制动型液力变矩器液压系统动态性能仿真研究

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基于MATLAB的液力变矩器汽车仿真与研究

基于MATLAB的液力变矩器汽车仿真与研究

基于MATLAB的液力变矩器汽车仿真与研究袁宏伟【摘要】本文以国产某车型为参数,首先建立液力变矩器数学模型,分析对比了在变矩比不同值时,装有液力变矩器与装有手动变速器驱动力的变化情况.由仿真数据可知,在高挡位时,装有液力变矩器的汽车驱动力下降较快.为了克服此因素,把变矩比数据改为1,即直接将泵轮和涡轮锁止,其他参数不变,再次仿真可知,随着车速的增加,驱动力变化平缓,较锁止前有很大的改善,效率也大大得到提升.【期刊名称】《内蒙古公路与运输》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】4页(P50-53)【关键词】MATLAB;液力变矩器;发动机;仿真【作者】袁宏伟【作者单位】内蒙古自治区交通运输管理局,内蒙古呼和浩特 010020【正文语种】中文【中图分类】U461.2如何提高汽车的动力性和燃油经济性是目前汽车行业中一个亟需解决的问题。

液力变矩器是装有自动变速器汽车的关键部分,对汽车的动力性和燃油经济性起着重要的作用。

文献[1]对比传统的匹配方法,采用MATLAB进行发动机与液力变矩器的匹配和分析,验证了仿真的可行性。

文献[2]针对液力变矩器与发动机匹配计算中求解共同点不准确问题,提出将液力变矩器和发动机特性的离散数据进行线性拟合,快速、准确求解共同工作点的算法。

本文结合以上算法,在此基础上比较了液力变矩器和手动变速器的优劣,并对液力变矩器的不足之处进行了改善和仿真,有效的减少制造成本,证明了仿真的可行性。

汽车常用综合式液力变矩器来实现液力传动,通常综合式液力变矩器由泵轮、涡轮、导轮为主要原件。

一般综合式液力变矩器有变矩与偶合两种情况。

高速运行时,为了提高传递效率,液力变矩器一般装有锁止离合器,实现在泵轮与涡轮转速接近时,采用机械传动[3]。

液力变矩器可以根据涡轮轴上外部载荷的大小自动、无极地进行变速变矩。

能够反应液力变矩器各个性能参数的变化规律。

反应液力变矩器性能的主要特性有:自动适应性、经济性能、负荷性能、能容性能和穿透性能[4]。

液压系统的动态特性建模与控制

液压系统的动态特性建模与控制

液压系统的动态特性建模与控制1. 引言液压系统作为一种常见的动力传动装置,广泛运用于机械工程领域。

液压系统具备动力输出大、传动效率高、控制灵活、工作稳定等特点,被广泛应用于各种需要大力和精确控制的机械设备中。

而液压系统的核心是液压控制系统,其动态特性建模与控制是液压系统设计与优化的关键环节。

2. 液压系统的动态特性建模液压系统动态特性的建模主要涉及系统的动力学方程和特性参数。

液压系统的动力学方程是描述系统内各液压元件之间能量平衡和力平衡关系的数学模型,通常采用连续介质力学和控制理论等方法进行建模。

在建模过程中,需要考虑液体在管路中的流动、压力损失、压力波动等因素,并将其转化为数学表达式。

此外,还需要确定液压系统的特性参数,如流量、压力、速度、力等,以便进行控制系统设计和性能分析。

3. 液压系统的控制方案液压系统的控制方案主要包括开环控制和闭环控制两种方式。

开环控制是指通过设定输入信号来控制液压系统的输出,但无法进行输出结果的实时反馈和校正。

闭环控制则是在开环控制的基础上,采集系统输出进行实时反馈,根据反馈信号进行调整和校正。

闭环控制能够实现输出的准确控制和稳定性增强,但需要考虑控制系统的稳定性和动态响应速度等因素。

4. 液压系统的控制方法液压系统的控制方法主要包括传统PID控制和先进控制方法。

PID控制是一种经典的控制方法,通过比例、积分和微分三个环节来调节输出,适用于一些简单且需求不高的液压系统。

而对于需要更高精度和更复杂控制的液压系统,可以采用先进控制方法,如模糊控制、神经网络控制、自适应控制等。

这些先进控制方法能够通过对液压系统的建模和训练,实现对系统动态特性的精确控制和优化。

5. 液压系统的控制策略液压系统的控制策略主要包括位置控制、速度控制和力控制三种方式。

位置控制是指通过控制液压缸的伸缩长度来实现对输出位置的控制;速度控制是指通过控制液压缸的流量来实现对输出速度的控制;力控制则是通过控制液压缸的压力来实现对输出力的控制。

基于AMESim的液力变矩器进出口定压阀动态仿真研究

基于AMESim的液力变矩器进出口定压阀动态仿真研究

基于AMESim的液力变矩器进出口定压阀动态仿真研究作者:刘丹剧引芳马彪孙宪林摘要:进、出口定压阀是液力变矩器供油补偿系统的关键部件之一。

利用AMEsim 系统仿真平台对液力变矩器供油系统进行动态仿真研究。

结果表明,工作油温和出口定压阀搭盖量对液力变矩器动态特性有重要影响。

关键词:液力变矩器;定压阀;动态仿真液力变矩器已广泛应用于军民用车辆上[1],为保证变矩器的正常工作,其进出口定压阀的压力分别需随发动机工况和车辆行驶工况变化而保持在良好的压力范围内,定压阀的压力波动受阀芯与阀体搭盖量、弹簧刚度、阀芯质量和流量影响而变化,而且两个定压阀的压力波动应有良好的匹配,并保持在满足正常工作要求的范围内。

传统的静态设计只对定压阀分别单独设计计算有限的工况点,没有考虑动态变化过程和匹配特性,往往要靠试验来调节,设计周期较长.作者在已有实践基础上,通过动态仿真和特性匹配,改进设计方法,寻找好的设计参数,预测其动态变化规律,为今后改进提供理论依据.AMESim (Advanced Modeling Environment forSimulationofengineeringsystems)是IMAGINE 公司于1995 年推出的专门用于液压/机械系统的建模、仿真及动力学分析的软件包,为用户提供了一个完善的时域仿真(包括线性分析及各种专业特性)建模环境。

用户能够借助其友好的、面向实际应用的方案,研究任何元件或回路的动力学特性.1 基于AMESim的液力变矩器供油系统动态仿真1.1 液力变矩器供油补偿系统为了持续稳定和可靠地工作,液力变矩器必须有供油系统,在大功率综合传动装置中,液力变矩器一般采用的是单独的供油系统,以满足液力变矩器大流量低压力的供油需求。

