基于典型工况液力变矩器匹配性能的优化

针对目前发动机与液力变矩器匹配方式存在的不足,为合理优化液力变矩器与发动机的匹配性能,测试装载机典型工况下工作系统的载荷情况,并对测试数据进行处理,得到V型铲装工况下全功率匹配和部分功率匹配实际消耗的转矩。以灰色关联度为基础建立液力变矩器与发动机匹配的多目标优化模型,根据处理后的试验数据对某ZL50装载机的液力变矩器有效循环圆直径进行优化,优化后整体匹配性能提高3.8%。研究结果表明:基于典型工况的优化方法能够提高发动机与液力变矩器的匹配性能,可以为液力变矩器的优化设计和合理匹配提供参考。     

液力变矩器动态循环流量的传递函数表征法

为快速求解液力变矩器循环流量的动态响应,提出液力变矩器动态循环流量的传递函数表征法.该方法基于一元束流理论的推导,以确定结构形态的液力变矩器为对象,将动态循环流量视为以静态循环流量为输入的一阶线性系统的响应,通过液力变矩器常用工况范围内的简单工况CFD(计算流体动力学)静态、动态仿真数据,构建动态循环流量系统的传递函数.仿真结果表明:此方法对液力变矩器常用工况范围内的动态循环流量的预测拟合优度达到0.987,对输入、输出轴动态扭矩的预测拟合优度达到0.95;相对于CFD仿真,此方法在小幅牺牲计算精度的同时大幅提升了计算速度,是一种快速求解液力变矩器动态响应的有效方法.     

采用装载机整机实验的液力变矩器性能匹配指标

针对液力变矩器的设计、选配过程与整机循环工况载荷的非关联性问题,提出了采用面向整机循环作业工况的液力变矩器性能匹配指标评估液力变矩器部件与整机系统匹配效果的方法。相较于传统液力变矩器静态台架实验,该方法是通过基于整机功率流原理下的液力变矩器的性能实验,在统计整机典型工况下液力变矩器特性参数分布的基础上,将关联整机载荷的速比分布合理有效地应用于液力变矩器与整机的性能匹配指标中。实例应用结果表明,该性能匹配指标能体现整机载荷分布的侧重性,可用于针对具体机型的载荷特点定制化设计和选配液力变矩器。     

牵引工况下大功率液力变矩器总成热特性研究

针对推土机在往返工况下液力变矩器油温经常超工作范围问题,分析其液力变矩器内部油温与车辆工况的变化规律,并对液力变矩器液压供油系统进行温度调节与保护,开展牵引工况下大功率液力变矩器总成的热特性研究。以热平衡理论为基础,分析推导液力变矩器的能量损失、传递效率、热量的产生和散失与油温之间关系。利用液力变矩器总成的台架试验,测试了YJ380型大功率液力变矩器在牵引工况下的扭矩、转速、流量、油温等基本特性参数。以试验数据为基础,建立了140kW柴油发动机与该大功率液力变矩器的数学模型,并对其共同工作的数学模型进行了分析;在发动机与液力变矩器功率匹配的基础上,通过计算液力变矩器的能量损失以及散热器的散热效率,得出液力变矩器在不同工况下的内部油温。针对液压系统由于泵排量不足导致的油温过高现象,搭建供油系统模型,通过对液压系统的流量调节优化了液力变矩器总成的热平衡特性,通过控制液力变矩器的闭锁离合器对系统进行了温度保护。最后,将试验结果与数值模拟结果进行了对比验证。研究结果表明:利用发动机与液力变矩器共同工作数学模型计算的油温与实测出口、入口油温均值的相对误差约为2%,验证了该数学模型的正确性;在液力变矩器供油系统基础上,建立了恒温控制及温度的自动保护方案,当油温为60℃~80℃,或100℃~120℃时,通过调节系统流量能保持温度恒定,当油温小于60℃或大于120℃时,通过闭解锁控制可以保证液力变矩器动力总成的可靠性。     

连续可变能容双泵轮液力变矩器的设计及分析

以某高性能普通三元件向心涡轮液力变矩器为参考样机,确定循环圆有效直径为425 mm,采用相似设计法得到同性能液力变矩器,并将其作为基准型,通过合理分割基准型泵轮叶片得到双泵轮液力变矩器的循环圆和叶片.设计了滑差离合器结构,给出了滑差离合器及摩擦片的主要技术参数.运用计算流体动力学(CFD)方法对所设计的双泵轮液力变矩器进行数值模拟,分别获得双泵轮状态、单泵轮状态及滑差状态3种状态下的能容特性和原始特性.通过对比分析可知,所设计的双泵轮液力变矩器能够通过滑差控制实现能容的连续可控性,可应用于装载机发动机与变矩器的变能容匹配.     

