液压油体积弹性模量综合测试实验台的设计及研究

设计了一种集成了温度调节控制系统、液压油抽真空除气系统的液压油体积弹性模量综合测试实验台,该实验台实现了对油液弹性模量值的在线与自动化测量,可对液压系统的油温进行控制,并可对油液进行抽真空除气,以提高油液的弹性模量.实验结果表明,该实验台可有效地对油液的弹性模量值进行测量并改进提高,可用于对油液的体积弹性模量值与油温、压力、含气量之间的理论关系进行研究.     

液压系统油液有效体积模量的在线软测量

液压油的有效体积模量不仅是影响液压控制系统性能的重要参数,也是反映液压设备运行状态的特征参数.以液压油有效体积模量的在线监测为研究目的,利用瞬变流理论和气液两相流理论,在频域内建立液压系统管路中油液的固有频率、压力、气泡体积分数与有效体积模量关系的软测量模型,并对其进行数值仿真分析.该模型应用的关键问题是如何在线测量油液的同有频率,可行的解决方案是在液压动力系统选定的两个油液压力波动监测点安装压电式压力传感器,通过在线激励动态测量油液的压力频率响应函数,从而识别油液的固有频率.在液压动力系统多源诊断信息获取试验装置上对该模型进行试验验证.研究结果表明,该模型可以方便、有效地用于液压油的有效体积模量在线监测.     

油液体积弹性模量的测量

液压油的体积弹性模量是影响液压统动态分析、建模与仿真正确性的主要参数之一。本文对油中含气量、油压、油液温度、容器刚度以及油与空气的接触情况等因素的分析,对油液体积弹性模量的测量进行了研究。     

油液弹性模量对轧制力的影响及改进措施

通过对平整机轧制力液压伺服系统的油液弹性模量的测量,分析了油液压力和温度对弹性模量的影响,在开式系统的工况下采取控制油温和提高控制腔油压力的方法,使轧制力液压伺服系统工作在油液弹性模量值相对较高的范围,从而减小因油液弹性模量随压力高频变化给控制系统造成的不稳定影响,以获得较好的动态响应,提高轧制力的控制精度。     

低压条件下油液体积弹性模量的测试分析

体积弹性模量是液压工作系统中油液一个重要的物理参数,其反映着油液的可压缩程度。在对液压动态分析要求不高的中、高压场合,通常将油液的有效体积弹性模量视为一个常量进行计算,但涉及高精度和高稳定性的电液控制系统时,低压条件下油液体积弹性模量的测量对相关参数的确定有着极为重要的作用。文章通过实验的方法测量了低压(0~0.2MPa)条件下液压油的体积弹性模量,并对实验结果进行了分析。     

基于LuGre摩擦模型补偿的动态电液测力建模与实验研究

为提高电液测力系统在动态下测量其负载的精度,采用Lu Gre摩擦模型描述动态测力时摩擦力非线性特征,搭建了基于比例阀压力控制的动态电液测力系统,对其在不同油液压力、速度下的摩擦力进行测量,依据实验数据及动、静态参数辨识模型辨识得到动、静态参数,进一步研究油液压力及移动速度对Lu Gre模型中各个参数的影响,得到关于油液压力及移动速度的Lu Gre摩擦模型,之后对油液推力实时补偿,得到基于Lu Gre摩擦模型补偿的动态电液测力精度。实验结果表明,动态电液测力状态下库仑摩擦力、最大静摩擦力及动态参数随油液压力的增大而变大,粘性摩擦系数和Stribeck速度随油液压力的增大而降低;基于Lu Gre摩擦补偿的动态电液测力系统测量精度可达0.45%。     

超高压动密封设计实例

超高压动密封设计实例虞锋对于产生超高压力的液压元件或装置的设计者来说，超高压动密封是相当棘手的。目前国内外尚无统一的标准结构型式。笔者参与研究的３８０ＭＰａ超高压双向增压缸，其动密封是根据自紧密封原理设计的。图１是增压缸超高压动密封结构图。它由Ｖ形密...     

