针对开槽盘式涡流耦合器调速特性,运用安培定律推导出感应涡流产生的感应磁场的表达式;将感应磁场引入等效磁路模型,结合基尔霍夫定律推导出电磁转矩的计算公式;并将电磁转矩公式分别与恒转矩负载和二次方率负载表达式联立,得到相应负载工况下的调速关系理论公式。运用三维有限元仿真和实验对所提出的调速理论模型进行验证,结果证明,所提出的理论模型在气隙长度较小的情况下具有较好的准确性。

为解决煤矿液压支架传统供液方式存在的压力波动大、流量不稳定、系统冲击大等问题,本文提出了一套煤矿液压支架智能化供液系统,并利用机电液联合仿真软件建立系统模型进行仿真。结果表明,本次提出的液压支架智能化供液系统实现了对供液系统压力的智能控制和调节,保证了液压支架在跟进过程中的高控制精度,大大提高了液压支架的支护效率和速度,验证了方案设计的合理性。

分析了齿轮啮合过程中影响接触应力的相关因数,建立了计算齿轮接触应力的二维(2D)及三维(3D)有限元模型。得到了这两种模型下轮齿在啮合过程中接触应力的变化规律,比较了二维和三维结果的差异,获得了精确的齿面接触应力分布。计算结果表明接触应力沿齿宽方向分布并非是均匀的。

通过建立气缸工作过程的解析模型,引入有效能、气动功率的概念,应用MATLAB/Simulink软件仿真,分别计算了气缸工作过程中的能量分配和能量损失,并对影响气缸能量损失的主要因素进行了分析。最后,以SMC某型节能阀为对象,通过对比不同回程压力下的节能效果,验证了提出的气缸工作能量分配与能量损失理论模型,对气缸的节能研究具有重要指导意义。

面向商用车电控气压制动系统,研究综合考虑制动压力偏差与制动时间偏差的制动压力变化率,为实现电控气压制动系统精准制动控制提供基础。基于制动气室充气过程的数学模型,利用响应面法,得到制动压力变化率的关键影响因素,仿真分析关键影响因素对制动压力变化率的影响规律。通过制动压力变化率测量回路,实验验证仿真分析结果的正确性。研究结果表明:音速流导和供气压力对制动压力变化率的影响程度较大,其中,改变音速流导不仅影响制动压力变化率的大小,也影响制动压力变化率的响应时间。

商用车气压电子驻车系统是用来替代传统机械式手刹的电子设备,可提升驾驶体验与行车安全性,是实现车辆制动智能化的核心装置。针对气压电子驻车系统坡道辅助功能进行研究,首先,针对气压电子驻车系统进行理论建模,并基于该模型设计商用车坡道辅助快速起步控制策略与控制方法;然后,构建基于IPG/TruckMaker-MATLAB的商用车电控气压驻车制动系统控制方法联合仿真平台。仿真验证了商用车电子驻车系统坡道辅助起步控制策略,并对基于逻辑门限的坡道辅助快速起步控制的逻辑门限值、占空比和频率等控制参数进行了仿真优化,验证了控制方法的有效性和实用性,可为商用车气压电子驻车制动控制系统的开发提供理论与实践参考。

给出了五种圆柱轴承滚子轮廓曲线方程及其凸度量影响因素,通过Lamina方法建立了圆柱滚子轴承的接触应力和寿命分析模型,考虑了轴承内外圈无偏斜和偏斜两种状态,比较了不同滚子轮廓曲线及凸度量对轴承接触应力和疲劳寿命的影响。结果表明,不同轮廓以及凸度量大小对轴承接触应力及其寿命产生较大影响,最佳凸度量与其所受载荷有关。只要选择合理的凸度量,对数曲线、圆弧相切曲线和Johns Gohar曲线能够有效避免“边缘效应”,使轴承拥有较好的疲劳寿命。同时,计算了不同轮廓曲线下轴承径向游隙与其寿命之间的关系。

气压制动系统的性能保证了车辆行车安全和制动稳定，气动控制管路作为控制部分是影响其压力响应时间的重要因素，精确分析和计算气动控制管路的压力响应时间具有重要意义。应用立方插值拟质点法（CIP）,求解得到了具有三阶精度的气动控制管路数学模型，并将仿真结果和实验进行对比，验证了仿真的准确性。应用灰色关联度定量分析了各参数对管路压力响应时间的影响程度，并基于响应面法进行了数值仿真实验，结果表明管长是影响压力响应时间最大的因素，同时压力响应时间的等高线图为气动控制管路的设计选型提供了理论参考。

制动气室是车辆气压制动回路的关键组成部分,其动态响应特性直接影响车辆气压制动系统性能,建立制动气室充气过程数学模型,并通过实验验证模型的正确性。将制动气室的流量特性方程、状态方程以及活塞盘的运动方程无因次化,得到制动气室无因次解析模型,仿真计算出气室压力响应和运动特性变化规律。研究结果表明:制动气室回位弹簧满载弹力、橡胶膜片的膜片力等参数均会对气室响应特性造成不同程度影响,其中回位弹簧满载弹力的影响程度最大,但不同参数下气室的充气时间基本保持恒定。

针对传统气压制动回路时延较长的问题,提出了一种改进的复合制动回路;对复合制动回路中关键元件——电控制动阀进行功能与性能需求分析,设计了一种基于高速开关电磁阀的电控制动阀,建立了其动态特性响应解析模型,用Simulink对其进行了性能仿真测试。结果显示,所提出的电控制动阀结构满足调压范围、压力响应时间、流量特性、压力特性与稳态误差、制动完全释放时间等性能指标。复合制动回路及电控制动阀的提出可减小制动过程中的压力响应时延,对实现差动制动,促进主动安全技术的发展具有重要意义。