液力变矩器通用特性及其匹配方法的研究

利用系列泵轮转速及工况的试验数据,建立了一种基于液力变矩器通用特性的发动机与液力变矩器匹配模型.分析了传统匹配方法产生较大误差的来源,在有限试验数据基础上利用反向传播神经网络的拟合和泛化能力,确定了神经网络结构的隐含层节点数,建立了液力变矩器通用特性预测模型,并与传统经验修正模型进行对比.对比结果显示文中提出的方法使得特性预测精度有显著提升.在此基础上,结合发动机净外特性提出了发动机与液力变矩器通用特性匹配模型,该匹配模型考虑了泵轮转速对液力变矩器稳态性能的影响,更符合实际运行情况下发动机与液力变矩器共同工作特性,提高了液力变矩器与发动机的匹配精度.      

面向液力变矩器定制化选型的积分加权评价法

为解决整机工况特征与液力变矩器选型的动力学匹配问题,提出面向液力变矩器定制化选型的积分加权评价法.即在明确整机工况载荷特征的前提下,设定相应的变矩器速比区间-效率权重,通过对其效率特性曲线进行分段积分,加权得到积分加权评价值,并将其作为变矩器经济性能的评价标准.文中分别以两个现有变矩器模型为选型对象,验证了提出的积分加权评价法对液力变矩器定制化选型的有效性.该评价法可在简易地建立整机与配件匹配动力学映射关系的基础上,实现具有工程化意义的液力变矩器定制化选型.     

装载机整机能量分析与传动系统优化

为了解决装载机系统"过热"问题,对某ZL50装载机V型铲装作业工况进行试验,通过理论计算分析装载机的整机能量分布。基于Matlab/simulink建立装载机传动系统动力学仿真模型,并针对试验工况进行仿真,通过对比验证仿真模型精度。在此基础上构建传动系统的优化模型,利用遗传算法工具箱对传动系统的主要参数进行优化。研究结果表明:优化后装载机作业循环的耗油量减少3.3%,提高了传动系统效率,降低了能耗。     

导叶可调式液力变矩器流场模拟与PTV验证

为研究导叶可调式液力变矩器的内部流动特性,以循环圆直径为320 mm导叶可调式液力变矩器作为研究对象.采用计算流体动力学(CFD)方法对其不同开度、不同工况下的内部流动状态进行数值模拟,并对相应的透明模型进行粒子跟踪测速(PTV)试验验证.同一开度下,随着转速比的增加,可调导轮内部液流速度增加,液流方向与叶片进口方向的夹角增大;在制动工况时,叶片工作面有漩涡现象,而空载工况时,叶片非工作面有漩涡产生.对比试验与数值模拟内流场结果,发现后者可以比较准确地预测导叶可调式液力变矩器的内部流动特性.该结论为研究导叶可调式液力变矩器内部流动状态,预测外特性及其设计优化提供了方法和依据.     

工程车辆液力变矩器与发动机匹配的研究

对工程车辆中液力变矩器与发动机匹配的原则、评价指标和评价方法进行了分析研究，并结合工程车辆中使用工况比较复杂的装载机，进行了液力变矩器与发动机匹配评价的实例分析．     

装载机液力变矩器闭锁技术的动力性和经济性分析

为研究液力变矩器闭锁技术对装载机动力性和燃油经济性的影响,对某型带闭锁离合器装载机的动力性和燃油经济性进行了计算,并与相同结构条件下不带闭锁离合器装载机进行了比较. 结果表明:装备闭锁离合器后,装载机的各挡位最大输出功率之和提高了31.7%,且各挡位最高车速升高,加速时间缩短,最高车速对应的等速百公里燃油消耗量降低,说明液力变矩器闭锁技术能显著地提高装载机在高速时的动力性、燃油经济性和作业效率.      

