水力条件对PRO工艺效能影响及膜污染机理

研究以单宁酸和海藻酸钠为模型污染物,考察了有效渗透压差、汲取液侧操作压力、错流剪切力等水力条件对压力阻尼渗透工艺效能的影响,并利用XDLVO理论分析了膜污染机理.结果表明,相比海藻酸钠,单宁酸主要吸附在膜的多孔支撑层内部,造成的膜污染更为严重.当PRO过滤单宁酸时,较高的有效渗透压差和较大的错流剪切力提高了PRO工艺的水通量和功率密度水平,同时加重了膜污染,但是PRO膜对单宁酸的截留率均在85%以上.汲取液侧施加较高的操作压力,一方面减小了有效渗透压差,降低了水通量水平;另一方面提高了功率密度水平并缓解了膜污染,当操作压力从1bar增至4bar时,初始水通量降至10.5L/m^(2)h,而产能提高了200%.XDLVO计算结果表明,单宁酸的界面自由能更高,更容易相互聚合并粘附在PRO膜上,结合水力条件的影响,其造成的通量损失比海藻酸钠更严重.

重载车辆再生缓速系统运行特性及能效分析

重载车辆行驶路况复杂,在其下长坡过程中,机械制动器因长时间工作而温度上升,容易造成刹车失灵。为此,针对30 t重载车辆提出一种液压再生缓速系统对其进行制动,系统由液压泵/马达为车辆提供制动扭矩,蓄能器回收制动动能并在加速工况辅助电机驱动车辆,散热模块进行系统散热。制定了车辆行驶过程中的加速与制动控制策略并建立了车辆系统仿真模型进行分析。结果表明:在不同的坡度下该系统均能够提供足够的制动扭矩,最大制动扭矩可达1150 N·m,具有很好的缓速制动特性,其系统油温也稳定在60℃左右;同时该系统能将回收的制动能量辅助电机驱动行走系统,制动能量回收率为42.4%。

水介质缓速器定子叶轮进液口结构优化设计与分析

为有效降低现有水力缓速器定子叶轮铸造难度、提升定子叶轮铸造成功率及其制动扭矩性能,基于自主研发的水介质缓速器样机结构模型,采用CAD-CFD设计与仿真优化协作方法,采用均匀壁厚的设计思路,设计出一种对称凸台式进液口结构,金属液沿着进液口两侧的叶片(厚度2 mm)对称流向对称的六边形结构的进液口(1.5 mm),浇铸流动性好,可有效避免出现“铸件缺口、缩孔缩松的缺陷”;制动力矩CFD仿真计算结果对比显示,对称凸台式进液口沿着相应叶片的对称布局,可以有效降低凸台对涡流损耗效应的扰动,使得该型式定子叶轮发挥出较佳的制动扭矩性能。该研究为进行水介质缓速器样机定子叶轮的结构优化设计与应用打下基础。

电磁开关阀式液力缓速器特性研究

为减少汽车刹车时液力缓速器工作响应时间,提高液力缓速器系统的制动特性,文章采用电磁开关阀代替比例压力阀控制液力缓速器的方式,对电磁开关阀本体与液力缓速器的控制策略进行联合仿真,并通过实验验证该控制方式,让液力缓速器更快速的响应。对比比例压力阀的实验数据进行分析,结果表明,使用电磁开关阀代替比例压力阀控制液力缓速器,加入比例积分微分(proportional integral derivative,PID)和窗数的控制手段,在超调量可被接受的范围内,极大缩短液力缓速器的响应时间,实现了液力缓速器响应的快速性,并为车辆提供稳定的制动力矩,实现对液力缓速器各个挡位的稳定控制。

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。

汽车液力缓速器散热性能研究

汽车液力缓速器的热交换能力是保证车辆稳定而持续制动的关键因素。为了研究液力缓速器的散热性能,建立了液力缓速器的散热数学模型,利用Simulink进行仿真分析;搭建了液力缓速器的试验平台,利用试验方法分析液力缓速器在各工况下的热交换性能。研究结果可为液力缓速器的优化改进提供重要参考。

