液力计算法及DFI-PID下液力缓速器恒力矩制动性能建模与仿真分析

重型车辆在崎岖山路或下长坡行驶时,可以通过控制液力缓速器实现恒力矩制动特性达到稳定行驶的目的。针对液力缓速器能在短时间内产生高制动力现象,提出一套液压控制系统,实现缓速器恒力矩制动性能。这套控制系统通过考虑缓速器充液率、排油阀开度和内腔油压,采用液力计算法解决液力缓速器建模的液力损失问题。并基于整车制动仿真和微分先行增量式PID(DFIPID)控制策略仿真,建立液力缓速器液压控制联合仿真的模型,得到在较高充液率情况下,排油阀开度和内腔油压的变化规律,最终实现恒力矩制动性能的控制。分析结果表明:在制动过程中,在较高充液率的前提下,需要调节排油阀的开度来保证液力缓速器较高强度的恒力矩功能。     

充液阀系对液力缓速器制动转矩起效的迟滞影响

迅速起效是重型车辆对液力缓速辅助制动系统的核心需求之一,但目前对液力缓速器工作腔内从气相到液相间瞬态制动起效过程的预测方法难以考虑充液阀系流动状态的影响,导致制动转矩起效时间的预测与测试存在较大偏差。为获取阀系对充液过程影响规律以准确预测制动起效时间,分别构建有无考虑充放液阀系流动的两种全流道液力缓速器计算模型,以全气相流场作为充液瞬态数值模拟初始条件,以流体进出充放液阀流速作为仿真边界条件,对比研究两种模型在制动过程中内流场参数分布特征,以及对应缓速制动转矩的瞬态变化趋势,并进行试验验证。结果表明,充液阀系对瞬态制动转矩起效具有明显的迟滞效应,未考虑阀系模型的瞬态制动特性计算结果与试验存在明显偏差,尤其对起效时间的预测过于理想化,而实测给定工况下最大时间迟滞可达4 s;考虑充放液阀系流动的液力-液压集成流动模型的预测精度较高,起效时间偏差不足0.8 s。利用所提出的预测方法能够为液力缓速器制动控制策略设计和整车制动系统设计提供理论依据。     

基于AMESim矿用自卸车液力缓速器制动性能分析

液力缓速器是矿用自卸车重要的辅助制动机构,对整车制动力分配及制动性能具有重要影响。以DFD30T矿用自卸车液力缓速器制动性能为研究对象,利用仿真软件AMESim搭建了缓速器制动整体模型,并在不同工况下对缓速器进行分析,对仿真结果进行对比分析,深入研究了液力缓速系统的制动性能。通过缓速器制动与行车制动的匹配性研究及联合制动仿真分析,可以看出液力缓速器的使用对前后轮制动力分配、整车制动性能及行驶的安全性等具有一定优势。     

一种新型液力缓速器及其性能分析

提出一种应用于非驱动桥的辅助制动液力缓速器,其依靠车轮主轴转动,驱动缓速器整机实现辅助制动。文中首先对液力缓速器的流道进行了三维构建,并分别对叶片数目不同的流道进行了数值建模与仿真求解,进而获得较佳的叶片数目;其次,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研究;再次,结合湍流模型对液力缓速器流道内部的温度分布状况进行求解;最后,采用流固耦合的分析方法对液力缓速器的关键受力部件叶轮进行有限元分析,为该型液力缓速器的深入研究提供数据支持与理论依据。     

基于CFD方法的液力缓速器制动效果分析

应用CFD软件计算液力缓速器1挡及2挡在不同转子转速下的制动扭矩和叶片表面压强,并用MATLAB整理CFD计算结果,绘制出不同工况下的液力缓速器制动扭矩曲线和液力缓速器空间特性曲面;结合曲面数据与某8×8特种车性能参数,利用MATLAB编程计算,模拟了某8×8特种车在坡度为3°的高速公路上,长坡道下坡行进时,液力缓速器的制动效果。结果显示:在完全不使用行车制动的情况下,液力缓速器1挡和2挡仍可使特种车恒速下坡。     

液力缓速器恒速制动及其控制策略仿真研究

以液力缓速器恒速制动及其控制策略为研究对象,通过整车下坡受力分析,建立了整车动力学模型,并利用MATLAB/Simulink软件建立整车直线下坡制动仿真模型及其各子模型,制定控制策略,并对其仿真分析,验证了模型的正确性和控制策略的可靠性。     

车辆液力缓速器对整车制动稳定性影响分析

液力缓速器作为重要的车辆辅助制动装置,其对整车制动稳定性具有较大影响。根据液力缓速器的结构特点和工作原理,制定液力缓速器对整车制动稳定性影响评价指标,选取理想制动力分配曲线(I曲线)和加装缓速器之后实际制动力分配曲线(β曲线)作为定性分析指标,分析液力缓速器对整车制动性能的影响。通过分析可知,通过调节液力缓速器制动力矩可以达到车辆制动中β曲线逼近I曲线,更充分利用液力缓速器的缓速制动力矩,降低行车制动的负担,且尽量降低缓速器的使用对行车制动稳定性的影响。对整车制动性能影响的研究可以为产品设计提供参考,研究内容和研究成果可以作为此类设计研究的参考依据。     

液力缓速器结构优化设计与仿真实验分析

液力缓速装置作为商用车重要的辅助制动单元已在重型商用运输车上得到广泛的应用。它可有效避免传统制动系统使车辆在行驶中因频繁制动而出现制动鼓开裂报废,以及由于频繁急刹、重刹产生磨擦热导致烧瓦而引发重大交通事故。基于流体输送机械工作原理,从简化缓速器结构、提高加工工艺和优化缓速器功能3个方面出发对液力缓速器进行正向研究;同时运用CFD理论,通过CFX工具对新型液力缓速装置的内流场、压力分布、湍动能等进行仿真分析,模拟分析得出新型液力缓速器叶片径向倾角最优结构并搭建实验台架进行实验验证,仿真与试验结果证明了新液力缓速装置对商用车工作的有效性、结构设计与优化的正确性,给出了新型液力缓速器叶片径向倾角设计方法,为以后进一步优化设计提供了方向。     

叶栅参数对液力缓速器起效特性影响规律研究

叶栅参数对液力缓速器稳态制动特性具有决定性影响,但其对动态制动特性、尤其是保证制动响应快速性的液力缓速器起效特性影响的研究鲜有涉及。为提升液力缓速器起效特性和保证行车安全,在给定负载惯量和充液方式时,构建液力缓速制动动态特性预测模型,通过对叶片表面压力分布积分预测动轮角速度和角加速度,获取起效过程制动转矩与转速随时间变化趋势,并由台架试验进行对比验证。通过给定不同动、定轮主叶栅及辅助叶栅典型参数配置,分析叶栅系统参数对起效特性及其轮腔内部流动状态变化的影响规律。结果表明,动、定轮主叶栅参数影响轮腔内部油液流动旋涡结构的衍生与发展,进而在起效特性上反映出峰值转矩与起效时间的差异。利用该方法能够为液力缓速器动态特性优化设计提供理论依据。     

重型车辆液力缓速器设计与计算关键技术研究

该文以液力缓速器为研究对象,进行了液力缓速器全充液以及气液两相非稳态流场的CFD数值计算,并对典型工况下流场计算结果进行了分析;研究了主要结构参数对缓速器制动性能的影响;利用AMESim对液力缓速器电液控制系统进行了仿真,并对动态充油过程进行了性能分析;该文研究工作涵盖了部分重型车辆液力缓速器设计与计算关键技术。