装载机转向液压系统的热平衡分析与比较

基于集中参数法建立装载机液压转向系统的传热仿真模型,并对高速跑车试验工况进行仿真分析。针对50型轮式装载机几种典型作业方式,对同轴流量放大转向系统和流量放大转向系统2种配置的装载机利用传热模型分别进行热平衡仿真计算,并计算2种转向液压系统的功率损失。研究结果表明:仿真与试验结果一致,证明模型准确可信。目前装载机热平衡工业性试验中普遍采用的I形铲装循环工况,并不是装载机液压系统最大热负荷工况。同轴流量放大转向液压系统装载机在T形作业中热平衡温度与环境温差最高为74.3℃;流量放大转向液压系统装载机在V形作业中热平衡温度与环境温差最高为62.64℃。     

无级变速车辆发动机与变矩器共同工作特性

通过对无级自动变速传动系统液力变矩器性能的台架试验，建立了液力变矩器原始特性数学模型，分析了无级变速传动系统发动机与液力变矩器共同工作性能。针对液力变矩器作起步装置的无级变速车辆，提出了从起步性能、低速爬行性能、燃油经济性及加速性等方面进行合理匹配的方案及综合控制的方法，为进一步开发设计基于液力变矩器装置下的无级变速汽车奠定了理论基础。     

液力变矩器流场的数值模拟与分析

用数值模拟技术对液力变矩器内部流场进行研究.首先对YJ380型液力变矩器建模,然后进行有限元网格划分,选择合适的求解器,最后对其进行计算,得到了不同工况下内流场分布的特性,并对结果进行处理和分析.     

液力变矩器泵轮内部流动PIV测试与分析

为了能够设计出性能优良的液力变矩器,合理利用内部流动规律来提高效率,更好地分析其内部流动情况,利用有机玻璃来制作液力变矩器的模型,进而增加模型的透明性,实现液力变矩器泵轮内部流动的可视化,采用激光粒子测速技术(particle image velocimetry,PIV)对液力变矩器泵轮内部流场进行测试.针对不同工况下的液力变矩器泵轮内部流场进行试验,采集了其内部流场在制动工况(i=0)、牵引工况(i=i*)和空载工况(i=1)的径向和轴向的流动二维图像,并作了定性分析.结果表明:通过采集的图像可清晰地看到代表液流流动的示踪粒子的速度大小和方向;利用PIV测试技术测量液力变矩器内部流场是可行的.     

液力传动变速箱自动换档控制策略研究

针对工程机械的液力变矩器使用效率较低的问题,提出了ZL50装载机基于变矩器效率的液力传动变速箱自动换档策略模式,它能够根据各种工况判断变矩器的工作状态,然后根据负载情况自动切换到恰当的档位,以保证变矩器工作在高效区,从而提高液力传动变速箱的工作效率;实现档位的自动变换,减轻驾驶员的劳动强度,提高作业效率.     

装载机自动变速智能换挡控制系统设计

对我国装载机自动变速技术的应用现状进行了分析,提出了装载机节能换挡规律及其智能控制方法．在此基础上提出装载机自动变速智能换挡控制系统的设计方案．在装载机电控系统试验台上对所开发的装载机自动变速电子控制单元进行了试验验证．试验结果表明,基于节能换挡规律智能控制算法所开发的自动变速控制系统可以根据工况的变化调整换挡策略,实现自动换挡,并能使液力变矩器经常保持在高效区工作．     

双泵轮液力变矩器的设计与计算

双泵轮液力变矩器是一种新型的变能容液力变矩器,本文详细探讨了这种液力变矩器的设计方法。文中给出了确定将原泵轮分割为两个泵轮(内泵轮和外泵轮)时其切割部位的计算方法,以及双泵轮液力变矩器在不同工况(滑差离合器接合,分离和打滑)下特性的计算方法。     

基于Simulink的液力变矩器闭锁性能仿真

文章介绍了自动变速箱液力变矩器的闭锁功能,通过研究液力变矩器传动特性和闭锁离合器闭锁规律,制定了液力变矩器闭锁控制策略,应用Matlab/Simulink建立了液力变矩器传动模型、闭锁控制模型以及动力系统模型,并在UDDS工况下对模型进行了仿真。仿真结果表明该闭锁控制模型正确,能准确按照闭锁规律闭锁。     

装载机定变量式工作液压系统动态特性与能耗分析

通过对某装载机定变量式工作液压系统组成与作业过程的分析,利用AMESim仿真软件建立其机液联合仿真模型并进行动态仿真分析,得出装载机在一个Ⅰ型铲装循环作业过程中的动态特性,并在此基础上对其输出功率及耗能情况进行计算分析.研究结果表明:在装载机工作过程中,工作油缸运动速度稳定,且具有较大的速度刚度;变量泵输出流量匹配于工作负载流量需求,与定量泵合流,共同向工作系统供油;改变多路阀阀口开度,系统输出功率随之改变,但系统效率基本恒定,具有明显的节能效果.