并联缓速器齿轮增速比对制动扭矩影响的实验研究

基于现有并联液力缓速器,分别设计2.0、2.03、2.138三种不同齿轮增速比的缓速器驱动齿轮和被动齿轮,并装配样箱进行缓速器外特性实验,研究齿轮增速比对缓速器制动扭矩性能的影响。根据现有缓速器实验数据,通过理论计算,设计满足整车匹配缓速器所需的缓速器齿轮增速比及对应缓速器制动扭矩曲线。实验表明,可通过增大缓速器齿轮增速比来解决缓速器低转速区间段制动扭矩较小问题,进而满足市场上大马力小后桥车型匹配缓速器的需求,并可通过限制扭矩控制方法实现高转速区域缓速器制动扭矩的平稳输出。

基于CFD技术的液力减速器性能预测研究

基于CFD技术,以一维束流理论的研究成果为参照,利用混合平面方法,同时采用标准k-ε模型及SIMPLEC算法,对全充液工况液力减速器内流场进行了数值模拟分析,得到了液力减速器的内流场压力、速度分布特性,在此基础上进行了制动力矩计算,其结果与实验结果基本吻合,表明采用CFD方法对液力减速器性能进行预测是可行的。

车用液力减速器制动性能的计算方法

介绍了车用液力减速器的工作原理和主要用途 ,建立了计算液力减速器制动性能的数学模型 ,并进行了液力减速器的性能试验 ,得到了液力减速器制动性能计算参数的选择范围 。

基于流场特性的液力缓速器叶栅角度优化设计

为了提高液力缓速器制动转矩系数,对液力缓速器内湍流流动进行了三维瞬态多相流数值模拟。通过对其内流场特性分析,发现液力缓速器工作流道的壁面脱离现象以及弦面内产生的涡旋区不利于恒定制动转矩的输出。针对这一问题,考虑到液力缓速器各结构参数之间的相关性,对多参数共同作用的内流场进行数值分析,优化叶栅参数。结果表明,通过分析多参数共同作用的流场来优化缓速器叶栅参数的方法比较合理;对液力缓速器叶片前倾角和叶片前缘倒角进行优化后,叶轮流道内存在的涡团和流动分离现象基本消失,制动转矩系数提高6%。

液力减速器充液过程瞬态特性三维数值模拟

为得到紧急充液过程中的液力减速器瞬态内流场特性及制动外特性,基于瞬态流场计算方法建立了某型液力减速器相应的仿真模型。结合实际车用工况确定了入、出油口的流速,设置了精确的初始流场作为边界和初始条件,运用CFD技术对液力减速器紧急制动工况的充液过程进行流场分析及制动外特性仿真计算。以动轮初始转速2 640 r/min紧急充液过程为例分析了液力减速器流道内腔速度、总压、湍流动能分布特点,并对制动外特性仿真结果与试验数据进行了对比,仿真误差为12.7%。表明仿真模型和方法较为合理、准确,瞬态流场仿真方法能更全面地反映液力减速器充液过程中随时间变化的流场内特性及制动外特性。

牵引-制动型液力变矩器原始特性研究

基于束流理论建立了牵引-制动型液力变矩器原始特性参数计算数学模型.对以D430型液力变矩器为原型设计的牵引-制动型液力变矩器进行了原始特性参数计算,并将计算结果同D430型液力变矩器原始特性参数进行了比较分析,结论合理.对设计牵引-制动型液力变矩器具有一定的指导意义.

液力减速器制动性能及其两相流分析方法研究

为对车用液力减速器在制动过程中制动性能进行准确预测,在全充液的单一液相流动到不充液的单一气相流动的整个工作过程中,对于无内环的液力元件采用混合入、出口的边界条件处理方法,对充液率分别为100%、80%、60%、40%及20%时的工况分别进行CFD液力减速器内流场数值模拟,获取不同充液率和不同转速下的制动性能曲线,并得到对应不同工况的速度和压力场分布特性.结果表明,CFD数值模拟可以较为准确地预测制动性能,并且混合入、出口的边界条件处理方法更符合无内环叶轮机械内部的实际流动本质.