在某型号车辆综合传动装置中,变矩器泵轮入口处和涡轮出口处分别装有进口定压阀和出口定压阀,如图1所示。

从进口定压阀溢出的油液和从出口定压阀溢出的油液经散热器进入综合传动装置进行润滑。

液压系统动态特性的SIMULINK仿真与优化研究

液压系统动态特性的SIMULINK仿真与优化研究

收稿日期:2002-04-26 第20卷 第5期计 算 机 仿 真2003年5月 文章编号:1006-9348(2003)05-0110-03液压系统动态特性的SIMU L INK 仿真与优化研究李锋,马长林(第二炮兵工程学院,陕西西安710025)摘要:借助于功率键合图建立了直动式溢流阀调压系统的动态模型,讨论了SIM U LINK 环境下直接利用状态方程进行液压系统动态特性仿真的方法,并利用优化工具箱和SIM U LINK 相结合实现了系统动态特性的优化。

关键词:液压系统;状态方程;仿真;优化中图分类号:TH137.5 文献标识码:A1 引言液压系统的动态特性是衡量一套液压系统设计及调试水平的重要指标,由于液压系统是由若干液压元件组成的,元件的动态性能相互影响、相互制约以及系统本身所包含的非线性,致使其动态性能非常复杂。

而功率健合图技术和现代仿真技术为分析、预测和优化液压系统的动态性能提供了强有力的手段。

功率健合图以状态方程作为数学模型形式,能方便、直观地考虑系统中的非线性环节,且方程的推导有一定的程式,可有条不紊地进行程式化建模。

建模中所选择的状态变量一般为所研究系统中有实际意义的且需要的物理量,与现代控制理论中的状态方程建模相比更有优势。

作为一种用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包,M AT LAB/S imulink 是一种用来实现计算机仿真的软件工具,具有开放性,可以用来模拟线性或非线性的以及连续或离散的或者两者混合的动态系统。

文章利用功率键合图技术和M AT LAB/S imulink 软件包强大的仿真和分析功能,为液压系统的系统级建模与动态仿真提供了一个工作平台,它用模块组合的方法来使用户能够快速、准确地创建动态系统的计算机模型,方便地实现液压系统动态特性的仿真与优化。

2 数学模型的建立在建立液压系统的动态数学模型时,功率键合图是一种有效工具,它可以清晰而形象地表达系统动态过程中各组成部分的相互关系,描述功率的构成、功率流程、能量分配和转换及各作用因素的影响等,自然真实,不加省略,可描述到系统的各个角落,使有关的参数和变量都包括在其中,并按客观实际存在的内部关系联系起来,清楚地表示系统的数学及物理本质。

液力变矩器水力设计及其性能的模拟分析

液力变矩器水力设计及其性能的模拟分析

液力变矩器水力设计及其性能的模拟分析液力变矩器是一种以液体为介质,用来传递动力的传动机构。

它具有对外载荷自动适应的能力,能够无级调速和变矩,目前广泛应用于工程机械、汽车的传动系统中,其性能直接影响车辆的品质。

液力变矩器性能试验台是对变矩器静态、动态性能测试的专用设备。

它不仅可以为新产品的开发提供试验数据,同时也可以为生产的系列化产品提供特性标定。

试验台的测试精度直接影响着试验结果的准确性,其测试周期往往影响产品的开发周期。

因此开发一个测试精度高、测试周期短和试验数据处理快速准确的综合试验台具有很大的实际意义。

1、试验台整体结构设计液力变矩器最终是要用于车辆的传动系统之中的,性能试验主要测试变矩器输入、输出端的转速和转矩,因此对于试验台设计的原则就是:1)从变矩器的角度讲,要能够比较理想地模拟变矩器在传动系统中实际工作条件,从而较准确地得到变矩器实际工作的理论性能;2)从测试的角度讲,要能够准确和快速地检测、采集和处理信号。

根据以上原则,试验台主要由驱动装置、变矩器工装、变矩器、变矩器油路供给系统、加载装置、传感器、信号传输系统和信号处理系统等组成,如图1所示。

整个试验台的参数测试和处理以一台计算机为核心,通过labview 软件实现对整个试验台的测试控制以及试验数据的处理。

2、液力变矩器测试连接装置液力变矩器测试连接装置属于车辆测试领域,目的是提供一种结构简单、通用性好、测试精度和效率高的装置。

本实用新型由端盖、滑动支架、轴承、法兰盘、输入板、涡轮轴、内花键轴、密封环、轴座、固定支架和联轴器组成,各零件上的孔或槽共同形成进油、回油油路,传动轴的动力通过法兰盘、输入板和变矩器的输入导座传递到变矩器,导轮轴座前端花键与液力变矩器的单向离合器内圈连接。

本实用新型结构简单、成本低、测试精度和效率高,可有效避免各环节压力油的泄漏,通用性好,在测试过程中可取代各种变速器及动力传动的连接机构,能十分方便地应用于各种变矩器的测试,且非常便于生产加工和测试安装。

汽车用液力变矩器设计及性能仿真(机械CAD图纸)

汽车用液力变矩器设计及性能仿真(机械CAD图纸)

摘要本文的研究是以汽车用液力变矩器为研究对象,基于三维流场理论,借助于UG、GAMBIT、FLUENT等软件,对液力变矩器的内流场进行了仿真计算。

本课题研究的目的和意义就在于,通过CFD软件的模拟仿真,对液力变矩器的流道的压力和速度进行有效分析计算。

本文主要有以下内容:(1)首先介绍了课题研究的背景,液力变矩器在国内外的应用情况和流场理论的发展现状,指出了液力变矩器设计计算的发展方向是三维流场理论;然后对液力变矩器的组成以及工作原理进行了阐述,并指出了主要研究内容。

(2)阐述了计算流体力学的基本理论。

首先列出了控制方程包括连续性方程和动量守恒方程,由于本课题研究的是不可压缩流体,热交换量可以忽略不计,敌不考虑能量守恒方程,然后介绍了将控制方程离散化的方法;接着详细介绍了有限体积法的基本原理,常用的离散格式:分析了网格的生成技术,分别对结构网格、非结构网格以及混合网格作了阐述;最后介绍了常用的湍流模型,湍流流动的近壁处理方法和流场数值计算的算法。

介绍了反求发测绘液力变矩器。

(3)介绍了常用的一些CFD软件,并选择FLUENT对本课题进行研究;为了能够顺利地得到收敛解,提出了研究液力变矩器流场的一些假设,并对流场进行了一定的简化;然后通过CAD 软件UG建立叶轮流道的几何模型,并使用GAMBIT生成计算网格,为了提高计算精度,使用六面体网格;选择分离求解器隐式格式进行求解,使用绝对速度方程,湍流模型选择标准k一£模型,同时使用标准壁面函数;离散格式采用二阶迎风格式(这样可以提高解算精度),压力一速度耦合选用SIMPLE算法,入口边界条件使用压力入口,出口边界条件使用压力出口,其余壁面使用非滑移壁面边界条件;在叶轮之间的交互面上使用混合平面模型。

