液黏调速离合器中摩擦副间隙内流体传热分析

为了研究流体润滑条件下液黏调速离合器摩擦副间隙内流体主要传热方式的问题,分别建立等温、绝热及对流换热3种热边界条件下流体流场的简化数学模型,并考虑流体黏温特性的影响,采用商用计算流体动力学软件Fluent对流场进行求解,分别获得等温、绝热及对流换热条件下流场温度分布的数值解;在数值计算的基础上,利用液黏调速离合器实验装置分别测量不同输入转速及输入流量条件下摩擦副间隙内流体温度.研究结果表明等温边界条件下的数值计算结果与实验测试结果比较接近,绝热边界条件下的数值计算结果与实验结果之间偏差最大;流场温度随着摩擦副间隙或输入流量的增加而降低,随着输入转速的增加而增加.     

液黏调速离合器油槽结构参数优化设计

为了减小液黏调速离合器的带排转矩,降低摩擦副的空载功率损失,以双圆弧油槽摩擦副为研究对象,建立基于计算流体动力学流场数值分析、实验设计方法、响应曲面法及数值优化算法为一体的液黏调速离合器摩擦副集成优化设计平台.分析液黏调速离合器摩擦副油槽参数对带排转矩的影响,对结构参数进行优化设计.结果表明：随着油槽宽度和油槽深度的增大,液黏调速离合器转矩均呈现下降的趋势,但是随着油槽数目的增多,液黏调速离合器转矩呈现单调上升的趋势.优化后,减小了液黏调速离合器的带排转矩,提高了发动机的实际输出功率.     

湿式多片离合器摩擦转矩衰减特性分析

为研究湿式多片离合器滑摩过程中摩擦转矩衰减现象,在SAE#2试验台制动工况下进行了不同摩擦副数离合器的摩擦转矩试验.针对于湿式多片离合器的摩擦转矩衰减现象,提出湿式多片离合器摩擦转矩衰减系数,以表征多摩擦副离合器实测摩擦转矩相对于计算摩擦转矩的减小程度.根据两副和六副摩擦转矩试验拟合得到受相对转速和平均面压影响的两副-六副摩擦转矩衰减系数,并分析相对转速和平均面压对摩擦转矩衰减值和摩擦转矩衰减系数的影响.研究表明:摩擦转矩衰减系数受摩擦转矩衰减值和计算摩擦转矩的共同影响,在润滑流量充足的条件下,摩擦转矩衰减值随着相对转速的增大逐渐减小,随着平均面压的增大而增大;而摩擦因数随相对转速和平均面压的变化规律较为复杂,但总体上湿式多片离合器摩擦转矩衰减系数呈现随相对转速的增大逐渐减小,随平均面压的增大先增大后减小的趋势.     

花键摩擦对湿式多片离合器分离过程影响

为研究在不同花键摩擦因数下湿式多片离合器分离过程中的摩擦转矩和间隙变化,建立湿式多片离合器分离过程动力学数值模型,并提出不均匀系数以表征分离间隙均匀度。研究结果表明：分离过程中各摩擦副间隙首先缓慢增大,再迅速增大,剧烈波动之后趋于稳定;间隙稳定之后分离过程结束,而花键摩擦因数对分离过程持续时间几乎没有影响;不考虑花键摩擦时,各摩擦副均匀分离;考虑花键摩擦后,各摩擦副间隙从第一副至第六副依次减小,花键摩擦因数的增加显著恶化了分离间隙均匀度;分离过程的粗糙接触转矩初始值及其衰减速率随花键摩擦因数的增大而减小,分离过程末期的黏性转矩随花键摩擦因数的增大而增大。因此降低花键摩擦因数,有助于湿式多片离合器的均匀分离和降低带排转矩。     

筒式磁流变液联轴器设计与实验研究

讨论结构设计、外加磁场、输入转速和转矩对MRF联轴器传动扭矩的影响。在Bingham模型基础上,通过理论计算,得出筒式结构扭矩传递值在工作间隙减小过程中趋于某一极限值结论,按此结论设计出传动实验装置,通过实验对筒式磁流变液连轴器的输出性能进行验证,所得实验结果与理论推导结果相吻合。     

基于改进平均流量模型的离合器接合特性仿真

针对液力机械变速器湿式多片离合器的结构特点,研究了离合器摩擦副表面粗糙接触、摩擦材料的可渗透性和润滑油液的离心力,改进了平均流量模型,建立了修正的雷诺方程用于计算接合过程中油膜压力和油膜厚度的变化规律。采用Greenwood-Tripp接触模型,建立了单摩擦副承载力方程和转矩方程。通过研究摩擦片和对偶钢片相对滑动产生的摩擦热以及润滑油对摩擦副的冷却作用,获得了被动摩擦片的角速度、油膜厚度以及摩擦转矩等离合器接合过程工作特性的变化规律。最后,仿真分析了摩擦副的工作参数和材料特性对接合转矩的影响规律。     

控制油压波动对液体粘性调速离合器油膜稳定性和输出转速的影响

在液压流体力学理论和非线性控制理论的基础上 ,建立了液体粘性调速离合器的数学模型 ,分析了控制油压中脉动的频率和幅值对液体粘性调速离合器的输出转速以及摩擦片间工作油膜稳定性的影响 .得到了能够使液体粘性调速离合器稳定工作的控制油压脉动的频率和幅值范围 ,分析结果为使用变频调速驱动定量泵作为液体粘性调速离合器的控制油压调节方式提供了理论依据     

