内冷油腔的油液流动是缓解防爆柴油机活塞热疲劳问题的有效方法。针对油液的两相流状态,建立压力波微分方程,采用有限元数值模拟方法得出油液模态、含气率、有效体积模量以及压力之间的关系。基于内冷油腔试验台验证含气率仿真结果并对油液喷射过程进行测定,得出油液的捕捉率和压力波动特性。研究结果表明:油液固有频率随含气率的增大呈现出先减小后增大的变化趋势;当含气率低于10%时,等效体积模量随着含气率的增大急剧降低;喷油口和进油口的间距小于105 mm时,捕捉率急剧下降;压力波出现最大幅值所对应的油液固有频率为176 Hz。

基于某产品减速器出厂交验的要求,设计开发全液压磨合试验台。该减速器具有双轴同步高速输入、单轴低速输出且传动功率大等特点,在传统机械磨合方法不易实现的情况下,设计上采用变量泵驱动2个同规格高速马达输入和选用低速大扭矩液压马达代替液压泵对输出轴加载的方案,解决了减速器双轴输入同步性和单轴低速大扭矩输出模拟加载的难题。通过产品出厂交验运行证明,该全液压磨合试验台完全符合产品的使用要求。

由型线方程建立了双涡圈涡旋压缩机涡旋盘几何模型,讨论了双涡圈涡旋齿在加工过程中齿头与刀具的干涉情况,并根据修正后排气角的计算公式给出了任意曲轴转角下任意压缩腔的工作容积以及吸气、排气容积,讨论了双涡圈涡旋压缩机的泄漏模型,并定量分析了径向泄漏线长度。推导出了在基圆半径不变的情况下,能正确啮合的涡旋体型线的起始角范围,定量分析了在圆渐开线起始角或基圆半径不变的情况下,基圆半径或圆渐开线起始角对双涡圈涡旋压缩机性能的影响。

为适应挖掘机电动化的发展需求,提出一种开式容积与储能平衡协同控制液压挖掘机动臂的原理,通过改变伺服电机转速控制定量液压泵输出流量匹配负载需求,三腔液压缸的独立储能容腔连接蓄能器,将动臂下降时的重力势能转化为液压能存储并在举升动臂时再利用。研究中,分别测试了变量泵和伺服电机的动态响应速度,并测试了定转速异步电机驱动变量泵、变转速伺服电机驱动定量泵这两种动力源的能效,构建了液压挖掘机动臂储能平衡试验测试系统,对比分析了这两种动力源驱动挖掘机动臂的能效特性。结果表明,与异步电机驱动变量泵作为动力源相比,采用伺服电机驱动定量泵作为动力源驱动挖掘机动臂可降低峰值功率19.8%,一个周期内降低能耗58.7%,节能效果非常显著。

为分析不同控制方法在阀控液压马达角位移控制系统中的应用效果,分别基于PID闭环控制、极点配置法及含有状态观测器的极点配置法对阀控液压马达角位移随动系统动态特性进行对比研究。首先,简要介绍了阀控液压马达系统的工作原理;其次,分别建立了阀控液压马达角位移控制系统的传递函数、方框图及状态空间表达式,并对该系统的时-频域特性与能控-能观测性进行分析;在此基础上,分别基于3种控制方法对阀控液压马达角位移控制系统进行设计,并利用MATLAB/Simulink软件对系统阶跃响应进行了仿真分析,以对比各控制方法在阀控液压马达系统中的应用效果以及状态观测器极点位置对系统动态特性的影响,为改善阀控液压马达系统的动态特性提供理论依据。

提出了一种立体车库取车过放节流缓冲系统,给出了过放节流缓冲原理,基于AMESim搭建了过放系统节流缓冲模型并进行了取车过放节流缓冲性能仿真研究,分析了停车厢质量、停车厢速度、溢流阀开启压力、节流阀通径对停车厢过放节流缓冲位移及缓冲缸下腔压力的影响情况,研究结果表明:取车过放缓冲阶段,缓冲缸下腔基本没有压力冲击,前期具有一定的压力波动;停车厢质量和速度对停车厢位移、节流缓冲持续时间的影响是一致的;增大溢流阀开启压力,停车厢位移减小,节流缓冲时间明显缩短;增大节流阀通径,停车厢位移有一定程度减小,节流缓冲持续时间有较大幅度减小,缓冲缸下腔前期压力波动程度明显降低。

电动伺服泵控单元(EPU)集永磁同步伺服电机和定量泵于一体,是电液伺服泵控系统的核心元件。高集成度、高功率密度的设计特点导致EPU的散热条件差,过高的温度会影响EPU安全性、稳定性以及寿命。建立伺服电机和定量泵损耗热功率模型,借助Ansoft Maxwell软件对伺服电机空载气隙磁密和空载反电动势进行分析,验证电机模型的有效性。通过Maxwell和MATLAB软件计算得到电机和定量泵在低转速不同负载下的发热功率,分析负载转矩对EPU发热的作用规律,得到伺服电机和定量泵的热功率特性。研究成果将为电液伺服泵控系统热平衡研究奠定基础,对系统设计、元件升级以及负载匹配等具有指导意义。

针对目前润滑脂过滤设备中润滑脂过滤网更换过程繁琐及润滑脂过滤流量小等影响生产效率的问题,设计了一种润滑脂自动过滤设备。通过分析润滑脂的特性及润滑脂自动过滤设备工作原理,采用液压增压方式,设计了润滑脂自动过滤液压系统原理图,分析了各液压回路的工作情况和技术特点。采用PLC控制逻辑单元,确保系统运行安全稳定可靠。解决了润滑脂过滤过程中过滤网更换繁琐的问题,保证了过滤过程中过滤器密封性的问题,增大了润滑脂流量,提高了生产效率。利用非牛顿流体过滤理论对设备技术性能进行了计算,设计结果满足技术指标要求。

介绍了轨道交通列车制动系统控制原理和制动压差对制动系统的影响及危害。分析导致列车空气制动压力存在压差的原因并通过试验结果验证分析的合理性。提出列车制动系统的制动压差控制策略及算法的设计,利用AMESim和Simulink软件构建制动系统仿真模型对压差控制策略和算法进行研究。仿真结果表明,压差控制在制动阶段和快速控制过程中都可明显抑制制动压差的现象,此压差控制可为列车制动压力精确控制提供设计依据以提高列车制动系统可靠性和运行安全性。

为优化某型号输油泵的结构,提高输油性能,研究了转子与泵体之间的径向间隙(以下简称:间隙)对泵流动特性的影响。采用ICEM软件对输油泵内流场进行建模与网格划分,应用计算流体动力学软件Fluent对输油泵在6种间隙及3种转速工况下的内流场进行数值模拟计算,得到了不同转速下出口流量和出口压力随间隙的变化曲线,对比分析了不同间隙下输油泵内流场的流动速度分布。研究结果表明:间隙为0.3 mm工况下,可获得较大的输出流量和出口压力,但出油口上部容易产生回流现象;间隙为0.4 mm工况下,可获得较大的输出流量,并且出油口流速呈现中心高、两侧依次减小的状态,然而,出口压力相对前者减小了32.01%(额定转速360 r/min工况下)。