大功率AT电液换档控制回路AMESim建模分析

为了提高大功率液力机械自动变速器电液换档回路的动态特性,在电液换档回路工作原理和特性分析的基础上,基于AMESim软件建立了电液换档控制回路中比例电磁阀、双边节流阀模型,并与供油系统模型联合建立了电液换档控制回路仿真模型。通过典型工况的模型仿真分析与试验测试结果的对比,验证了模型的有效性。     

新型再制造自动变速器电磁阀测试技术研究

电磁阀作为自动变速器控制模块(TCU)执行元件,其性能决定了自动变变速器总成的换挡品质,可是由于电磁阀具有高频工作特性,因此也属于易损零件。对于自动变速器再制造总成而言,如果没有准确的测试技术,就仅能通过使用更换全新电磁阀的方式确保品质,这样极大地提高再制造成本,同时也造成严重的资源浪费。为了实现既可以保证再制造产品质量,又可以降低再制造成本,提高废旧电磁阀资源综合利用率目的,本文实现了油压时域特性测试和I(电流)/P(油压)特性测试,并通过对比两种测试方法,最终发现评价整体密封性应采用油压时域特性测试,针对阀芯磨损和卡滞情况的检测应选用I(电流)/P(油压)特性测试。     

自动变速器用两种电磁阀性能的分析

对VBS和VFS电磁阀的结构进行分析,推导出电磁阀的输出控制压力的敏感因素,得出传统的VBS电磁阀会受到油温和供油压力的影响,而VFS电磁阀仅与控制电流相关。研究结果为自动变速器的电磁阀选型与标定提供了参考。     

大功率自动液力变速器某档位液压系统的仿真研究

为提高国产大功率自动液力变速器的换挡品质,在对某液力自动变速器液压系统工作原理、工作特性的分析基础上,建立其中一档位AMESim仿真模型,研究了主油压、蓄能器等因素对换挡品质的影响。根据仿真结果可以看出,在换挡电磁阀油路中加入蓄能器可以提高换挡品质,增加换挡的平顺性。     

自动变速器主油压调节用数字比例溢流阀特性研究

开发了以高速开关阀为先导的自动变速器主油压调节用数字比例溢流阀,开展了其仿真分析和试验研究。针对数字比例溢流阀结构特点及工作原理提出建模假设条件,建立了该阀的数学模型。搭建了数字比例溢流阀试验平台,开展了该阀静态特性、对阶跃信号和占空比连续变化信号的响应试验研究。仿真分析与试验研究对比结果表明,仿真模型能够反映实际系统特性,所提出的假设条件合理;数字比例溢流阀的阶跃响应过程随阻尼孔直径和主阀弹簧预压缩量的减小,系统最低压力随之降低,压力响应时间变长;参数适当的数字比例溢流阀控制压力能随控制信号占空比近似线性变化,满足自动变速器主油压调节要求。     

变速箱中比例电磁阀P-I控制算法的研究

在分析比例电磁阀工作原理的基础上,建立比例电磁阀电流控制模型进行仿真。仿真表明,电磁阀控制频率过低会使比例阀占空比与输出电流间的比例性变差,产生控制误差,因此要选取合适的PWM频率减小控制误差;根据感性负载的电流响应特性,以及混合动力汽车变速箱中比例电磁阀的工作频率要求,提出P-I控制算法并进行实验验证,试验结果表明该算法可以根据比例电磁阀电流动态响应要求计算出相应参数值,且满足控制需求。     

汽车变速箱换挡比例电磁阀的磁场仿真研究

双离合(DCT)变速箱换挡比例电磁阀通电磁化铁芯,使其在电磁吸力的作用下推动阀芯使阀口实现不同开度,以此来对应不同的换挡油路进而实现换挡。通过理论分析了静态电磁力特性曲线、动态电流特性曲线与电磁阀换挡精度和开启时间的关系。采用有限元法对电磁阀建立磁场分析的静态和动态数值模型,并利用Ansoft Maxwell软件进行仿真,研究电磁阀的线圈匝数、隔磁槽位置以及动铁芯厚度等结构参数分别对静态电磁力特性和动态电流特性的影响,为此类电磁阀的设计与研究提供参考。     

DCT系统换档品质的控制方法

建立了采用双离合器自动变速器的车辆动力传动系统的数学模型,并研究了相应的控制策略以及车辆换档过渡过程中换档品质的控制方法。建立了使用脉宽调制数字比例溢流阀进行换档压力控制的湿式离合器充油过程的数学模型,用MSC Easy5进行了仿真计算。计算结果表明,脉宽调制数字比例溢流阀能满足车辆换档时对缓冲油压特性的要求,换档过程中油压平稳、可控。从仿真结果可知该DCT系统极大地提高了换档平稳性,改善了换档品质,说明了本文采用的控制方法是正确的。     

