CVT锥轮推力平衡模型及影响因素研究

为提高无级变速器速比控制的精度与稳定性,研究了主从锥轮推力的关系及其影响因素.采用理论分析与试验验证相结合的方法,建立了主从锥轮推力比的数学模型,通过台架试验验证了模型的正确性,并且,通过台架试验研究了速比、转矩比、输入转矩与主动轮转速平衡推力比的影响.结果表明,平衡推力比与主从锥轮工作包角的比值成比例关系;推力比与速比呈单调递减的关系;同一速比下,输入转矩越大,推力比越大;推力比随转矩比的增大而线性增大,针对同一转矩比,最大转矩值越大,推力比就越小;主动轮转速对推力比的影响可以忽略.本文研究了推力比的平衡机理,为速比的精确控制提供了理论与试验依据.     

金属带式无级变速传动的瞬态特性

从金属带传动的运动学入手,对CVT的瞬态传动特性做了具体的分析,确定了速比变化率与夹紧力之间的关系,得到了可以实时控制的带传动力学模型.     

基于响应速度和跟踪精度的CVT液压系统优化设计

针对无级自动变速传动(Continuously Variable Transmission,CVT)液压系统存在的速比响应特性差和夹紧力控制精度差导致的速比响应滞后和带轮过紧或滑转等问题,从CVT液压系统速比控制和夹紧力控制系统的实际结构两方面着手,采用有针对性的优化方法,通过对系统结构参数进行优化设计来提高速比控制和夹紧力控制的动态响应速度和跟踪精度。结合起步整车工况,运用AMESim仿真平台进行了分析验证,仿真结果表明:优化后的系统在动态响应性能及跟踪误差精度上都得到了较大的提高。     

无级变速器电液系统软件技术开发

针对CVT控制软件开发中,进一步降低夹紧力及传统速比控制方案的缺点进行了研究。文中对金属带夹紧力安全系数控制法的弊端采用试验的方法测量了滑移率对传动效率的影响,在试验过程中观察得到速比对夹紧力谐波输入跟踪的相位变化,分析速比对夹紧力跟踪不同区段的相位差产生的原因后,将两不同区段的交点作为夹紧力控制目标设计了夹紧力控制方案,并在ETAS软件建模实现上述控制方案,验证曲线表明该控制方案可以有效降低金属带夹紧力提高系统的传递效率。综合考虑系统对迅速改变速比的需求,提出了改进的速比控制方案。经试验验证,该方案可以消除通用PID算法的缺陷,使变速机构在快速稳定的跟踪目标速比前提下,确保了系统的流量安全和夹紧力安全。     

基于模糊PID的CVT夹紧力控制

针对金属带式无级变速器(CVT)夹紧力不合理造成传动效率低的问题,提出基于模糊PID的CVT夹紧力控制方法.为保证主、从动带轮夹紧力满足转矩传递要求同时实现夹紧力控制、速比控制解耦,研究了夹紧力的唯一控制原理.提出目标夹紧力的模糊计算方法,使目标夹紧力控制在最佳范围内.设计模糊PID控制方法,首先应用模糊控制使夹紧力快速稳定在目标夹紧力小范围内,然后通过PID寻优达到目标夹紧力.试验结果表明通过对目标夹紧力的模糊计算可以在保证不打滑的情况下,有效降低目标夹紧力;通过从动轮夹紧力的模糊PID控制方法,可以使从动轮夹紧力快速、准确达到目标夹紧力,并消除比例溢流阀饱和特性对控制性能的影响.     

艏摇对立轴潮流能水轮机的水动力性能影响

为研究艏摇对立轴水轮机的水动力性能影响,采用ANSYS-CFX软件对2叶片立轴水轮机艏摇运行进行模拟分析.同时还对不同频率、不同速比下的推力系数和侧向力系数时历曲线进行分析,并采用最小二乘法拟合分析水轮机的载荷影响,结果表明:与在均匀流中仅做旋转运动的水轮机相比,艏摇运动不会影响水轮机的能量利用率,但是对推力和侧向力的瞬时波动幅值影响较大,速比和艏摇频率越大,瞬时值波动幅度越大;推力和侧向力的阻尼系数与艏摇频率无关,与速比有关,速比越大,阻尼系数越大.     