(4)对计算结果进行了分析,并与实验结果进行了比较,二者基本吻合证明了三维流场分析的正确性。

最后对研究过程中存在的问题进行了分析。

(5)对全文进行了总结。

关键词:液力变矩器、内流场、FLUENTABASTRACTThe research is a part of national fund project of key laboratory of the vehicle transmission. The internal flow field of the car model torque converter was numerically simulated by UCH GAMBIT and FLUENT, based on 3-D flow field theory. To do the research in order to solve the problem that hydraulic transmission efficiency and the precision of designs were low and change a situation of long R&D period and low success rate, and further improve the performance of the torque converter and designing and manufacturing level.The following is the main contents:(1)Firstly, the background of subject research and the application of the torque converter in the world and the current situation of the development of the field flow theory was introduced, and 3-D field flow theory will be used in design calculation on torque converter in the future; Then composition and operation principle of the converter were explained and the main contents of research was introduced.(2 )Basic theories of CFD was introduced. The governing equation, including mass conservation equation and momentum conservation equation, was listed. Because the basic of research was the incompressible fluid and the hot could be ignored, so the energy conservation equation was not considered; Then introduced the basic principle of the limited volume method in detail, discrete scheme, the creation technology of the grid and turbulent model and introduced the method of near wall treatment methods and the algorithm of calculating field flows.(3)carry on simplify Introduced some CFD software and research; Forgetting result smoothly, to choose FLUENT to were taken; To set up the geometric model by assumptions and FLUENT and to create the grid by GAMBIT. And in order to improve the precision of calculating, to use the grid of hexahedron; To choose separated solver and the implicit scheme model, the turbulent model was the standard k- :model and the standard wall function was used at the same time; The boundary condition of the entry was the pressure inlet and that of the exit is the pressure outlet and other wall used non- slip wall; Mixing plane model was used in mutual faces between impellers.(4 ) The results of calculation was analyzed and was compared with those of experiment, and maximum error was less than 5%, which proved that three dimensional calculation was correct. Finally some questions in research was analyzed.(5)Summary finally.Key words: the torque converter, internal flow field,FLUENT目录第第1章绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.1.1液力变矩器在国内外的应用 (1)1.1.2流场理论的发展现状 (2)1.2液力变矩器的组成及工作原理 (5)1.2.1液力变矩器的组成 (5)1.2.2液力变矩器的工作原理 (6)1.3研究目的和意义以及主要研究内容 (8)1.3.1研究目的和意义 (8)1.3.2主要研究内容 (9)第2章液力变矩器的测绘和反求 (10)2. 1测绘过程 (10)2. 2三维光学测量仪编程 (11)2. 3数据处理和反求 (16)第3章液力变矩器内流场数值分析 (19)3.1常用的CFD软件介绍 (19)3.2建立流场计算的几何模型 (21)3.2. 1分析中的假设和简化 (21)3.2.2几何模型 (22)3.3生成计算网格 (24)3.3.1 GAMBIT简介 (24)3. 3.2划分网格 (25)3.4设置求解器 (27)3.4. 1求解器的选择 (27)3.4.2控制方程的线性化 (28)3.4.3参考压力的选择 (29)3.5选择湍流模型 (30)3.6定义流体的物理性质 (31)3.7设置边界条件和初始条件 (32)3.7.1入口边界条件 (32)3.7.2出口边界条件 (33)3.7.3壁面边界条件 (34)3.7.4初始条件 (34)3.8收敛准则 (35)3.9本章小结 (35)第4章液力变矩器内流场计算结果分析 (36)4.1泵轮流场分析 (36)4.1.1泵轮入口流场 (38)5.1.2泵轮出口面流场 (39)4.2涡轮流场分析 (40)4.2.1涡轮入口流场 (42)4.2.2涡轮出口流场 (42)4. 3导轮流场分析 (43)4.3.1导轮入口流场 (45)4.3.2导轮出口流场 (46)4.4本章小结 (46)第5章全文总结 (47)参考文献 (50)致谢 (51)附录 (52)第1章绪论1.1研究背景1.1.1液力变矩器在国内外的应用液力变矩器是车辆传动系统中的关键部件之一,其主要作用是由发动机向传动系统平稳地传递动力。

变压力液压系统动态压力建模仿真研究

变压力液压系统动态压力建模仿真研究

O 引言
飞机液压能源系统 由泵 源 、作动筒 、液压 阀 、管路 及蓄压器等元件构成 ,以液压油为工作介质 ,传递能量 至执行机构 ,完成要求的作动任务。变压力液压系统 , 能够根据任务的需要和变化 自动调整输 出压力 ,即仅 在需要高压时才 提供高压 ,其余状态下提供能使系统 正常工作的较低压力 ,从而减少长时间飞行产生的热 , 减少能量损失 。美 国已成功在 F/A一18E/F战机上采用 了 21MPa/35MPa的 高 压 变 压 力 液 压 系 统 。 国 内 尚无 21MPa/35MPa液 压 系 统 应 用 ,也 无 21/35MPa变 压力 液 压 系统技 术 研究 。
摘 要 :变压力液压系统可 以根据负载需求 ,自动调节输 出压力 以减小能源 消耗 ,降低液压系统产生 的热量 。液压 系统 压力脉动 以及 变 压力切换 过程中的压力冲击 是影响变压力液压系统工作 品质的重要 因素 。该文 主要研 究变压力液压 系统 动态压力变化规律 ,建立 了21/35MPa变压力液压 系统模 型 ,在不 同液 压泵 出口容腔 、调压弹簧 刚度 、入 口压力 、管 路参 数等条件下 进行 了变压力液 压系统 的压 力脉动仿真 ,以探索动态压力控制方法 ,给 出了不 同参数对 动态压力的影响分析 。 关键词 :变压 力 ;液压系统 ;动态压力 ;建模仿真 中图分类号 :TH137 文献标志码 :A 文章编号 :1008—0813(2016)03—0031—03
Abstract:variable pressure hydraulic system call be according to the load demand,automatically adjust the output pressure to reduce energy

