重型车辆液压缓速制动装置设计与分析

针对当前重型车辆在缓速制动中存在的不足,设计了由液压泵/马达元件、蓄能器以及溢流阀等组成的液压辅助缓速制动装置。通过对车辆与制动装置的分析,制定了系统构型、液压原理图以及制动加速策略;应用AMESim软件搭建了车辆传动系统以及液压系统的模型;对不同档位下的制动效果进行了分析;并研究了在标准循环工况下机械制动与液压制动的分配;搭建了液压系统相关实验回路,对液压回路的转矩、流量、压力以及温度等参数进行了研究。得到了在不同车辆行驶状况下的制动效果,以及不同制动信号下的响应特性,证明该缓速制动系统在转矩可控性以及散热能力可以得到有效提升,并能长时间可靠运行。     

混合动力挖掘机回转制动能量回收系统建模与试验研究

为了回收液压挖掘机回转阶段的制动能量,对挖掘机典型作业工况及能耗进行分析,设计一种以液压马达+电机为回收方式、超级电容为储能元件的回转制动能量回收方案。构建回转制动能量回收系统中发动机、电机、回收马达、超级电容等关键元件数学模型,在对回转运动状态确认与能量回收模式切换、回收电机力矩输出控制和超级电容SOC判断的基础上,建立能量回收系统的仿真模型,以挖掘机实际载荷谱为输入对系统能量回收效果进行仿真分析。搭建挖掘机回转制动能量回收系统试验平台,对该试验系统的能量回收效果和回转驱动性能进行试验研究。研究结果表明:该能量回收方案可行,在不影响挖掘机回转驱动性能的同时,平台回转制动能量回收效率可达到40%以上。     

新能源汽车解耦式电液复合制动系统

设计集成有制动踏板感觉模拟、液压助力和失效制动备份功能的一体式制动主缸,并依此开发制动踏板与轮缸压力解耦的电液复合制动系统。考虑ECE R13法规和电动机、电池组外特性约束,以有效回馈功率为优化目标,制定解耦式电液复合制动系统的制动力分配控制策略。利用MATLAB/Simulink-AMESim建立解耦式系统的联合仿真模型,结合硬件在环仿真台架试验,考核其液压控制性能及制动力配控制策略。结果表明:解耦式电液复合制动系统实现轮缸压力的精确控制,并有效地回收制动能量,在NEDC循环工况下,其制动能量回馈效率可达54.8%。     

基于系统效率优化的电液复合制动协调控制

为了进一步提高混合动力汽车电液复合制动系统协调性能和制动能量回收率,以一款新型双电机插电式混合动力汽车(PHEV)为研究对象,针对电机制动系统和液压制动系统工作特性的不同,提出符合其电液复合制动系统耦合工作特性的制动能量分配与控制策略。在保证制动安全性的前提下,以最大程度利用电机再生制动力为目标,建立电机损耗模型及可动态控制压力的液压制动系统模型,模拟实际电液复合制动系统的工作特性,通过控制电机制动系统电流实现损耗最小,并且调节速比实现电机与无级变速器(CVT)联合工作效率最优。利用比例-积分-微分(PID)控制调节液压制动系统高速开关阀,实现轮缸压力动态协调控制。制定基于阈值实时优化的制动力分配策略及基于制动强度修正的协调控制策略,利用MATLAB/Simulink和AMESim仿真平台对电机、液压制动系统及传动系统建立整车动力学模型,通过对连续制动及制动突变等制动工况进行联合仿真试验验证该控制策略的性能。研究结果表明:该控制策略可充分发挥双电机制动回收系统的优点,大幅提高制动能量回收率,有效兼顾汽车的制动安全性和平顺性,减小制动力波动;初速度为60 km/h,制动强度由0.6突变至0.3时,最大冲击度由93.36下降为17.52 m/s~3,满足汽车平顺性的要求;在城市车辆排放测试(UDDS)循环工况下,实际能量回收功率最高可增加0.32 kW。     

气缸气缓冲特性的实验研究

研究气缸气缓冲特性,建立计算机辅助测试系统.通过调节气源压力和缓冲针阀开度,测试不同工况下缓冲腔及主气路压力、气缸行程以及振动加速度等参数,并分析过缓冲、欠缓冲及最佳缓冲等几种典型的气缓冲特性.实验结果表明:气缸活塞与端盖的机械碰撞是造成振动冲击的主要因素;一些过缓冲过程仍存在机械碰撞,从而造成缓冲效果变差;最佳气缓冲只存在于某些工况.     