超洁净电磁阀动态特性仿真与优化

为了满足半导体和化工领域等对超洁净流体控制的新需求,针对一种新型超洁净电磁阀开展动态特性仿真与优化。首先介绍其工作原理,并利用COMSOL_Mutiphysics软件对其进行有限元仿真,得到其动态响应特性曲线。然后分析了电磁阀的线圈匝数、工作间隙和衔铁厚度对其响应特性的影响。最后利用遗传算法对电磁阀进行动态响应的多目标优化,可以得到其优化后电磁阀的吸合时间由原来的10.4 ms缩短至9.2 ms,降低了11.5%;释放时间由9.5 ms缩短至8.0 ms,降低了15.7%。超洁净电磁阀的响应特性得到一定改善,为以后的优化设计提供指导。     

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。     

ABS高速开关阀液压力影响因素研究

高频小流量高速开关阀用于汽车防抱死制动系统 (ABS)增压与减压的控制,在不同温度环境下,其可靠的动态特性是ABS正常工作的重要指标。高速开关阀阀芯高频运动过程中,主要受到电磁力、液压力等因素的影响。针对液压力,建立高速开关阀不同温度、阀口两端压差、阀口开度的有限元仿真模型,分析温度、阀口两端压差和阀口开度不同时,高速开关阀液压力的变化规律。仿真结果得知,在相同的阀口开度和压差下,液压力随温度的升高而减小;阀口开度越大,液压力受温度的影响越大;同一压差和温度下,液压力随阀口开度的增大而减小。通过探寻温度、阀口两端压差及阀口开度大小对高速开关阀液压力的影响,为准确研究高速开关阀动态特性提供理论依据,从而为提高汽车ABS响应特性奠定理论基础。     

某型号液压打桩机环形阀组回油流场理论计算与仿真分析

液压打桩机是利用液压油压力来传递动力,驱动打桩锤进行打桩作业的装置,在海洋工程领域有着广泛应用,为获得某型号液压打桩机环形阀组回油流场特性,对其进行了理论计算与仿真分析。首先通过数学模型从理论上计算出回油流道的压力损失;然后利用Fluent仿真软件得到了回油流道在不同阀口开度下的压力云图以及速度云图;最后在不同阀口开度下将理论计算与仿真模拟结果进行了对比。结果表明:理论计算结果与仿真模拟结果趋势相同,并且流体在阀芯表面会形成局部高压,在阀口周围以及阀芯中部的局部表面会产生旋涡。研究成果为液压打桩机中环形阀组的设计提供了一定参考和借鉴。     

Modeling,simulation and experimental validation of flow rate of electro-hydraulic hitch control valve of agricultural tractor

Advances in non-linear control theory have made it possible to develop controllers for non-linear dynamic systems in their nature. The low-cost proportional control valves of the hydraulic control system are examples of such a system where there is no linearity due to the structure of the valves and the flaws in the spool. However, the non-linear analysis and regulation of these hydraulic systems cannot be done without a proper valve model. This paper presents a methodology for the development of an efficient unified model of a three-point hitch (TPH) electro-hydraulic proportional control valve control system for agricultural tractors by means of a parameter estimation technique. Modeling and simulation of the proportional control valve was performed using MATLAB Simulink software. Parameter estimation methodology was used to optimize the effective orifice opening of the solenoid valve to meet the flow characteristics available in the manufacturer's technical data sheet for the proportional control valve model parameters. Such unified Simulink models are useful for simulation, practical capability testing, and non-linear control design. Modeling and simulation of electro-hydraulic hitch (EHH) control valve were made and simulation results were compared with actual experimental results. The simulation results of the TPH lifting and lowering time were found to vary 4 and 12.5 %, respectively with the experimental results. This type of parameterized valve models facilitates their implementation in dynamic simulation models of complex hydraulic systems.     