液力变矩器闭锁过程仿真与实验

液力变矩器闭锁过程仿真与实验
收稿 日期 :0 11 — 21— 1 0 4 作者简介 : 陈礼光 (9 2 ) 男 , 17 一 , 广西柳州人 , 本科 , 主要从事 传动产 品的研 发工作 。
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21 0 2年 第 4期
液 压 与 气动
2 9
盘 式 可 控 制 动 装 置 液 压 系 统 的 设 计
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ闫春艳 , 李忠 良
De i n o d a l y t m o s o tol b l r k sg f Hy r u i S se f r Dik C n r la ae B a e c
YAN u y n, L o g la g Ch n— a IZh n —i n
了比较 分析 , 者基 本符合 , 明采 用 的仿 真计 算 方法是 正确 与有 效 的 。 二 说
关键 词 : 力 变矩 器 ; 液 闭锁 离舍 器 ; 真 仿 中图分 类号 :H1 7 3 2 文 献标 识码 : 文 章编 号 :0 04 5 (0 2)40 2 -3 T 3 .3 B 10 -8 8 2 1 0 -0 7 0
CH EN ig n ,LI S imi g L ua g U h . n ,ZHENG -e ,M A e x n Ya fi W n. i g
( . 西柳 工机械股份有 限公 司 传动件研究所 ,广西 柳州 1广
5 50 ; 4 0 5
2 杭州前进齿轮箱集 团股份有 限公 司 , . 浙江 杭州
21 0 2年 第 4期
液压 与 气动
2 7
液 力 变 矩 器 闭锁 过 程 仿 真 与 实 验
陈 礼 光 刘 世 明 郑 亚 飞 , , ,马文 星 S mu a in a d Te to h o k P o e s f r Hy r d n mi o q e C n e tr i l to n s ft e L c r c s o d o y a c T r u o v re

基于汽车液力变矩器数值仿真研究

基于汽车液力变矩器数值仿真研究
中图 分 类 号 :P 1 T 39 文 献 标 识码 : B
Num e ia rc lAnay i n t o Fil fTo qu n e t r lss o he Fl w ed o r e Co v r e
BIL n o g
( பைடு நூலகம்qa oa oa adT cncl oee S a ga 20 3 C ia Xn i V ct nl n eh i l g , hnh i 0 27, hn ) o i aC l
tr u o v re ,t e p p rp t fr a d a n w k n fc rb s d o h d l g mo e n d s n meh d o y ru i o q e c n e tr h a e u s o w r e id o a a e n t emo ei d r e i t o f d a l n g h c tr u o v r rd n mi y t m. T i meh d c n b df d wi h r a i o ia in wi h e m h o y o q e c n e t y a c s se e hs t o a e mo i e t t e o g n c c mb n t t te b a t e r i h o h h a o s n g o e h mp r n a t r o smp i d l g c mpe e r e O h a i o h sa s mp in, e d ls ,a d in r s t e i o t tf co s t i l y mo e i o lx d g e . n t e b ss ft i s u t a f n o i t f s UG 3 e me r d l su e d t sa l h t e s lt n mo e o ot h c sito u e ot e dv d d gi — r d g o ti mo e s e tb i i a i d l f r,w ih i r d c d t h ii e r c i o s h mu o p n d d n ac l t n i g c lu ai .T e smua in rs l i d c t st a h l w fed n me c lsmu a in tc n l g r al mp o e o h i lt e ut n ia e h tt e f l u r a i lt e h o o y g e t i rv s o o i i o y t e mo e e i n p e iin a d t e d s n e ce c . h d ld sg r cso n h e i f in y g i KEYW ORDS: d a l o q e c n e e ;N me c la ay i ;Mo e sa l h n ;F o ed a ay i Hy r u i tr u o v  ̄ r u r a n lss c i d le tb i me t l w f l n ss s i l

液力变矩器动态特性辨识方法的探讨

液力变矩器动态特性辨识方法的探讨

很 大 限制 。并 且 在基 于 以快速 性 、 确 性 等 瞬态 指 准 标 进 行 的液 力 元 件 动 态 特 性 试 验 研 究 和 理 论 分 析 方 面 , 很 少见 有 公 开报 道 。本 文从 ~ 个 新 的角 度 却 来 研 究液 力 变矩 器 动 态特 性 , 将液 力 变 矩 器视 为 车 辆 传动 系 的 一 个 子系 统 , 用 系统 辨 识 方 法对 其 进 采 行 理 论建 模 和 实验 辨 识 , 而 获 得其 动 态特 性 数 学 从
题: 先, 首 必须 指 定 一 类 系 统 。例 如 , 识 系统 是 静 被
态 的还 是 动 态 的 , 线 性 的 还 是 非 线 性 的 , 确 定 是 是 性 的还 是 随 机 性 的 ,系 统 参 数 是 恒 定 的 还 是 时 变 的, 是集 中参 数系 统还 是分 布参 数 系统 等 。其次 , 必 须 规 定一 类 输 入信 号 。例 如 , 输入 信 号 可 以是 正 弦
究。把液力变矩器视为一个系统 , 它的动态特 性进行理论建模 , 出了辨 识方 案, 对 提 并给 出辨 识结果 。
吧 ” 楚 孽 、 吧 吧 t ! t ! 楚 ”
关键词 : 力变矩器 动态特性 液
系统 辨 识
液力 变 矩 器广 泛 应 用 于汽 车 和 工程 机 械 上 , 是
5 me o . B s c L b i ai n T e r . J h W i y A Ca r n a i u rc t h o y o on l e
&S n ,9 6 o s1 7
1薛晓 虎. 压系统 动态特 性 的分析 和研 究. 士 学位论 液 硕 文. 北京: 北京石油大学 ,9 1 1 9
2 徐 文 昌 . 体 传 动 与 控 制 . 海 : 济 大 学 出 版 社 ,9 8 流 上 同 19