锗废渣掺量对水泥及膏体水化凝结的影响规律

研究锗废渣掺入水泥及膏体后对其水化凝结规律的影响。将锗废渣以不同比例掺入水泥,经研究发现锗废渣不同掺量可以对水泥水化凝结起到调节作用。在此基础上,将尾砂和锗废渣以不同比例配制成膏体,发现锗废渣对膏体凝结起到了促凝的作用,而且掺量越大,效果越明显。经分析认为,锗废渣的掺入使水化反应生成更多的钙矾石,从而降低尾砂中Zn2+对膏体的缓凝作用。这为进一步研究将锗废渣掺入膏体调节膏体凝结时间提供理论依据。

车辆液力减速制动器设计和试验研究

研究了液力减速制动器循环圆腔室内油液流动的内特性 ,建立了用于内特性计算的数学模型 ;对液力减速器空气鼓风损失进行了研究。在此基础上 ,设计出采用新的减损结构措施的液力减速制动器样机 ,并进行了相应的台架试验。结果表明 ,液力制动力矩的理论设计值与试验值接近 ;

液力缓速器三维数值模拟及性能预测

采用标准k-ε模型和SIMPLEC算法对液力缓速器内部流场进行了数值模拟,计算结果揭示了流道内湍流流动的速度分布、压力分布和湍动能分布规律,从而分析出该型叶轮流动的特点。在流场分析与计算的基础上,提出了液力缓速器性能预测方法,对规定工况点的性能进行了预测,并分析了预测结果和试验结果差异的原因。

基于CFD和FEA的液力减速器叶片强度分析

基于对某型液力减速器内流场的CFD数值模拟,运用坐标变换、曲面拟合等方法,得到其叶片表面的压力随局部坐标x,y变化的二元函数.根据拟合的压力分布函数,应用编制的APDL程序,将分布载荷施加到利用有限元分析软件ANSYS建立的FEA模型,从而实现了对流体压力作用下的叶片强度问题较为精确的有限元分析.结果表明,在最高转速工况,叶片根部应力过大,存在安全隐患.

液力减速器空化前后振动及噪声特性变化机理

为研究液力减速器空化前后振动噪声特性变化情况,基于INV3020数据采集系统和高速摄影系统建立了空化和振动噪声测试系统,实现了性能参数和振动噪声信号的同步采集。通过调节液力减速器进、出口压力及泵轮转速,结合高速摄影试验准确获得空化初生的条件,利用加速度传感器和声压传感器测量了空化前后的振动和噪声。结果表明,在转速1 100 r/min条件下,初始压力下降至0.04 MPa时,泵轮背面靠近外缘位置最先出现空泡,随着压力继续降低,空泡逐渐占据整个流道,并向低压区域游移。各空化阶段周向振动冲击强度明显高于径向方向,径向方向M1、M3两测点振动强度相差不大;空化初生时振动加速度和声压级最大,严重空化时次之,未空化时最小。不同空化阶段对噪声各频段贡献量不同,空化初生时声压级的提高主要由于叶频及其倍频分量,及300~500 Hz频带与1 000~2 000 Hz频带声压级的上升。随着空化的加剧,叶频及其倍频逐渐淹没在空化诱发的低频噪声中,轴频及其倍频分量突出,1 000~5 000 Hz频段声压级上升,并伴随空化诱发的宽频带。该研究可为液力减速器空化振动噪声机理研究及液力减速器设计方法提供参考。

车用液力减速器叶片数三维集成优化

为了对车用液力减速器叶片数目进行参数优化,建立了液力减速器叶栅参数三维集成优化仿真平台。以叶片数为设计变量,三维CFD计算作为求解器进行DOE试验设计,并根据试验样本结果构建RSM模型进行优化,得到液力减速器动、定轮最优叶片数。就叶片数对液力减速器内流场特性、制动外特性的影响进行了分析,并结合试验数据对优化前、后缓速制动性能进行了对比。结果表明,优化仿真平台精度较高,结果可信。优化后的液力减速器缓速制动性能显著提高。

双循环圆液力缓速器叶形参数优化设计

为对双循环圆液力缓速器弯叶片叶形参数进行优化设计,搭建叶栅系统优化设计平台。建立缓速器内流道参数化模型,并通过网格独立性研究对仿真模型可信度进行验证。基于三维流场仿真技术,以叶形包角与工作面内外圆弧半径为设计变量,进行试验设计研究,分析设计参数对缓速器制动性能的影响,构建近似模型,采用多岛遗传算法进行全局优化设计,得到最优的设计参数,并对优化前后缓速器内流场特性与制动性能进行对比分析。分析结果表明:优化后缓速器的制动性能显著提高,制动力矩平均增幅可达42.3%.