非对称型多泵多速马达系统特性的理论分析

在原有的对称型多泵多速马达原理的基础上,提出了一种新型结构的非对称型多泵多速马达,以内2外3泵马达系统为例,对非对称型多泵多速马达系统中多泵的多级流量输出以及多速马达的多级转矩输出进行了归纳和总结,得到了非对称型多泵多速马达系统中马达的多级转速和转矩的理论公式,该理论公式同样适用于对称型多泵多速马达系统.对非对称型多泵和非对称型多速马达之间的连接方式进行了详细的分析,结果表明:非对称型多泵(多速马达)可实现多级恒流量(多级恒转速恒转矩)输出,为新型多泵多速马达系统的应用奠定了理论基础.     

三作用多泵多马达输出转速和转矩的理论分析

为了实现定量泵可输出多种流量、定量马达输出多种转矩和转速的功能,设计了双定子结构的新型泵和马达,并提出了多泵多马达传动理论.在一定的马达进出口压差条件下,通过三作用双定子泵(马达)的不同连接以及泵和马达的多种组合连接,对泵的不同输出流量、马达输出转矩和转速进行了计算分析.结果表明,通过改变泵和马达的连接方式及其组合连接方式,在一定的范围内可以对马达的转矩和转速、泵的输出流量进行调节和控制,从而拓宽了元件的适用领域.     

多泵/多马达容积调速回路的理论分析

分析了传统单泵/单马达容积调速回路、单泵/多马达回路以及多泵/多马达回路的原理和特性,提出了由多泵、多马达组成的新型容积调速回路,并与单泵/单马达回路进行比较.结果表明,所提出的多泵/多马达回路可以实现多级恒转矩或多级恒功率的调节,扩大了回路的转速和转矩的调节范围.     

变频电机-多输出泵调速回路速度特性分析

针对普通电机多输出泵调速回路存在功率损失、变频电机定量单泵调速回路动态特性差及流量输出范围受泵转速范围的限制等问题,提出一种新型变频电机-多输出泵调速回路。该新型回路可以通过变频电机进行无级调速,节省了普通电机多输出泵调速回路中的功率损失;通过多输出泵的多级容积调速,在不改变泵的允许转速范围的情况下,扩大了变频电机定量单泵调速回路的流量输出范围,并且能够得到多条速度特性线。理论分析表明,新型回路没有功率损失,最小输出流量随排量比例系数的增加而减小,最大输出流量随排量比例系数和多输出泵作用数的增加而增加。AMEsim仿真结果表明,通过选择不同的速度特性线,新型回路可以满足不同工况对动态响应的要求,提高了回路的适应性。     

双转子凸轮马达的转矩和转速分析

为了增加凸轮马达的工作方式,设计了一种双转子凸轮马达,通过改变凸轮马达进油口的连接方式来改变马达的排量.在流量相同、负载一定的条件下,计算了马达在各种连接工况下的转矩和转速,并对比了各种工况下的转矩脉动.结果表明:双转子凸轮马达4个输入口有6种不同的组合输出,其中两内马达、两外马达、两内两外马达这3种组合的输出转矩脉动较小;双转子凸轮马达有两种差动连接,其中两外两内差动连接可以实现低转矩高转速,且转矩脉动理论值为零.     

双定子多作用力偶液压马达的原理分析

针对液压马达径向受力不平衡的问题,提出了一种多工况下双定子多作用力偶液压马达,并采用高次曲线设计了四作用力偶液压马达内、外定子的轮廓线。单作用的定子轮廓线由大、小两段圆弧和两段过渡曲线组成;多作用力偶液压马达的内、外定子轮廓线由多个等宽、相似的单作用定子轮廓线组成,该轮廓线光滑且完全封闭。通过液压马达排量的计算和分析发现:多作用力偶液压马达的排量主要取决于内、外定子轮廓线的半径,定子环的有效宽度,滚柱连杆组的数目,连杆的厚度和马达在一个工作周期内密闭容积吸油及排油的次数。在输入流量不变的情况下,通过改变液压马达的连接方式可以实现内马达单独工作,外马达单独工作,内、外马达同时工作,以及内、外马达差动工作。     

冲击式小型气动马达机械特性研究

为了适应易燃、易爆及防磁的工作环境，该文研制了一种冲击式小型气动马达。介绍了冲击式小型气动马达的工作原理和具体结构组成，理论分析了其喷嘴流量特性和叶轮受力情况，并通过计算机仿真研究了其主要结构参数变化对输出转矩的影响规律。为了对马达输出的转矩和机械功率进行实验研究，设计了一套小型机械特性测试装置。实验研究结果表明：冲击式小型气动马达输出转矩与转速具有良好的线性关系，调速范围广，符合实际应用的要求。     

内外啮合齿轮马达的理论分析

从双定子思想出发,力图打破原有齿轮马达的结构,实现在不改变输入流量的情况下,对齿轮马达的转速调节,从而探讨出一种新型结构的内外啮合齿轮马达. 该新型结构的齿轮马达与传统的齿轮马达的区别是:该齿轮马达在一个壳体中,有内啮合齿轮马达和外啮合齿轮马达两个马达. 该马达仅通过切换不同的连接方式就可以实现多级转速和多级转矩的输出,省去了节流阀、减压阀等耗能元件,减少了能源的浪费,提高了效率.      

磁流变风扇离合器结构设计与可控性分析

针对发动机离合器的传统驱动方式无法实现风扇转速实时连续调整,易造成发动机功率无谓损耗、冷却过度等问题,设计了一种以磁流变液为传动介质的风扇离合器。基于磁流变液Bingham模型和不可压缩粘性流体Navier-Stokes方程,建立了磁流变离合器转矩传递模型,分析了模型中各参数对输出转矩的影响。依据磁路设计理论,提出了磁流变离合器磁路的两种设计方法。采用ANSYS软件进行了磁流变离合器磁路的数值分析,验证了理论计算结果的正确性。优化设计并加工了磁流变离合器的系列试验样品。利用构建的磁流变离合器性能测试平台进行了样品的机械静态特性、输出特性、调速特性试验研究。结果显示:该磁流变离合器在2 A输入电流控制下,输出静态转矩达到13 N.m;转矩随转速差加大增加的幅度较小,保持在0.4~0.8 N.m之间;负载特性试验证实了磁流变离合器输出转速的可控性。     

力平衡型多输出径向柱塞泵的曲线与流量分析

提出了力平衡型多输出径向柱塞泵,克服了受力不平衡的技术难题,通过切换工作方式实现两种或多种流量的输出.对泵的导轨曲线进行了设计与优化分析,导轨曲线在设计中借鉴双定子叶片泵曲线的构成形式采用两个圆弧曲线与过渡曲线搭配的形式,其中过渡曲线为修正后的阿基米德螺旋线,保证了泵的平稳性与径向受力平衡,对泵不同工作方式下的流量进行了计算,对瞬时流量进行了研究,结果表明:各种工作方式下的流量脉动都较为平稳,内外泵单独工作的瞬时流量最大值与最小值相差不超过0.3m L/s.搭建了力平衡型多输出径向柱塞泵试验台,试验结果表明:随着调定压力的升高,泵在不同工作方式下的容积效率下降都较为明显,最低达到80%,须进一步提高零件的加工精度并完善泵的密封配合.