液压液动机械控制系统的建模和仿真研究

液压液动机械控制系统的建模和仿真研究

液压液动机械控制系统的建模和仿真研究液压液动机械控制系统是现代化工、冶金、采石、钢铁等工业领域中不可缺少的一部分。

它可以通过增加液压油的压力和流量,控制机器的电机、油泵、液压缸等部分的运转。

在机械加工等领域,液压液动机械控制系统也有广泛应用。

如何建立其仿真模型,控制其运转,是需要我们进一步研究的问题。

一、液压液动机械控制系统的机理液压液动机械控制系统最基本的构成元件有液压泵、油箱、压力阀、单向阀、液压缸、油液元件、速度控制器等。

其中,液压泵将油液从油箱中输送到压力阀嘴处,压力阀将流量调节为压力,单向阀则控制油液的单向流动,液压缸接受来自压力阀的高压油液,推动或拉动机器的部件。

二、液压液动机械控制系统的建模液压液动机械控制系统的建模分为静态和动态建模。

静态建模可以用物理、数学和仿真软件对系统的结构进行建模,得出系统从结构上的特征和性能演化规律。

阶跃响应实验是静态建模的一种实验方法,可以得到系统性能曲线,构建模型。

动态建模则是对系统控制环节的仿真,使系统在实际应用中的控制能够被判断。

三、液压液动机械控制系统仿真的研究方法液压液动机械控制系统的仿真研究方法主要有控制模型和物理模型两种。

控制模型是指根据控制器所使用的控制算法来构建,通过软件仿真得到系统在长时间运行中的稳定状态。

物理模型则是根据系统所使用的物理量来构建的,通过实验直观了解系统的微弱偏差,进而调整系统的参数。

四、液压液动机械控制系统仿真的应用与展望液压液动机械控制系统的仿真应用有广泛的前景,在制造业、机械加工、航空航天等领域中都有着广泛的应用。

随着科技不断发展,液压液动机械控制系统的仿真研究将越来越深入,液压液动机械控制系统在自动化控制方面的应用也将得到进一步的扩展。

结语总之,液压液动机械控制系统的建模和仿真研究,是一个需要不断深入探讨的问题。

掌握其核心机理,构建完善的仿真模型,是用液压液动机械控制系统在实际应用中控制运作的关键。

未来,随着科技的不断发展,液压液动机械控制系统在各个领域的应用也将不断扩展。

液粘制动器液压系统仿真与试验分析

液粘制动器液压系统仿真与试验分析
精过 滤器 、 单 向阀 5流入节 流 阀 1 , 节流 阀 1的作 用是 调节进 入两摩擦 片 问润 滑 油 的流 量 。经 液 压 泵 1 3的
5 、 l 1 . 耳 l 向l } J i 『6 、 1 2 . 精过滤器 9 . 蓄能器
7、 1 3 . 液J 泵
8 . 相 过 滤 器
l 4 . 液控单向阀
压 力油通 过精 过滤 器 1 2和 单 向 阀 1 1进 入 系 统 , 液 控 单 向阀 l 4连通 连 接 系统 与 比例 溢 流 阀 1 5 , 当 液 压 泵
止 常供油 在精 过滤 器 出 口处 形 成 压 力 时使 之 连 通 , 使 比例 溢流 阀 起 调 压作 用 。正 常 T作 时 电磁 换 向 阀 4 、
从该 库 中选取 所需 液压 元件 可 以方 便地 建立 液粘 制动 器 的液 压系统 , 如图 2所 示 。
2 . 2 液粘制 动 器液压 系统性 能 分析
l 6电磁 铁通 电, 阀芯处 于上位 , 系统正常输 出压力。
存 系统 突然 断 电的情况 下 , 液 压泵停 止 转动 , 液控 单 向 阀1 4将 比例溢 流 阀 1 5与系统 隔断 。此 时 电磁 换 向 阀
图 6 液 粘 制 动 试 验 台 实物
i 一
3 . 2 液 粘 制 动 器控 制 试 验
( 1 )开环 控制 试验
图 2 液 粘 制 动 器 液压 系 统 A ME S i m 模 型
系统 最 初输 出转 速 约为 1 7 5
r / a r i n 。设 定 液 压 系 统 控 制 压 力 为 1 MP a 、 2 . 8 MP a 、
制动 器相 比 , 液 粘制 动 器 具有 扭 矩 可 调 、 制 动 平稳 、 温