金属带式无级变速器锥盘母线的设计方法

分析了金属带式无级变速器中直母线锥盘必然使金属带产生轴向偏移和扭曲的原因·提出了零偏移量锥盘母线的设计原则和设计方法:选择形状简单易加工的曲线作为推块侧边,根据共扼曲线原理和传动的约束条件,求解其共扼曲线作为锥盘母线,以保证变速过程金属带对称线始终与锥盘回转轴线垂直·给出了推块侧边为圆弧的锥盘母线求解方程和算例,确定了推块侧边曲率半径ρ和锥盘角α等主要设计参数的取值范围及其对锥盘母线性能的影响·通过调整设计参数,可以改善锥盘与推块侧边及金属带受力状态,以提高无级变速器的性能·     

拖式与推式吊舱推进器水动力性能数值仿真及对比

为研究吊舱推进器在直航和回转工况下的推进性能,通过RANS方法结合标准k-ε湍流模型对拖式与推式吊舱推进器在不同工况下的水动力性能进行对比分析.分别计算拖式与推式吊舱推进器直航与回转工况下的推力系数与转矩系数,并与试验结果进行对比以验证数值计算的准确性.直航工况推进特性曲线、回转工况的推力系数与转矩系数曲线对比结果表明,数值计算可以准确预报吊舱推进器的水动力性能.根据该模型计算了斜流工况时两种推进器的推力、转矩系数以及轴向力和侧向力系数随角度的变化规律.结果表明,本文提出的水动力模型可以准确预报不同工况下吊舱推进器的水动力性能.     

无级变速器金属带的滑移率评估方法

为了在无级变速器的夹紧力控制过程中实现优化控制,检测了金属带的滑移率,采用皮尔逊相关系数对滑移率进行估算,理论分析了将相关系数用于滑移率计算的可行性,试验研究了滑移率与相关系数的关系以及速比变化率、样本数等因素对相关系数的影响.试验结果表明:相关系数能够有效地对滑移率进行评估.将该滑移率评估方法在无级变速器夹紧力的防滑控制中进行应用,并在转鼓试验台上进行实车试验.结果表明,利用滑移率进行夹紧力控制的整车与传统控制方式的整车相比,在燃油经济性上有了大幅度的提高.     

带式无级变速器性能试验台的开发

基于对橡胶带式无级变速器(CVT)基本结构和调速原理的分析,开发了一套对带式CVT调速特性、承栽能力、传动效率等进行测试的试验台,主要实现对输入输出转矩和转速的测量以及对移动盘轴向位移的提取.在该试验台上对一款CVT样机在不同的速比、转速、负载下调速特性和传动效率的变化规律进行测试,测试结果验证了理论分析,得出不同工况下CVT调速特性和传动效率的变化规律,并根据试验结果给出了提高传动效率的途径.     

基于MATLAB的注塑机五支铰斜排双曲肘合模系统优化设计

对80T注塑机五支铰斜排双曲肘合模机构的运动特性和力学特性进行分析,确立以行程比和合模油缸推力放大倍数为优化目标,建立合模机构优化数学模型,确定参数化设计流程,并根据几何关系设立合理的约束参数,用MATLAB软件对合模机构进行优化设计.优化后,该机构行程比提高了31.91%,合模油缸推力放大倍数提高了0.46%,为降低五点斜排双曲肘合模机构的能耗,提高工作效率及注塑件的质量提供理论依据.     

空气系统转静腔室轴向力计算与试验研究

燃气轮机转子的轴向推力是燃机总体设计的重要指标之一。燃机转子轴向推力必须保持在一个合适的载荷范围内，即作用在轴承上的轴向推力大小合适且不换向。因此，对空气系统转静腔室轴向力展开计算与试验研究，开展空气密封系统流体网络计算，揭示转-静盘腔气体轴向力产生机理，将转-静盘腔气动推力与转子支承系统解耦，提出一种转-静盘腔气动轴向推力的直接动态测试方法，搭建了转-静盘腔轴向力机理试验台，开展不同压差与不同转速下的转-静盘腔轴向力测试，并利用理论计算与仿真计算对试验结果进行验证，结果表明轴向力直接测试方法准确、可靠。以上研究结果对揭示燃气轮机转-静盘腔轴向力产生机理，明确影响燃机高压转子轴向力大小与方向的关键因素具有重要意义。     

蜂窝密封技术在空分增压机级间密封上的应用

针对内蒙古某煤化工厂空分增压机组在生产过程中存在的推力轴承瓦温度偏高等问题,提出了对增压机级间密封进行整体蜂窝技术改造的方案。通过对级间密封结构优化前后叶轮端面轴向受力变化的理论分析及利用计算流体动力学（CFD）软件进行仿真验证,得出级间密封的失效是引起转子轴向力变大的主要原因,并对增压机级间密封进行了蜂窝技术改造。改进后的级间密封结构使得增压机级间串气量减小,叶轮两侧高压气体压力差有所降低,各级压缩效率得到提高,解决了推力轴承瓦温度偏高和气体出口压力不足等问题。蜂窝密封技术在空分增压机级间密封上的成功应用,为解决高速离心压缩机轴向力过大这一问题提供了新的有效方案和改进措施,值得进一步应用推广。     

