重型车辆用液力缓速器制动力矩性能研究

以满足某型车辆下坡缓速制动为目的,通过车辆受力分析和匹配计算,得到液力缓速器在不同挡位以及不同坡度下所需制动力矩。以Fluent软件为平台,对液力缓速器内部流场进行数值模拟,在不同转子转速下基于流场数值解对制动力矩进行求解;开展液力缓速器台架性能试验,将试验数据与仿真结果进行力矩值对比分析。结果表明：在相同坡度,匀速下坡所需制动力矩随挡位的升高而增加;在同一挡位,所需制动力矩随坡度增大而增加;随转子转速升高,缓速器制动力矩增加,在最高转速2 100 r/min时,制动力矩达到2 308.3 N·m。仿真值与试验值基本一致,证明了仿真分析的准确性。     

基于SST-Kω湍流模型的液力缓速器仿真计算与试验验证

为改善液力缓速器传统湍流仿真计算模型的精度,针对其流动具有强旋转、多壁面和大曲率的特点,以THB40为研究对象,基于改进的SST-Kω双方程湍流模型在CFX14.5上以不同充液率、不同转速对其进行了全流道气液两相数值模拟计算。制动扭矩计算结果显示:在95%充液率下,制动扭矩随转速升高而增大,在38%充液率下,制动扭矩随转速升高而减小。这与台架试验结果一致,两者最大误差3.6%,精度相比传统湍流模型提高了约20%,时间节省了近50%,表明该模型更加适合液力缓速器湍流流场的数值模拟计算。研究结果为深入研究液力缓速器制动机制提供了精确、高效的参考计算模型。     

液力缓速器制动扭矩的关键影响因素分析

制动扭矩的大小是考察液力缓速器工作效果的关键,在控制系统加载的工作压力一定时,影响液力缓速器制动扭矩的关键因素是定转子叶轮的几何参数。为此,利用工程流体动力学(CFD)软件对不同几何参数条件下的液力缓速器的内流场进行数值模拟。基于SIMPLE算法,采用RANS方程、标准的k-ε湍流模型以及精确的八面体自适应网格技术,分析出在不同几何参数条件下的制动扭矩,结果表明:制动扭矩在循环圆直径D=50~64 mm时增大最为明显,在叶片倾角α=45°时其值最大。同时得到工作腔内的压力分布以及速度分布,为液力缓速器的优化设计提供参考。     

液力缓速器定转子工作腔流场数值模拟

以某型液力缓速器的三维几何模型为基础,基于CFD计算软件平台,采用八面体自适应网格技术,用SIMPLE算法对该定转子工作腔在一定进油压力工况下的三维内流场进行了全流道式数值模拟分析,得到了在该工况下工作腔内流场的压力和速度矢量分布以及制动扭矩估算值,并与台架试验结果相似,对液力缓速器样机的设计具有较高的参考价值。     

液力缓速器全流道式制动流场数值计算方法研究

现有关于液力缓速器制动流场数值计算方法的研究均忽略了换热芯子的流阻压降作用,导致计算边界条件设置不准确的问题。为此,基于三维扫描还原的模型重建技术,考虑换热芯子的流阻压降作用,采取全流道式选取方案,选用RNG双方程模型与基于压力的PISO求解算法,运用CFD技术对VOITH公司VR120液力缓速器制动流场进行全流道式数值计算,获得制动力矩与转速特性曲线,并使用流场压力云图对换热芯子的流阻压降作用进行验证分析。结果表明:制动力矩随着转速的升高呈现二次方增长趋势;换热芯子的流阻压降作用显著,是不可忽略的流场边界条件,全流道式数值计算方法是必要的。     

叶片倾角对液力缓速器内流场的影响分析

基于 CFD 软件平台,利用滑移网格的方法,将液力缓速器定子和转子之间的接合面命名为网格分界面（interface）,用它来传递不同子域间的工作液的流动信息。采用了 RNG k-ε模型和 SIMPLEC 算法对不同叶片倾角的液力缓速器进行三维数值模拟和分析,得到了缓速器内部流场的压力及速度分布云图,进一步对制动力矩进行比较。结果表明：叶片倾角在36°到51°的范围里,随着叶片倾角的逐渐增大,制动力矩逐渐增加大;当叶片倾角增大到43°后,制动力矩开始逐渐减小。     

叶片倾角对液力缓速器内流场的影响分析（英文）

基于CFD软件平台,利用滑移网格的方法,将液力缓速器定子和转子之间的接合面命名为网格分界面(interface),用它来传递不同子域间的工作液的流动信息。采用了RNG k-ε模型和SIMPLEC算法对不同叶片倾角的液力缓速器进行三维数值模拟和分析,得到了缓速器内部流场的压力及速度分布云图,进一步对制动力矩进行比较。结果表明:叶片倾角在36°到51°的范围里,随着叶片倾角的逐渐增大,制动力矩逐渐增加大;当叶片倾角增大到43°后,制动力矩开始逐渐减小。     

一种新型液力缓速器内部流道特性研究

提出一种新型液力缓速器应用于非驱动桥,以车轮主轴运动为动力源,实现整体缓速系统的辅助制动.对液力缓速器的整体及泵轮、 涡轮的机械结构进行了设计;基于已建立的流道模型,利用一维束流理论对流体在流道的运动速度进行求解,获得液体在流道内的湍流运动形式;分别对叶片数目不同的流道进行了仿真求解与对比,进而获得较佳的叶片数目;通过采用大涡模拟并结合可动区域耦合计算的滑动网格法,对不同充液量下液力缓速器的缓速性能进行了研究,进一步对该新型液力缓速器的缓速性能进行了验证,为深入开展该项研究提供了数据支持与理论依据.     