电液比例阀开启过程中液动力的计算

为准确计算出电液比例阀开启过程中的液动力,首先建立了三位四通电液比例阀AMESim模型,得到阀口压力、流量的响应曲线,将入口流量和出口压力响应曲线拟合为函数,进而将拟合函数作为边界条件,通过用户自定义函数（UDF）动态链接至流场计算中,利用Fluent滑移网格方法计算出一个完整滑阀阀腔开启过程中的液动力变化情况。结果表明：电液比例阀开启过程可划分为阀口流量呈准线性增大和流量恒定两个区段,液动力随着阀口开度的增大先快速增大后逐渐减小,最大值出现在阀口流量准线性增大区段和流量恒定区段转折点处。     

基于Fluent的电磁卸荷阀主阀流场数值仿真分析

利用流体仿真软件Fluent建立了乳化液泵站电磁卸荷阀主阀的二维网格仿真模型,并利用建立的模型对主阀内的流体运动流场进行了仿真,得出在开口度不同以及压差不同时,主阀腔内流体的速度分布云图以及压力分布云图。通过分析得出：在一定条件下,主阀开口度越大,阀口拐角处的压力损失越少,流体流经阀口的流速越慢;流体的最大流速均出现在阀口处,主阀入口压力越大,流体流经阀口的流速越快。增加节流口,可减少工作介质对阀口产生的瞬间冲击、阀芯的振动、气蚀损害,可提高电磁阀的使用寿命。     

挖掘机多路阀回转联阀口流场仿真分析

针对挖掘机多路阀回转联阀口部位采用CFD仿真的方法对阀口流道进行数值模拟。在Fluent软件中采用基于压力基求解模型、绝对速度公式方法和Realizable κ-ε湍流模型对多路阀回转联阀口流场进行稳态数值模拟,分析不同阀口开度、入口速度和出口负载下的速度和压力仿真云图,得到具体影响效果,并进行了相关的试验。结果表明:阀口开度的改变会显著影响阀口处流体的速度场和压力场的分布,阀口对流体具有节流作用,阀口开度越小节流作用越大;入口速度的变化对流体的速度场和压力场的分布影响不大,但是会明显影响流体的速度, 而对于压力大小的影响较弱;在 Fluent 仿真软件中,当设定边界条件为速度入口和压力出口时,对于出口压力,只改变压力的大小,对压力场分布基本不产生影响,最后通过试验验证了仿真的正确性。     

插装式2D电液比例流量阀的特性研究

电液控制元件的插装化是目前移动式液压控制系统的主流发展趋势。现有的2D比例阀面向传统工业液压领域,其受到液压桥路以及压扭联轴节结构限制,无法实现插装化。提出一种新型插装式2D电液比例流量阀的结构原理,在电-机械转换器与半桥式2D阀本体之间引入双向滚子联轴节,以此实现力传递、阀芯位置反馈和阀芯直线-旋转运动的转换功能。基于线性理论推导了阀的特性方程,并利用Nyquist判据判定了阀的工作稳定性;为实现优化设计,建立基于AMESim、ADAMS和Matlab/Simulink平台的联合仿真模型,研究诸关键结构参数对动态特性的影响。最后设计并制造了样机,搭建了滚子联轴节和插装式2D阀的试验台架,研究联轴节的静动态特性及阀样机的空载流量特性、负载流量特性、泄漏特性以及频响和阶跃特性等。试验结果表明样机具有良好的工作性能。当预载荷为40 N时,联轴节的最大输出扭矩为2.3 N·m,输出角位移为0.42°,滞环为5.25%,响应时间为32.5 ms;当供油压力为12 MPa时,阀样机的空载流量为61.5 L/min,滞环为6.32%,阶跃时间为68.5 ms,幅频频宽为19.7 Hz,相频频宽为22.1 Hz。研究表明,插装式2D阀具有较好的静动态特性,是移动式电液控制系统流量控制阀的一种较理想解决方案。     

比例电磁铁在插装电磁阀上的应用

介绍一种新型插装式电磁阀,它采用二级控制,将先导阀和主阀芯集成在一起,组成一个插装件。与传统的插装式电磁阀相比,该电磁阀的电磁铁采用比例电磁铁,根据电磁吸力与弹簧力的平衡调节先导阀的启闭,使主阀芯出口压力保持恒定,应用于小流量恒压控制系统中,做大地提高了液压系统的安全性。     

新型大流量高水基电液比例换向阀的设计和研究

针对煤矿井下液压支架系统液压冲击大的问题,设计了一款新型大流量高水基电液比例换向阀。介绍了所研制的电液比例换向阀的结构及工作原理,并利用AMESim仿真软件搭建了该阀的仿真模型。研究表明,在斜坡信号输入的情况下,该阀能实现正常换向且主阀口开口大小与输入信号成正比例趋势;在阶跃信号输入的情况下,验证了阀的稳定性并分析了阻尼孔和主阀芯末端锥度对阀性能的影响,发现设置合适的阻尼孔直径有利于提高阀的响应速度,合理选择主阀芯末端锥度大小可以提高阀的稳定性。