液压系统的工作特性仿真与优化设计

液压系统的工作特性仿真与优化设计

液压系统的工作特性仿真与优化设计液压系统是一种能够将液体压力转化为机械能的技术,广泛应用于各个工业领域,如冶金、机械、航空等。

在设计和优化液压系统时,通过仿真可以有效地评估系统的工作特性,并做出相应的优化设计。

液压系统的工作特性主要包括压力、流量和功率特性。

通过对液压系统进行仿真,可以模拟和预测在不同工况下系统的这些特性。

仿真可以基于物理模型、数学模型或结合两者进行。

物理模型仿真是通过实验设置建立动力学方程,并通过实际器件进行实验验证,这种方法工作量大且成本高。

数学模型仿真是通过数学方程对系统进行建模和仿真,能够快速得到结果,但对于复杂的系统可能存在误差。

综合利用物理模型和数学模型进行仿真,可以在保证准确性的同时获得较高的效率。

在液压系统的仿真中,一种常用的方法是使用计算机辅助设计(CAD)软件。

CAD软件能够构建系统的三维模型,并对其中的液压元件进行建模和仿真。

在建模过程中,可以设置元件的参数、工作条件和控制策略,通过仿真得到系统在不同参数和工况下的性能表现。

通过CAD软件,设计者可以对不同部件进行修改和调整,以达到设计要求。

液压系统的仿真与优化设计是一个复杂而重要的工作。

首先,需要明确系统的工作目标和要求,如压力、流量、响应时间等。

然后,进行仿真,获得系统的初始设计方案。

根据仿真结果,可以分析系统的性能和问题,并根据需要进行优化。

优化设计可以通过改变液压元件的参数、布局和控制策略来实现。

通过不断的仿真和优化,设计者可以逐步改进系统的工作特性,使其更符合要求。

液压系统的仿真与优化设计还涉及到一些理论和技术。

其中,控制理论是一个关键的领域。

液压系统常常需要进行控制,以实现一定的工作目标。

常用的控制方法有比例控制、压力和流量控制、开环和闭环控制等。

合理的控制策略可以提高系统的性能和可靠性。

此外,传感器技术也是液压系统设计中的重要内容。

传感器可以用来监测和反馈系统的状态和参数,保证系统的正常工作。

常用的传感器有压力传感器、流量传感器等。

液压系统的动态特性模拟与分析

液压系统的动态特性模拟与分析

液压系统的动态特性模拟与分析液压系统是一种利用液体传递能量的力学系统。

在工业生产和机械设备中广泛应用,如汽车制造、航空航天、冶金矿山等。

液压系统的动态特性模拟与分析是为了深入理解系统性能,优化设计以及故障诊断的重要手段。

一、液压系统的基本原理与组成液压系统由液压源、操纵部件、执行部件和控制元件组成。

液压源通过压力油泵将液体从低压区域输送到高压区域,通过调节阀门和限流装置来控制油液的流量和压力。

操纵部件接收操作者的指令,通过控制元件对执行部件进行动作控制。

二、液压系统的动态特性模拟液压系统的动态特性模拟是指通过建立数学模型来研究系统在不同工况下的响应性能。

液压系统的动态特性主要包括速度响应、压力响应和位移响应等。

通过模拟与分析,可以评估系统的运行稳定性、响应速度、能耗等性能指标。

液压系统的动态模拟方法有多种,常用的有传递函数法和状态空间法。

传递函数法通过建立系统输入和输出之间的传递函数来描述系统的动态响应。

状态空间法则从系统内部参数和状态变量的角度来描述系统的动态行为。

三、液压系统动态特性的影响因素液压系统的动态特性受多种因素影响,主要有负载特性、内部摩擦、压力脉动、液体性质等。

负载特性是指在不同负载下系统输出与输入之间的关系。

内部摩擦引起能量损耗和响应速度变慢。

压力脉动是指由于系统结构和工作过程中液体流动引起的压力波动现象。

液体性质的变化也会对系统的动态特性产生影响。

四、液压系统动态特性的优化设计优化设计旨在改善液压系统的动态特性,提高系统的性能和稳定性。

在设计阶段,可以通过选择合适的元件和调节参数来优化系统的响应速度和负载特性。

应用现代控制理论,如模糊控制、自适应控制等,可以对系统进行进一步优化,提高控制精度和稳定性。

五、液压系统动态特性的故障诊断液压系统故障的诊断是为了保证系统的正常运行和提高工作效率。

通过动态特性模拟与分析,可以判断系统是否存在压力脉动、泄漏、液体污染等问题。

结合实时监测数据和故障诊断算法,可以准确识别故障原因,并采取相应的维修措施。

液压系统的动态模拟与优化设计

液压系统的动态模拟与优化设计

液压系统的动态模拟与优化设计液压系统的动态模拟与优化设计是液压领域的一个重要研究方向。

液压系统主要应用于工业、矿山、冶金、化工、轮船等领域,其优化设计可以显著提高系统的工作效率、减少系统功率消耗、改善系统的动态性能和稳定性。

动态模拟是指利用计算机软件对液压系统进行动态仿真分析,得到液压系统各个部件的压力、流量、速度、功率等参数。

液压系统的仿真模型一般包括液压元件模型、管道模型和控制系统模型。

液压元件模型是指各种液压元件的数学建模,例如油液泵、阀门、缸体等。

管道模型是指系统中各个管道的参数建模,例如管道长度、直径、壁厚等。

控制系统模型是指控制器的数学建模,例如PID控制、自适应控制等。

液压系统的优化设计是指在满足系统工作条件的前提下,通过对系统液力、力学、热力、控制等问题进行分析和改善,以达到系统优化设计目标。

液压系统优化设计的目标包括系统工作效率的提高、系统功率消耗的降低、系统的动态性能和稳定性的改善。

液压系统优化设计可以通过多种方法实现,例如参数优化、结构优化、材料优化等。

在液压系统的动态模拟与优化设计过程中,对于系统各个部件的参数建模和仿真分析是一个关键和基础性问题。

液压元件的参数建模是一个逐步精细化的过程,首先是建立基本的数学模型,然后通过试验和仿真逐步优化和完善模型。

常用的液压元件参数建模方法包括MATLAB/SIMULINK、AMESim、Hydraulic Toolbox等。

液压系统的动态模拟与优化设计被广泛应用于工程设计和生产制造中。

例如在机床设计中,液压缸的优化设计可以显著提高机床的加工效率和质量;在船舶设计中,舵机系统的动态模拟和优化设计是确保船舶安全和稳定性的一项关键技术。

与此同时,随着计算机技术的不断进步和液压元件模型的不断细化,液压系统的动态模拟与优化设计在未来将有更广阔的应用前景。

全动力液压制动系统的动态模拟与实验

全动力液压制动系统的动态模拟与实验

作为车辆的重要系统之一 , 制动系统的动态性 能直接关系到车辆的行驶与安全性能 , 只有准确掌 握制动过程中系统及其关键元件制动阀的动态特性 及各种影响因素 , 才能为车辆制动系统的设计与匹 配 、整机制动性能的预测与分析提供依据. 国外在 此方面仅有相关产品的文献报道[1- 2 ] , 国内也只进 行了少量涉及系统空行程动态特性方面的研究 , 而 未将制动阀及增压行程考虑在内[3 ]. 本文将仿真分 析与台架实验相结合 , 不但能够掌握决定系统动态 性能的主要参数 , 而且能够在确定系统与元件结构 参数后 ,分析各种制动工况变化对系统动态响应特 性的影响.
全动力液压制动系统的动态模拟与实验第29北京科技大学journalofuniversityofscienceandtechnologybeijingv0i29n01jan2007全动力液压制动系统的动态模拟与实验张文明1北京科技大学土木与环境工程学院北京1000832太原科技大学机电工程学院太原030024摘要在对串联式液压制动阀结构与性能分析的基础上建立了全动力液压制动系统动态数学模型并就制动阀结构参数对系统动态性能的影响进行了仿真分析
图 6 轮缸容积变化对制动压力的影响 Fig. 6 Effect of brake chamber volume on brake pressure
对制动阀的动态特性进行研究有助于对整个制 动系统进行分析与优化 , 但理论分析涉及的计算参 数较多 ,有些参数较难获得. 由制动阀原理可知 , 阀 的开口量是动态变化的 , 故轮缸增减压时的压力变 化率也是非线性动态变化的 , 与踏板力的大小 、速 度 、蓄能器压力等各种因素有关. 一些性能参数 , 如 阀口流量系数 、阻尼系数及稳态液动力系数等难以 用理论方法确定 ,只能根据经验选取 ,易造成数学模 型的不准确[7 ] . 为有效预测系统的动态性能 , 验证 所建立仿真数学模型的正确性 , 掌握各种制动工况 对系统特性的影响规律 , 需进行制动系统动态响应 特性台架实验.

自动变速器液压系统设计与动态特性仿真

自动变速器液压系统设计与动态特性仿真

自动变速器液压系统设计与动态特性仿真摘要:随着经济的不断发展,交通工具也日益普及, 变速器的安全性能越来越受到重视。

本文通过分析自动变速器的工作原理对液压系统的各个部件进行了设计计算。

自动变速器的动态仿真模型是在90℃的条件下采用软件ITI-Simulation来进行设计, 设计的范围包括液压系统的每一个阀体元件, 将仿真结果与理论结果进行比较, 以此来确定模型的可行性。

在实际的工业应用领域中, 理论与动态仿真模型的设计是切实可行的, 研究的结果可以为自动变速器的设计及优化提供合理的依据。

关键词:自动变速器; 液压设计; 动态仿真;1引言当下, 现代系统发展的主要推动力的基本条件就是经济性燃油、排放量低和舒适程度。

而传动系统中核心的组成部件就是变速器, 变速器也必将会朝着高效率、高性能以及自动换挡的方向发展。

当今社会传统的自动变速器的组成通常包括三个部分:齿轮变速系统、液压操作系统以及电子控制系统。

自动变速器传动系统的换档系统由液压系统进行控制, 同样也保证在传动过程中在正常工作时所需要的冷却性润滑。

在换挡过程中合理的对油压和流量的特性进行控制,不但可以减少在换挡过程中动力的损失, 而且可以提高离合器甚至是整个变速器的使用寿命,降低在换挡过程中的颠簸, 保证车辆在换挡过程中的平稳性,使其顺利的行驶。