旋挖钻机回转制动能量回收系统设计与分析

为利用旋挖钻机在回转阶段的制动能量,提出一种基于二次调节技术和液压蓄能器的能量回收系统。通过分析上车回转的工况特点,运用功率键合图理论建立回转动能回收利用的数学模型。针对系统参数的不确定性及存在的外干扰,设计自适应模糊滑模控制器对回转速度进行跟踪控制,并利用李雅普诺夫函数证明控制系统的稳定性和收敛性。为对系统进行优化设计,仿真分析液压蓄能器容积、充气压力及回转制动时间这3个主要因素对系统工作性能的影响规律。研究结果表明:所提出的回转系统在制动时能有效地完成能量回收,其中,回转制动时间对系统工作压力和能量回收效率影响最大,而液压蓄能器容积和充气压力对能量回收效率影响较小,但对恒压网络压力波动影响较大。     

下运带式输送机液压制动器性能研究

介绍了下运带式输送机液压制动器的制动原理、分析了其工作性能，重点讨论了液压制动器在制动、松闸和运行过程中油液压力的确定，比例控制过程及蓄能器在液压系统中的作用。     

超深矿井提升机盘形闸制动系统机电液仿真建模

为研究提升机盘形闸制动系统制动过程的动态性能,建立多绳缠绕式提升机制动系统动力学ADAMS模型,并将油压滞回仿真结果与实验测试结果进行对比验证,同时结合以钢丝绳连续弹性体模型为基础建立的制动负载模型,完成对盘形闸制动系统的动力学建模。建立盘形闸制动系统的液压系统仿真模型,并在Simulink中建立相应的二级制动及恒减速制动控制策略模型。以Simulink为集成环境,采用多软件联合仿真方式建立盘形闸制动系统的机电液一体化仿真系统。运用该系统对提升机重载下放超速工况下的二级制动和恒减速制动性能进行仿真研究。研究结果表明:设计的制动系统机电液各项运行参数合理有效,恒减速制动比二级制动的动态性能更平稳。     

下运带式输送机液压制动系统的试验研究

针对下运带式输送机液压制动系统的不同运行工况和动态特性,设计了实验室试验系统,介绍了试验的原理和步骤,分别模拟试验了液压制动系统的空载发热、最大制动力矩、正常制动、超速调速制动等不同的运行工况,并对制动系统的压力、转矩以及油液温度进行实时检测。试验结果表明:该液压制动系统有很好的制动效果,且具有控制智能化、发热小、响应迅速、冲击较小等优点,能够满足下运带式输送机各工况制动性能的要求。     

旋挖钻机回转缓冲平衡阀仿真与实验研究

缓冲平衡阀是旋挖钻机上车回转液压系统的重要组成部分,对旋挖钻机上车回转的启制动特性起决定作用。文章以某型旋挖钻机为研究对象,分析了缓冲平衡阀的主要结构和工作原理,建立了旋挖钻机回转液压系统的AMEsim仿真模型,研究了缓冲平衡阀的2个弹簧预紧力、锥阀的直径、阻尼孔直径等主要参数对旋挖钻机回转液压系统的影响。结果表明,缓冲平衡阀锥阀直径在9~10mm之间,阻尼孔直径在0.3~0.5mm之间,系统响应快,马达压力波动小,工作平稳。     

液压系统卸荷压力冲击及其缓冲措施的研究

本文通过对液压系统几种常用卸荷回路及其缓冲措施的理论分析、数字仿真和试验研究,指出了它们在实际使用时存在卸荷压力冲击以及缓冲效果不佳的原因,探明了系统及其卸荷元件结构参数和使用参数对卸荷压力冲击的影响,阐述了作者推荐的改进意见,并提出了一些新的缓冲方法。     

全动力液压制动系统的动态模拟与实验

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.通过系统动态响应特性台架实验,验证了仿真模型,得出了各种制动工况对系统响应特性的影响规律.经工业性应用,设计研制的工程车辆全动力制动系统性能满足ISO 3450标准要求.     

基于AMESim的螺纹插装式缓冲溢流阀的缓冲特性

针对工程机械在启动、制动或换向时液压马达腔会出现很高液压冲击的现象,对一种螺纹插装式缓冲溢流阀进行特性研究.建立螺纹插装式缓冲溢流阀的AMESim仿真模型,仿真分析缓冲式溢流阀的阀芯阻尼孔直径、缓冲套节流孔直径、弹簧刚度等参数对液压马达压力特性的影响.研究结果表明,适当地减小阀芯阻尼孔直径,增大缓冲套节流孔直径,减小调压弹簧刚度,可以提高缓冲式溢流阀的缓冲性能.     