液力缓速器长下坡恒速制动理论研究

阐述了液力缓速器的结构和工作原理;运用相似理论进行制动力矩计算方程的推导;以车辆动力学为基础,以道路坡度为i,液力缓速器安装于重载车辆变速箱输出二轴为工况前提,对液力缓速器长下坡恒速制动方程进行理论推导;将液力缓速器制动力矩计算方程与恒速制动方程结合,给出了液力缓速器对车辆的制动减速度综合方程,为液力缓速器恒速制动功能的开发提供了理论支持。     

双定子式液冷缓速器设计与试验

针对液力缓速器结构复杂、电涡流缓速器制动力矩热衰退严重等问题，提出一种双定子式液冷缓速器结构。运用磁路法对电磁场模型进行计算，运用有限元法分别对电磁场强度分布、气隙磁通密度以及制动特性进行分析，获取影响制动力矩的因素。利用有限体积法对缓速器瞬态热场和流场进行耦合分析，得出制动生热模型。设计了2 400 N·m缓速器样机并进行台架试验，测试结果与数值分析结果的误差在5%以内。在1 500 r/min时制动力矩可达2 520 N·m,满足重载车辆制动需求。     

液力缓速器扰涡降空损结构设计与计算

为降低液力缓速器空转损耗,以自主开发的THB40液力缓速器样机为基础,在不影响制动效果前提条件下,研究空转损耗流场沿叶片弦面的速度涡特性矢量云图,依据油液与空气产生的冲量不同,设计出一种仅对空转涡流场有效降损的扰涡技术方案;使用数值计算方法对扰涡技术方案降损效果进行16个速度点的预测分析,结果表明:最小降损率为73.82%,最高降损率为78.27%,平均降损率为75.6%。研究内容为液力缓速器降空损设计提供技术思路与计算方法。     

基于AMESim液压可控停车顶系统仿真研究

液压可控停车顶是驼峰溜放车辆的新型自动化减速装置,提高了铁路编组场调车的自动化水平。以液压可控停车顶为研究对象,开展基于AMESim软件的系统建模与仿真分析。在分析液压可控停车顶系统工作原理及控制方式的基础上,利用AMESim软件中的机械库、液压库及信号控制库构建了液压可控停车顶系统仿真模型,分析系统在非制动状态、待制动状态和制动状态下的顶杆位移、顶杆速度、液压制动缸上下腔压力、蓄能器气囊容积及压力的动态性能。仿真结果显示:液压可控停车顶可实现非制动状态、待制动状态和制动状态的切换,制动状态下具有减速缓冲作用。液压可控停车顶建模仿真分析为系统的优化设计提供一定的参考。     

汽车液力缓速器恒速控制策略仿真研究

加装液力缓速器汽车恒速下坡控制是一个时变、非线性控制过程。为使汽车恒速下坡控制满足无静差、响应快的要求,通过分析液力缓速器控制特性与模糊控制特点,提出采用分级变论域模糊控制策略实现汽车恒速下坡控制。采用MATLAB/Simulink建立重型汽车下坡动力学模型和分级变论域模糊控制器,对汽车恒速下坡控制进行仿真分析,并与常规模糊控制算法控制性能进行比较。研究结果表明:分级变论域模糊控制算法能满足汽车恒速下坡控制性能要求,控制效果明显优于常规模糊控制。     

复合节流调速回路特性数值仿真分析

对系统各元件进行动态分析,采用状态方程法建立复合节流调速回路数学模型。基于龙格-库塔法原理对回路特性进行数值计算与分析,并基于AMESim建立复合节流调速回路的仿真模型。获得进出口节流阀的面积比、液压缸外负载等参数对液压缸运动速度、进口及出口压力的影响规律。仿真所得结果与MATLAB数值计算结果一致。在不同外负载的情况下进行实验,验证了该回路中液压缸具有较好的速度刚度及稳定性。研究结果为复合节流调速液压系统的设计、优化提供了参考。     

基于AMESim的一种角度变化试验台运动特性分析

简述了一种角度变化试验台的工作原理与工作环境,设计了基于该试验台的液压动力系统,基于AMESim仿真平台对液压系统进行了仿真、分析,研究了液压系统中不同因素变化对系统的影响,得出了采用调速阀进行调速,回油油路设置节流阀并且系统压力保持在16 MPa左右的条件下系统最稳定的结论。为实际系统制作提供了理论依据。