为了设计出更好的自动变速器, 采用CAD软件作为基础, 采用理论计算的方法来确定主要的参数, 以动态仿真软件为基础搭建仿真模型, 通过理论设计与仿真模型的比较来确定设计的合理性以及有效性。

2变速器液压系统工作原理油流量控制系统、换挡控制系统以及冷却系统是自动变速器液压系统的三个主要组成成分。

换挡元件主要包括油缸、活塞、密封环以及摩擦片和钢片。

其中离合器动力传动的主要部分是摩擦片和钢片, 包括主动片和从动片。

当压力油通过油道进入液压缸时, 会造成活塞的移动,这是压力油在活塞表面由于克服弹簧力的作用而产生的。

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新型牵引-制动型液力变矩器液压系统动态性能仿真研究摘要:基于对某新型牵引-制动型液力变矩减速器的结构和特性分析,建立了其电控液压系统的AMESim仿真模型。

通过仿真,研究了其在闭锁过程和制动过程压力动态变化性能。

仿真研究表明,特殊设计的液压系统实现了良好的缓冲闭锁过程。

关键词:液力变矩器 性能 仿真1 引言牵引—制动型液力变矩器在牵引工况具有变矩的功能,在制动工况表现减速制动的性能[1]。

液力变矩器的性能优越,对外负载有良好的自适应性。

但是这种液力元件的最大缺点就是效率低下[2]。

为了提高其效率,采用了闭锁技术,它是指在液力变矩器的泵轮与涡轮之间,安装一个可控制的离合器,当车辆的行驶工况达到设定目标时,控制离合器将泵轮与涡轮锁成一体,液力变矩器随之变为刚性机械传动;当不满足闭锁工况时,控制闭锁离合器分离,液力变矩器处于液力传动的状态,实现液力工况和机械工况的转换。

就牵引-制动型液力变矩器而言,还有另外一个制动离合器,在给出减速制动信号时,控制制动离合器的结合,将制动轮和箱体或者固定件连接在一起,实现它的减速制动功能。

液力变矩器在闭锁过程中,由于所传递扭矩的突变,势必要造成较大的冲击,因而要研究它的缓冲闭锁,其核心是设计液力变矩器闭锁控制规律,以使车辆获得良好的动力经济性[3]。

实际上在液力变矩器闭锁离合器结构参数一定的条件下,摩擦扭矩取决于摩擦系数和压紧油压。

摩擦系数随相对滑转速度而变化,且对于不同摩擦材料差异较大。

在闭锁过程中可以有效进行控制的参数就是闭锁油压,但油压增长过快扭矩变化就越快,冲击越大;油压增长过慢又会造成动力下降较大。

因此油压增长规律需要合理地控制,既需要保证良好的动力性能又要使闭锁冲击较小。

目前,液力变矩器闭锁的方式几乎都是采用一个电子控制系统来控制闭锁离合器电磁阀的通断,以此来控制闭锁油压。

基于这样的分析,液压操纵和辅助系统方案必须满足如下的条件[1]:(1) 液体的流量必须能够带走牵引―制动型液力变矩器在牵引工况和制动工况所产生的热量。

(2) 实现牵引―制动型液力变矩器内液体压力根据工况要求自动切换,即在该液力元件闭锁离合器非闭锁工况,其内部压力保持在0.65 MPa;在闭锁工况,其内部压力保持在0.33 MPa,保证闭锁离合器的闭锁。

2 液压系统原理如图1所示,液压系统设计了带有溢流阀控制牵引—制动型液力变矩器入口压力上限的辅助支路。

油液由泵压入控制管路1,经过压力调节阀KH1沿管路2进入牵引—制动型液力变矩器的循环圆,由循环圆出来进入散热器。

溢流阀KH2与牵引—制动型液力变矩器并联,用以控制循环圆的入口压力,多余的油液不经过循环圆直接进入散热器。

可调节压力阀接入闭锁离合器和制动离合器,牵引—制动型液力变矩器的出口接散热器,并通向润滑系统,保证了该液力元件的压力下限为0.25~0.4 MPa,排除了循环圆中出现气蚀的可能。

所以该液力元件出口没有安装背压阀。

在液压系统操纵支路采用两级电控液压控制接入闭锁离合器和制动离合器,满足电磁阀控制成正比的大流量特性。

在结合和分离闭锁离合器时,采用电磁截止功能回路,减轻了电磁阀的负荷,增加了牵引—制动型液力变矩器满足运输车辆工况的要求,即长时间工作在闭锁状态。

在牵引工况的非闭锁状态,由泵来的传动液体通过压力调节阀进入牵引—制动型液力变矩器,由于溢流阀的作用,使牵引—制动型液力变矩器的入口压力保持在0.65 MPa,满足牵引工况的要求。

3 液压系统实现工况转换电液控制阀块通过传感器接收工作轮转速信号,当满足闭锁条件时,给出电磁铁绕组的电流,开启电磁铁ET1的指令,当闭锁离合器的可控减压阀KP2的压力到缓冲终点压力的值时,关闭电磁铁ET1,发出闭锁离合器结合的信号。

管道6中压力的减小引起滑阀P32换位,使得油道1和4接通,调整溢流阀KH2的压力到0.33 MPa。

在关闭电磁铁ET1和ET2的条件下,油道6和8中压力为零,阀КР2和换向阀РЗ1 、РЗ2在自身弹簧的作用下处于初始状态。

油道4和5和主操纵油路接通,而油道7和泄油槽相通,闭锁离合器处于结合状态,制动离合器处于分离状态。

阀КH2的压力调整到0.33 MPа。

液力变矩器处于闭锁的工况。

3.1 闭锁工况到牵引工况的转换如果泵轮的转速下降到不满足闭锁条件时,控制系统给出打开电磁铁ET1的信号。

在打开(立即满电压)电磁铁ET1的条件下,阀KP2改变状态,油道5和泻油槽相通,闭锁离合器分离,牵引—制动型液力变矩器解除闭锁。

同时换向阀P32换位,重新调整溢流阀KH2的压力到0.65 MPа。

3.2 减速制动工况闭锁离合器结合状态,控制系统打开电磁铁ET2,控制开关阀PK1打开从而引起换向阀P31换位,操纵油液被送入制动离合器充油腔,使得牵引—制动型液力变矩器的制动轮停止旋转,牵引—制动型液力变矩器实现液力减速器的功能。