变量液压泵稳态仿真模型

提出了一种新的变量液压泵稳态仿真计算模型，恒流源恒压源模型。该模型将变量液压泵等效为液阻、压力突变、恒流源构成的一般液压元件。在对液压系统进行稳态仿真过程中，使用该模型，变量液压泵以普通液压元件的形式出现在系统回路，不必将其简化为一个边界点。     

汽车电控液压制动系统动力学建模及性能研究

为提高估计电控液压制动系统的压力估计精度,针对其工作特性提出一种基于粒子群优化的UKF算法的汽车电控液压制动系统动力学建模方法.该算法根据液压制动系统的工作特性将压力估计问题转化为多维参数优化的问题,应用UKF对汽车电控液压制动系统进行压力估计,根据该液压系统的强非线性及时变系统特性引入液压系统指数参数,压力变化参数差,及测量轮缸压力作为状态量,引入粒子群算法根据目标函数,对UKF中的参数及观测噪声,过程噪声进行迭代寻优.实验数据对比,验证该算法参数估计的精确性及实时性.研究结果对液压制动系统以及整个液压系统的研究都具有指导意义.     

农用机械同步控制系统联合仿真分析

在复杂工况和直线要求较高的情况下,为满足农机高精准性、高可靠性的要求,实现农用机械的直线同步行驶,提出一种同步阀+电磁比例阀的液压驱动底盘。运用等同控制,控制器设计基于模糊PID自适应控制理论,采用AMESim和MATLAB联合仿真的方法,对液压马达同步直线行走进行仿真研究,得出符合农用机械行走要求的底盘行走机构。研究结果表明:该系统具有很好的动态响应特性,液压马达同步误差最大值为4.3 r/min,同步精度最大值为1.8%,可以满足农用机械直线行走的要求。研究方法可为需要高精准性、高可靠性的农用机械底盘设计提供理论支持,并为液压驱动的同步控制系统提供参考。     

考虑主、轮缸液压力差异的制动增强控制

现有电子液压制动系统（EHB）在常规制动工况下均是以主缸液压力传感器为反馈进行液压力控制,而忽略了主、轮缸液压力的差异性对制动控制带来的影响。针对此,首先通过电磁阀测试台架测试了液压控制单元（HCU）增压阀在全开工况下的正、反向的压差流量特性。之后,通过制动测试台架测试了轮缸压力体积（PV）特性,建立了非极限工况下的主、轮缸液压力的动态模型,并通过试验数据验证了模型的准确性。将由上述模型估计的轮缸液压力作为反馈,替换原始的主缸液压力传感器信号,引入到EHB的液压力控制算法中,而并不改变原控制算法。基于经典控制理论,分析了该新控制系统的快速性和稳定性。最后进行了液压力控制的实车试验,结果表明,在相同的目标阶跃工况下,相比于主缸液压力反馈控制,所提出的新控制系统可将轮缸液压力及制动减速度的响应速度提高12 %左右,从而缩短紧急制动工况下的制动距离。此外,由于估算的轮缸液压力比主缸液压力更加平稳且没有超调,新控制系统在快速建压过程中运行更加平稳,显著提升噪声、振动与声振粗糙度（NVH）性能。最后,多工况下的实车试验表明新控制系统是稳定的。     

负荷传感技术在液压电梯系统中的应用

针对定压式阀控液压电梯系统在低于额定负载工况运行中系统能量损失较大的问题进行研究,提出引入负荷传感技术调节系统压力的方法,使得系统压力跟随负载变化,减少系统功率损失.通过仿真分析,得到在保证调速性能条件下的阀控液压电梯系统中应用负荷传感技术的关键参数.仿真和试验结果表明,应用负荷传感技术的阀控液压电梯系统节能效果显著,适宜在液压电梯和其他垂直提升机械领域中推广应用.     

平衡阀对车辆液压驱动系统的影响研究

为了改善轮式越野车辆的安全性和稳定性,研究驱动系统中关键元件平衡阀对轮式越野车辆液压行走驱动系统性能的影响. 以某越野车辆的液压行走驱动系统为研究对象,建立平衡阀的理论分析模型,运用AMESim软件建立了越野车辆液压驱动系统模型,分析了平路行驶工况、下坡行驶工况下驱动系统中泵、液压马达和平衡阀的压力及转速变化情况,并通过试验验证了仿真模型的准确性. 分析结果表明：平衡阀在液压驱动系统中具有平衡负负载、防止供油不足及下坡时防止液压马达失速的作用. 针对下坡过程中的冲击现象. 通过对平衡阀阀芯控制端阻尼槽槽深和阻尼孔直径优化分析,发现改变阻尼槽的槽深可以有效减小压力冲击,槽深由0.55 mm降为0.35 mm时,背压可减小12.5%.     

FluidSIM仿真技术及其在液压系统设计和性能分析中的应用

本文简要介绍了FluidSIM仿真软件功能及主要特点,并在FluidSIM环境下,运用FluidSIM-H提供的液压元件设计库,构建了装配装置的液压和电气仿真系统。通过对装配装置的不同工况进行仿真分析,绘制了主要元件工况仿真结果图。