全海深载人潜水器液压源试验研究

针对深海高压力、低温度、强腐蚀的极端环境，需要解决液压源系统及相关元器件在全海深环境使用的适应性问题，从而在深海大深度范围内获得满意的动、静态工作性能，为深海作业装备的运行提供可靠的动力驱动保障。对液压油环境适应性展开了研究，完成了液压源的研制，并进行了陆上测试和压力筒测试。试验结果表明：液压源运行正常，系统压力和流量均满足技术指标要求，项目组认为液压源技术开发路线合理，技术状态固化可行，可以进行水下工程样机的加工建造。     

一种电容非介入式压力测量方法研究

非介入测量对液压系统的故障诊断与检测具有关键作用,研究了液压系统的电容非介入式压力测量的可行性,基于函数型连接神经网络建立了电容式压力测量的电容与压力的数学模型,在此基础上,设计了相应的电容非介入式压力测量实验平台,结合实验,得出实际液压系统中电容和压力确切的数学关系,也定性分析了液压油介电常数和温度的关系.仿真和实验结果表明,变介电常数电容法在液压管路压力非介入式测量中完全可行,为小管径液压系统的在线压力测量提供一种新的方法.     

汽车转向器功能试验台液压系统管路特性分析

基于功率键合图理论建立了汽车转向器功能试验台液压系统的数学模型。运用MATLAB/SIMULINK软件重点研究了管长、管径、管材体积弹性模量对液压缸进油腔压力动态响应曲线响应时间及超调量的影响。研究结果表明:液压管道越长则滞后现象越严重;管径的大小对响应时间影响可以忽略不计,管径越大,响应曲线超调量越大;管材体积弹性模量越大,压力越平稳。研究结果为汽车转向器功能试验台液压系统的设计及管路动态特性分析提供理论依据。     

油液体积模量的研究与在线测量

随着对液压系统的位置精度、响应时间和稳定性的要求的不断提高,油液体积模量越来越受到科研和工程人员的关注。分析油液体积模量对液压系统的影响,在建立油液体积模量理论模型的基础上,通过仿真对含气量、压力和温度对油液体积模量的影响进行分析。并根据油液体积模量的定义,设计油液体积模量在线测量装置。通过仿真和试验结果的对比,说明提供的分析和测量的方法对确定实际液压系统中的油液体积模量很有意义。     

材料性能对双螺杆压缩机转子结构特性的影响

为研究材料性能对双螺杆压缩机转子结构特性的影响,以LGY03型线为啮合型线的转子为研究对象,基于Realizable k-ε湍流模型,采用CFD/CSD(Computational Fluid Dynamics/Computational Structural Dynamics)耦合求解方法,对压缩机流场达到热平衡时的转子结构特性进行了研究。通过数值模拟分析,得到了40Cr、QT900-2、0Cr18Ni9等转子材料在排气压力为0.6 MPa下的热变形和热应力。研究结果表明转子的热应力、热变形主要与材料的热膨胀系数和弹性模量相关,泊松比对转子变形的影响较小,最后数值拟合得到了阴阳转子最大应变与热膨胀系数及弹性模量的公式,可为转子结构设计提供一定的理论依据。     

含气油液有效体积弹性模量理论模型研究

为准确预测含气油液在空气分离压下有效体积弹性模量的值,基于油液体积弹性模量定义和质量守恒定律,依据含气油液中气相成分随压力的变化过程,推导出含气油液有效体积弹性模量理论模型。数值计算结果表明：含气油液有效体积弹性模量理论模型B-p曲线与现有理论模型及实验数据拟合曲线基本吻合,验证了理论模型的正确性,特别是在低于大气压的极低压区,有效体积弹性模量预测值更加接近实际情况。分析了初始含气量、压力、升压时间对有效体积弹性模量的影响,结果表明：在低于空气分离压范围内,初始含气量增大,有效体积弹性模量减小;在一定范围内,升压时间增大,有效体积弹性模量小幅度增大。     

自动变速器液压系统动态响应特性试验研究

为满足不断提高的车辆换挡品质的控制要求,以某6挡液力机械自动变速器的液压系统为研究对象,在分析其工作原理的基础上试制了其中的核心部件--换挡控制回路,通过搭建液压系统测试平台对其进行动态响应特性试验,得到了换挡过程中各离合器换挡控制回路输出压力的动态响应特性曲线。试验结果表明,液压系统中各电磁阀控制的换挡控制回路的压力响应时间能满足实际换挡品质控制的要求,并得到油温变化对换挡控制回路的稳态压力和动态响应的影响。研究结果可以为自动变速器换挡品质控制的设计和优化提供有效依据。     