为了保证通过循环圆的流量足够,在油道7中的压力使换向阀P32换位,重新调整溢流阀KH2的压力到0.65 MPа。

3.3 减速工况到牵引工况的转换控制系统发出关闭电磁铁ET2和电磁铁ET1的信号,分离制动离合器和闭锁离合器。

4 牵引—制动型液力变矩器液压控制系统仿真研究液压控制系统分析、建模基于以下三点假设[4]。

(1) 忽略整个系统的流量损失,阀芯与阀壁之间的摩擦力、粘滞力。

(2) 由于系统压力、温度均不是很高,故忽略油液的压缩性和膨胀性。

(3) 认为在整个液压系统中各个部件均为刚体,不考虑其受力、碰撞发生弹性变形,因此在子模型模式中为各个模块选取子模型时均选取刚体力学模型。

4.1 压力控制回路(压力调节阀KH1和溢流阀KH2)压力控制回路是利用压力控制阀来控制或者调节整个液压系统或一部分的油液压力,以满足液压元件所需的压力,防止系统过载。

溢流阀采用了并联弹簧结构,目的是为了实现分级调压。

模型建立的难点在于处理弹簧的并联及弹簧的空行程以实现弹簧座的复位和控制油压的调节。

通过柱塞来控制压力,反向作用压力作用在阀盖和柱塞之间的环形面积上。

外弹簧刚度 1.224 N/mm,初始压力调准为227.74N,内弹簧刚度1.211 N/mm,初始压力调准为81.69 N。

应用AMESim[5]中的Hydraulic Component Design库、Hydraulic库、Signal,Control and Observers库以及Mechanical库的子模块,在绘图模式绘制模型草图。

图2是控制牵引—制动型液力变矩器入口压力的压力调节阀KH1和溢流阀KH2的AMESim模型。

为了实现在牵引工况保证牵引—制动型液力变矩器压力的要求,模型中通过一个溢流阀来限制牵引—制动型液力变矩器入口压力为0.65 MPa,从压力调节阀的结构图分析可知,操纵油液通过Φ=22.5 mm的圆形通道从外部进入压力调节阀,因此选用带有固定挡块的活塞模块BAP11。

控制油液通过Φ=13 mm的圆形孔和溢流阀相连,因此选用不带圆形倒角油孔的BA0041滑阀模块。

图3 液力变矩器入口压力牵引、闭锁工况变化图3是牵引—制动型液力变矩器入口压力变化,可以看出,牵引—制动型液力变矩器入口压力在溢流阀的控制作用下,逐渐到达0.65 MPa,并稳定在这个压力状态下,满足液力变矩减速器牵引工况的压力要求。

假定在5s时刻满足闭锁条件给出闭锁信号时,关闭电磁铁ET1,油道6中压力下降,换向阀P32在复位弹簧作用下换向处于初始位置,油路4直接和操纵油路1相连,溢流阀和调压阀共同作用使变矩器的入口压力调整为0.35MPa,满足其闭锁工况要求。

4.2 闭锁离合器压力控制回路(减压阀KP1、缓冲阀KP2)当满足闭锁条件时,电磁铁ET1接通电流,KP1阀芯左移,操纵来油通过油路6进入KP2左腔,推动KP2阀芯向右移动, 缓冲压力达到缓冲终点压力值1.1 MPa时,关闭电磁铁ET1,发出闭锁离合器信号,阀芯在回位弹簧作用下迅速左移,操纵油路1和闭锁离合器油路5接通,牵引—制动型液力变矩器处于闭锁的工况。

图4为闭锁离合器压力控制回路AMESim模型。

在缓冲升压阶段的压力调节过程中,缓冲阀芯的受力平衡方程为式中 PHC——缓冲压力K ——缓冲弹簧刚度A5——缓冲阀芯右端的承压面积x0 ——缓冲弹簧预压缩量x5 ——缓冲阀芯位移量缓冲阀芯的受力平衡方程为式中 P6 ——作用在缓冲阀芯左端压力A6 ——缓冲阀芯左端的承压面积经过节流孔的流量方程为式中 αs ——节流孔的流通面积Q ——通过节流孔的流量Cd ——流量系数ρ——油液密度流经节流孔的油液具有下列流量平衡方程根据式(1)~(4),消去中间变量后可以得到进一步整理(5)式,可以得到对(6)式进行积分,可以得到缓冲时间的计算表达式将(1)式和(7)式联立可以得到缓冲压力随缓冲时间的变化规律当缓冲阀的各个参数确定以后,所控制的油压特性也就随之确定。

若需要不同的油压特性时,需要调整局部的结构参数。

在实际应用中,可调解缓冲阀的参数有节流孔的流通面积、缓冲弹簧的预压缩量x0、调压螺栓的位移以及弹簧刚度,以便得到所需要的“缓冲时间”、“缓冲起点压力”和“缓冲终点压力”。

仿真模型中系统压力设为1.6 MPa,电磁减压阀KP1弹簧初始压力14.33 N,弹簧刚度1.19 N/mm,活塞直径15 mm;缓冲阀弹簧初始压力设定为111.87 N,弹簧刚度1.205N/mm,活塞直径18 mm。

仿真时间2 s,时间间隔0.01 s。

可以得到图5所示的闭锁离合器充油腔压力闭锁过程的变化,闭锁压力有一个缓冲的过程。

闭锁充油时间大约为1 s,而缓冲时间大约为0.5 s,整个充油过程分为建压过程,大约0.8 MPa,时间0.25 s;压力缓冲增长过程,大约0.8 MPa~1.2 MPa,时间0.65 ;和压力快速增长过程,1.2 MPa~1.6MPa,时间大约0.1 s。

4.3 制动离合器换向回路(两位三通阀P31和开关球阀PK1)方向控制回路是控制执行元件运动方向的回路。

通常情况下采用二位或三位换向阀可使执行元件换向。

两位三通换向阀作为控制牵引—制动型液力变矩器闭锁离合器和制动离合器的主要部件,设计要求其响应速度要迅速准确,而且在充油过程中绝大多数时间内要处于最大开度。

在AMESim的Sketch中搭建控制制动离合器的电磁开关球阀和两位三通的模型如图6所示,操纵压力1.6 MPa,两位三通阀弹簧刚度1.301 N/mm,弹簧初始压力为123.39 N,可控球阀PK1回位弹簧刚度1.283 N/mm,弹簧初始压力不小于47 N,背压0.1 MPa。

图7为制动离合器充油腔快速充油油压变化过程。

给出制动信号之前,由于两位三通阀PK1弹簧压力的作用,切断了操纵油路和制动油路7,制动离合器充油腔直接和油箱连接,压力为零;给出制动信号之后,操纵压力油通过油路8进入两位三通阀P31,推动阀芯左移,实现换位, 换向阀的换位,切断了油路7和油箱的连接,使得操纵油路和制动离合器充油腔直接连接,实现对制动离合器充油腔的快速充油,经过大约0.2 s,油压快速上升到系统压力1.6 MPa。

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