深海环境下油液密度特性变化规律研究

针对深海环境下油液密度随下潜深度变化的问题,建立深海环境压力和温度模型,考虑含气率的影响分别建立纯油液密度模型和气-液两相等效密度模型,以VG32和VG64液压油实验数据对模型进行误差分析,得到其最大误差分别为0.32%、0.11%,验证了模型的可行性。综合上述模型,建立以水深为变量的等效密度模型,研究深海环境下液压介质密度的变化规律。结果表明:随水深的增加,气-液两相油液模型的等效密度较纯液压油模型的变化相对滞后,但进入深海3 000 m以下后,两者相差很小,可以用纯液压油密度近似替代两相介质的密度;深海环境下随水深增加,油液等效密度呈现迅速增加、缓慢过渡、平稳增长的变化规律。具体表现为:在浅海层(<460 m),海水温度对密度变化起主导作用,等效密度随水深增加急剧增长;在中海层(460～1300 m),温度主导作用减弱,等效密度增幅变缓;在深海层(>1 300 m),海水压力取代温度成为影响密度的主要因素,密度增长趋于平稳。     

基于变深环境作用的油液介质变刚度特性研究

为研究变深下液-固-气三相复合作用时油液介质等效刚度特性,建立变深下含气量模型并分析其变化规律,获得浅(0~830 m)、中(830~2 000 m)、深(2 000~7 000 m)海层下油液介质变刚度模型。对模型计算结果进行误差分析,得到其最大误差分别为1.74%、1.92%,验证了模型的合理性。综合上述模型,建立以水深为变量的油液介质变刚度模型,以Tellus VG 32液压油为例,分析各海层下介质等效刚度的变化规律。结果表明:各海层下介质等效刚度分别以1.997、0.119 9、0.043 7 MPa/m的速度变化,即呈急剧增加、缓慢增加、渐进增加的变化规律;在浅水层下环境压力对油液介质等效刚度起主导作用,在中水层下海水温度对油液等效刚度的影响增强,但总体上环境压力的影响仍大于海水温度,在深水层下,两者变化对油液等效刚度影响甚微。     

变深下环境适应性液压源的性能研究

因变量泵具有良好的节能和高精度控制特性,成为深海探测中重要的液压动力源。现有深海液压源多借助高压模拟舱内反复试验来定型,存在耗时多、研制成本高等问题。提出一种深水环境适应性变量泵,采用环境自适应性检测方法和控制原理以满足深海工况要求。基于变深环境和油液介质模型,分析了该泵的控制特性及稳定性。结果表明,泵的相对出油压力和输出流量与各自的输入控制信号成比例关系,并不受水深环境的影响,同时指出控制系统的幅值裕度和相位裕度随水深增加而增加,且浅深下0~1000 m更为显著。高压模拟舱下的测试结果与前述理论分析结果相吻合。     

基于虚拟样机的轴向柱塞泵压力脉动特性研究

介绍了虚拟样机技术在轴向柱塞泵仿真研究中的应用。借助虚拟样机技术并根据柱塞泵的物理模型参数,分别在MSC.ADAMS和AMESim环境下构建了柱塞泵的动力学模型和液压模型。利用二者模型的底层接口,搭建了液固耦合的轴向柱塞泵虚拟样机模型。基于虚拟样机,研究了油液黏度、体积弹性模量对柱塞泵出口压力脉动特性的影响,得到了泵出口压力脉动幅值及脉动率随体积弹性模量增大而增大的线性关系,也总结出了泵出口压力脉动幅值及脉功率随油液黏度增大而增大但变化幅度逐渐减小的结论。     

液压油温度过高的原因与降温措施

工程机械液压油的温度常控制在30～55℃之间。此时油液的黏度、润滑性和耐磨性均处于最佳状态,系统传递效率最高。当油液温度超过65℃时,油液黏度就会明显下降,泄漏增加,各滑动部位油膜被破坏,使液压元件磨损加剧,从而加快油温上升的速度。当油液温度达到80℃以上时,由于液压元件热膨胀系数不同,相对运动元件之间的间隙和运行状态将发生异常变化。间隙变大,油液泄漏加重：     