被动轮式推进器设计

针对连续管水平井钻进过程中存在的屈曲锁死、钻压不足等问题,设计一种基于钻柱侧向弹性的增强动力轮式推进器,可获得较高的轴向推拉力。应用钻柱纵横弯曲理论和齿轮-钻屑的几何关系,分别建立包含轮式推进器的底部钻具组合力学模型和蜗轮蜗杆卡阻力学模型,利用模型分析轮式推进器的工作特性。结果表明仅靠钻柱自重产生的推拉力有限,利用偏心垫块与推进器串联组合所产生的钻柱侧向弹性可大幅提高轴向推拉力;偏心垫块-推进器组合的轴向推拉力随两者间距的减小而增大、随偏心距增大而增大,较自重式推进器提高10倍。最大被卡钻屑尺寸随齿轮模数和齿数的增大而增大;卡阻力与钻屑和齿轮材料的强度比正相关。     

泥岩地基钻孔灌注桩承载力试验评价

依据某高速公路桥梁工程3根钻孔灌注桩的单桩竖向抗压静载试验,以及桩身轴力传递和桩侧阻力的测试,对其静载试验Q-S曲线的特性、桩身轴力传递机理、桩侧阻力和桩端承力发挥性状的分析,探讨了钻孔方法、泥浆循环等施工因素对钻孔灌注桩的工程性状的影响,揭示了泥岩地基中钻孔灌注桩的承载力特性和破坏机理模式。     

基于动力学仿真的柴油机轴系不对中故障探究

针对柴油机轴系齿式联轴器不对中故障,首先建立齿式联轴器轴向摩擦力数学模型,分析不对中产生的轴向摩擦力特点,然后构建包括齿式联轴器在内的轴系动力学仿真模型,探究齿式联轴器不对中故障下曲轴的动力学行为规律,分析曲轴推力轴承及齿轮的受力变化。仿真结果表明：不对中的齿式联轴器外齿元件会对内齿套产生轴向摩擦力,由此影响曲轴轴向窜动,进而导致曲轴止推轴承和正时齿轮轮齿接触力发生改变。通过实际故障案例验证了仿真结果的正确性。本文结论可为柴油机轴系故障的排查和诊断提供机理依据。     

高速旋转卡盘及工件刚度对动态夹紧力的影响

为解决高速车削对工件夹紧系统要求越来越高的问题,采用理论分析、有限元计算和实验研究相结合的方法定量分析了高速旋转卡盘和工件刚度对动态夹紧力的影响规律。研究表明:并非100%的卡爪离心力转化为卡盘的动态夹紧力损失,工件刚度越低,动态夹紧力损失越小。卡盘通过其径向刚度和弯曲刚度综合影响动态夹紧力变化,高的卡盘单元径向刚度对降低动态夹紧力损失有利;在较大工件刚度时,采用较低的卡盘弯曲刚度有助于降低动态夹紧力损失。该文的计算模型具有较高的精度,对提高高速车削过程安全性并充分发挥卡盘的高速潜能以及高速卡盘的优化设计与应用具有重要意义。     

活塞发动机止动轮毂传动系统动态特性分析

为揭示活塞发动机止动轮毂传动系统振动机理，在分析发动机止动轮毂系统工作原理的基础上，分别采用能量法与Adams多体动力学软件，建立了止动轮毂传动系统动力学模型，提出了止动轮毂三爪曲面接触系统动力学建模与分析方法。通过对比分析两种模型在额定工况下轴向力响应结果，相互验证了动力学仿真模型的正确性。为减轻止动轮毂系统振动冲击，研究了不同扭矩和轴向预紧力工况对止动轮毂系统轴向冲击力与位移的影响规律。结果表明：不同工况参数下的系统动态响应特性差异明显；随着扭矩由350 N·m增大到500 N·m，系统轴向冲击力增大，轴向位移增大近一倍；随着轴向预紧力由6 000 N逐步增大到8 000 N，系统轴向冲击力峰值逐渐增大，稳定后均值变化较小，轴向位移则随之减小。在额定扭矩工况下，取适当小的轴向预紧力，有利于减小止动轮毂系统所受的轴向冲击力，改善系统振动冲击。     

高速旋转卡盘及工件刚度对动态夹紧力的影响

为解决高速车削对工件夹紧系统要求越来越高的问题,采用理论分析、有限元计算和实验研究相结合的方法定量分析了高速旋转卡盘和工件刚度对动态夹紧力的影响规律。研究表明:并非100%的卡爪离心力转化为卡盘的动态夹紧力损失,工件刚度越低,动态夹紧力损失越小。卡盘通过其径向刚度和弯曲刚度综合影响动态夹紧力变化,高的卡盘单元径向刚度对降低动态夹紧力损失有利;在工件刚度较大时,采用较低的卡盘弯曲刚度有助于降低动态夹紧力损失。该文的计算模型具有较高的精度,对提高高速车削过程的安全性并充分发挥卡盘的高速潜能以及高速卡盘的优化设计与应用具有重要意义。