润滑油黏度对液体静压导轨性能的影响

为了提高液体静压导轨的性能,采用5种牌号润滑油,定量分析了润滑油黏度对导轨性能的影响。首先,根据现场工况确定了导轨系统的初始设计参数,计算了不同温度、不同牌号润滑油的动力黏度;接着,基于导轨的力平衡方程及流量方程,建立了导轨系统总功率损失、静态性能、动态性能的线性化数学模型,以总功率损失、承载能力、静刚度、固有频率、调整时间和动刚度作为导轨系统的性能指标;最后,利用MATLAB软件分析了润滑油黏度对导轨性能的影响。研究表明：增大润滑油牌号(VG22→VG100),降低工作温度(60℃→10℃),润滑油黏度增大,导轨系统总功率损失由507.58W (VG22,60℃)降低至33.93W (VG100,10℃),承载能力、静刚度、固有频率恒定不变,调整时间由29.84μs (VG22,60℃)缩短至0.46 μs (VG100,10℃),动刚度由173kN/μm (VG22,60℃)增大至10 369kN/μm (VG100,10℃)。因此,增大润滑油的动力黏度,能降低导轨系统的功率损失,静态性能不受其影响,动态性能大大提高。     

循环热-机械载荷下螺栓法兰结构的安定性分析

利用通用有限元软件ABAQUS研究了循环温度和恒定机械荷载下螺栓法兰结构的安定性,并探讨了螺栓和法兰的材料属性对安定域的影响,得到了相应的经验设计公式。结果表明,当操作压力小于泄漏压力时,安定极限载荷与操作压力无关,但与螺栓和法兰的热膨胀系数比和弹性模量比有关,并给出了相应的经验公式。本文研究对循环温度和恒定机械载荷下螺栓法兰结构的安定性分析有一定的指导意义。     

高压液压能源系统热特性及热控制仿真分析

高压液压技术是未来飞机液压系统的主要发展趋势,由于损耗功率增加,系统温度变化将更加剧烈并影响飞行安全,因此,高压液压系统的热特性与热控制技术是未来飞机液压系统设计需要考虑的一个重要因素。以某高压液压能源系统为例,对液压能源系统的主要液压元件进行生热和散热机理分析。利用AMESim软件开展液压系统温度特性分析,权衡系统是否需要热交换器。结果表明:热交换器有效降低系统油液温度至安全温度内;同时,得到燃油-液压油热交换器位于不同位置、系统在不同飞行阶段下不同环境温度、机翼处管路引入冷气流等工况下温度变化趋势,为飞机高压液压能源系统热设计提供参考。     

出口节流调速液压系统动态特性数字仿真

通过建立较全面的液压出口节流调速系统数学模型,应用Matlab软件的Simulink对方程组进行仿真,分析系统参数如节流阀开口度、油液体积弹性模量等值的改变对节流调速系统动态特性的影响,提出改善系统动态特性的措施,为液压系统的设计、液压元件主要参数的选择提供更为准确的科学依据.     

Prediction of pressure–viscosity coefficient of lubricating oils based on sound velocity

The pressure–viscosity coefficient is an important parameter in tribology. Experimentally, it is calculated using the high‐pressure viscosity measurement. Also, the adiabatic bulk modulus is calculated using the sound velocity in the lubricating oil. Several lubricating oils are considered on the group basis such as traction oil, mineral oil, polyalphaolefin oil, perfluoropolyether oil and glycerol, depending on their molecular structure. Experimental pressure–viscosity coefficient is compared with the adiabatic bulk modulus. It is found that the pressure–viscosity coefficient increases exponentially with the adiabatic bulk modulus, and the relationship depends on the molecular structure of the lubricating oils. This study proposes two equations to predict the pressure–viscosity coefficient from the adiabatic bulk modulus based on sound velocity, one for the traction oil, and another for the paraffinic mineral oil and the polyalphaolefin oil. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.