液压油多参量品质诊断研究

提出了一种油液多参量诊断方法,研究了污染因素对液压油介电常数、黏度和密度的影响,得出40 ℃下3个参数的使用阈值,并采用信息融合技术建立了油液综合品质诊断模型。试验结果表明,介电常数、黏度、密度随温度变化规律明显,3个指标可从不同方面反映出液压油含水率、酸值的变化,可作为液压油失效的判断依据。油液污染因素与多个参数关系的研究可保证监测信息的全面性和可靠性,为液压油品质的多参量在线监测以及液压系统中机械元件的故障诊断提供了实验研究基础。     

工程机械油品质在线监测

以黏度和介电常数作为工程机械液压油性能监测对象,建立基于FPS流体性能传感器的液压油流体性能在线监测系统,考察温度及压力对传感器黏度和介电常数测试结果的影响,分析水分含量及油液老化对油液介电常数的影响。设计工程机械液压油静态在线监测系统,对实车液压系统油液进行监测,所测结果与取样测试结果一致。     

温度、水分对水-乙二醇型难燃液压液粘度的影响研究

通过测定不同水分含量的样品在不同温度下的运动黏度,研究水-乙二醇型难燃液压液的黏度影响因素,分析水分含量和温度变化对黏度的影响;建立温度变化与黏度之间幂函数模型、水分含量与黏度之间二项式模型和指数模型及水分含量、温度和黏度三者之间的关系模型,并对这些模型进行检验。结果表明：水分含量和温度变化对黏度的影响较大;建立的模型对数据拟合较好、显著性高,可以用来描述水-乙二醇型难燃液压液的温度-黏度关系、水分含量-黏度关系及水分含量-温度-黏度关系。     

水下液压同步控制系统研究

结合某型UUV水下液压同步控制系统研制,分析了水下液压系统在设计上的特殊要求及解决措施,分析了同步马达同步控制误差的产生原因以及如何在设计、安装及调试过程中消除或减小同步误差。介绍了闭式水下液压系统的注油及排气方法;对同步控制系统进行了均载及偏载同步测试,分析了偏载、温度及油液黏度对同步精度的影响。     

温度、水分对水-乙二醇型难燃液压液黏度的影响

通过测定不同水分含量的样品在不同温度下的运动黏度,研究水-乙二醇型难燃液压液的黏度影响因素,分析水分含量和温度变化对黏度的影响;建立温度变化与黏度之间幂函数模型、水分含量与黏度之间二项式模型和指数模型及水分含量、温度和黏度三者之间的关系模型,并对这些模型进行检验。结果表明:水分含量和温度变化对黏度的影响较大;建立的模型对数据拟合较好、显著性高,可以用来描述水-乙二醇型难燃液压液的温度-黏度关系、水分含量-黏度关系及水分含量-温度-黏度关系。     

[可靠性建模及试验技术]重型机床液压元件油液污染退化量分布剖面可靠性建模

针对重型机床液压系统故障频繁且多与油液中的固态颗粒污染物相关的问题,进行了油液污染趋势变化试验。通过时域分析获得了油样颗粒数的有量纲和量纲一参数,通过Q-Q图和K-S检验分析有量纲参数,污染颗粒数是退化量服从正态分布的退化数据。进行了油液污染与环境相关性分析试验,采用相关系数法分析得到,颗粒数变化量与一定范围内的温度、流量、压力的相关性小;将液压元件分为管路、阀、过滤器三类,用直径5 μm左右的颗粒和直径大于15 μm的颗粒分别研究管路及阀件的堵塞和磨损情况,以过滤器过滤精度大小的颗粒研究过滤器的堵塞情况,设定ISO4406标准20/17级对应的颗粒数为阈值,利用退化量分布建立了液压元件单一故障模式的可靠性模型;利用竞争失效模型将上述模型融合为多故障模式下的可靠性模型。     

数控机床液压油箱温度监控系统设计

论述了温度对液压系统中液压油黏度的影响及油液黏度对系统工作性能的影响。设计了控制油液温度的实时监测系统,最后给出了硬件及软件框图。     

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.     

