标全局优化的能力,将dq轴电流、输出电容电压和开关惩罚项包含在一个统一的代价函数中,提出一种计及全状态变量的预测转矩控制策略。所提的全状态变量预测转矩控制可有效抑制滤波电容和定子电感之间的能量振荡。在此基础上,通过理论分析和大量仿真数据获取采样频率和开关惩罚项权系数的设计准则,通过选取合理的开关惩罚项权系数,可实现开关频率和稳态控制性能的优化设计。最后,通过硬件在环(HiL)对所提控制策略进行了验证。测试结果表明,全变量预测转矩控制稳态转矩脉动小;在动态转换过程中,转矩响应速度快。

可调式液力变矩器可调导轮参数计算方法

推导出可调导轮几何参数随开启角的变化规律,并分析了导叶调节机构,从而建立了以导叶调节机构的输入为调节变量的导叶可调式液力变矩器的特性计算方法。