重型机床液压元件油液污染退化量分布剖面可靠性建模

针对重型机床液压系统故障频繁且多与油液中的固态颗粒污染物相关的问题,进行了油液污染趋势变化试验。通过时域分析获得了油样颗粒数的有量纲和量纲一参数,通过Q-Q图和K-S检验分析有量纲参数,污染颗粒数是退化量服从正态分布的退化数据。进行了油液污染与环境相关性分析试验,采用相关系数法分析得到,颗粒数变化量与一定范围内的温度、流量、压力的相关性小;将液压元件分为管路、阀、过滤器三类,用直径5μm左右的颗粒和直径大于15μm的颗粒分别研究管路及阀件的堵塞和磨损情况,以过滤器过滤精度大小的颗粒研究过滤器的堵塞情况,设定ISO4406标准20/17级对应的颗粒数为阈值,利用退化量分布建立了液压元件单一故障模式的可靠性模型;利用竞争失效模型将上述模型融合为多故障模式下的可靠性模型。     

抗蛇行减振器油液温度对车辆动力学性能的影响

考虑温度对抗蛇行减振器油液黏度的影响,基于动力学软件SIMPACK仿真研究油液温度对车辆动力学性能的影响。仿真结果表明:在油液正常工作范围内,车辆蛇行临界速度随着油液温度降低而升高,低温(小于0℃)对车辆稳定性影响远大于高温(大于0℃),这是因为油液黏度随温度降低而升高,低温对油液黏度影响大于高温;当车辆速度小于200 km/h时,油液温度对车辆平稳性几乎没有影响,当车辆速度大于200 km/h时,油液温度对车辆平稳性有一定影响,且随着速度增加,影响程度也有所增加;油液温度对车辆安全性影响总体不是很大。     

液压马达端面配流副径向密封带压力场数值求解及分析

给出端面配流副密封带压力场支配方程，在分析密封带中油液粘度变化规律的基础上，应用有限元方法在求解油液粘度随油液压力及温度变化情况下，密封带压力场的分布情况，并同忽略粘度变化时的计算结果，以及两种设计中常用的解析计算方法进行定量对比与定性分析。     

串通液压支腿承受瞬间载荷时承载腔压力传递研究

为了保证布置在不同位置的液压支腿承受相同的载荷,采用液压管路将液压缸的承载腔串通起来,承载腔油液压力传递并趋于一致从而实现液压支腿承载一致。该文对串通液压支腿承受瞬间载荷过程进行理论分析,并搭建AMESim仿真模型进行研究,分析液压管路长度、通径以及油液温度对油液压力响应时间的影响,梳理出液压支腿承载腔压力响应的关键因素,为后续系统设计提供参考。     

挖掘机液压系统热平衡建模仿真分析

为了分析大型液压挖掘机液压系统热平衡特性,基于SimulationX软件构建挖掘机机械模型、液压系统模型、热交换模型三者耦合建立挖掘机液压系统机-液-热联合仿真模型。对比试验与仿真结果,验证了仿真模型的正确性。结果表明:液压阀产生的热量约占系统总产热量的64%,是液压系统最大的产热源;散热器散热量约占总散热量的77%,系统热平衡时进出口的油液温差约为11 ℃;环境温度越高,系统热平衡温度越高。研究结果证明,现有挖掘机热平衡温度满足工作要求,并对挖掘机液压系统热管理提供了指导。     

DW1油液污染度测试仪滤膜堵塞模型研究

DW1油液污染度测试仪是一种滤膜恒压堵塞型便携式污染检测仪.介绍了DW1油液污染度测试仪测试系统的原理和结构,对其测试理论进行了研究,建立了油液污染度与滤膜流量衰降之间的关系式,给出了计算油液中大于任一感兴趣尺寸的颗粒数的算法,由此可推导出油液的污染度等级.试验结果表明,该模型所给出的污染度检测结果误差最大为±1级,而这个误差在液压行业中应用是允许的.     

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。