微尺度油膜动密封研究

为了研究液压阀流体域内压力、速度及密封间隙对运动副密封性能的影响,本文建立了液压阀某运动副模型,基于有限元方法对于高性能旋转动密封运动副进行了数值仿真与计算。结果表明:压力值从油膜的微尺度间隙处到运动副中间处呈衰减变化,到运动副中间压力达到最小,压力变大时,泄漏量增加。受黏性摩擦力的影响,随缝隙值的增加,速度出现先变小后增大的趋势,随着缝隙值逐步增大,流经横截面的流体平均流速增大,泄漏量增大。阀芯与阀套间油膜的最优厚度取值与泄漏和摩擦所造成的总功率损失有关。     

圆筒式磁流变离合器传动特性分析

介绍了圆筒式磁流变离合器的工作原理,基于Bingham模型描述了磁流变液的流变特性,分析了磁流变液在两圆筒间的流动,得到了磁流变液的流速和离合器传递转矩的方程.研究结果表明,磁流变液在离合器中的流动是黏塑性流动,随着外加磁场的增加,离合器中的磁流变液的屈服与未屈服分解面向两表面靠近,磁流变液传递转矩的能力增大.     

基于动态转矩的无刷直流电机机械特性和等效电压系数研究

由于无刷直流电机换相过程会造成电枢电流和电磁转矩发生周期变化。在两相导通驱动方式下对电机动态转矩进行分析,并计算平均转矩得到转速——转矩机械特性为非线性,其输出转速小于理想值,从而使等效电压系数小于1。在换相过程中采用关断延迟重叠换相法能够提高电机输出转速,在理论上能够实现电机输出转速等于理想值,等效电压系数等于1。采用两相与三相交替导通的复合驱动方法能够实现输出转速大于理想值,等效电压系数大于1。仿真结果表明复合驱动能在不增加硬件的基础上,扩大了无刷直流电机的输出功率和调速范围。     

Effects of groove on behavior of flow between hydro-viscous drive plates

The flow between a grooved and a flat plate was presented to investigate the effects of groove on the behavior of hydro-viscous drive. The flow was solved by using computational fluid dynamics (CFD) code, Fluent. Parameters related to the flow, such as velocity, pressure, temperature, axial force and viscous torque, are obtained. The results show that pressure at the upstream notch is negative, pressure at the downstream notch is positive and pressure along the film thickness is almost the same. Dynamic pressure peak decreases as groove depth or groove number increases, but increases as output rotary speed increases. Consequently, the groove depth is suggested to be around 0.4 mm. Both the groove itself and groove parameters (i.e. groove depth, groove number) have little effect on the flow temperature. Circumferential pressure gradient induced by the groove weakens the viscous torque on the grooved plate (driven plate) greatly. It has little change as the groove depth increases. However, it decreases dramatically as the groove number increases. The experiment results show that the trend of experimental temperature and pressure are the same with numerical results. And the output rotary speed also has relationship with input flow rate and flow temperature.     

机电集成超环面传动的驱动机理

机电集成超环面传动是一种新型传动机构,在超环面传动理论和电磁学理论基础上,用电磁力取代机械弹力和摩擦力,所以它是一种无接触传动,无需润滑;由于可以实现传动、驱动和控制的集成,不仅结构更紧凑,并且具有可控性。在对行星轮进行受力分析基础上,建立了空间力学模型,论述了该传动机构的驱动机理,推导出输出力矩公式,并且分析了输出力矩的影响因素和影响规律。结果表明,输出力矩与行星轮半径等因素成正比,但是行星轮个数的增加并不能增大输出力矩。     

转台系统转动惯量辨识与控制器参数自调整

针对转动惯量的变化影响直接驱动数控转台环形永磁力矩电机伺服系统的稳定性、定位精度和动态响应这一问题,在分析环形永磁力矩电机转动惯量变化对转速影响的基础上,提出一种基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的辨识方法.对系统转动惯量、负载转矩、转速进行辨识,速度环采用PDF控制器,根据转动惯量辨识值在线调整控制器参数,并将负载转矩辨识值动态补偿到速度环中,以提高系统的动态性能和抗干扰能力.仿真结果验证了该算法的有效性.     

Vertical axis wind turbine with omni-directional-guide-vane for urban high-rise buildings

A novel shrouded wind-solar hybrid renewable energy and rain water harvester with an omni-directional-guide-vane (ODGV) for urban high-rise application is introduced. The ODGV surrounds the vertical axis wind turbine (VAWT) and enhances the VAWT performance by increasing the on-coming wind speed and guiding it to an optimum flow angle before it interacts with the rotor blades. An ODGV scaled model was built and tested in the laboratory. The experimental results show that the rotational speed of the VAWT increases by about 2 times. Simulations show that the installation of the ODGV increases the torque output of a single-bladed VAWT by 206% for tip speed ratio of 0.4. The result also reveals that higher positive torque can be achieved when the blade tangential force at all radial positions is optimized. In conclusion, the ODGV improves the power output of a VAWT and this integrated design promotes the installation of wind energy systems in urban areas.     

配流轴的摩擦扭矩特性研究

以径向力不平衡结构配流轴和径向力全平衡结构配流轴为研究对象，深入分析了液压马达配流轴的摩擦力矩特性，建立了配流轴摩擦力矩数学模型，并进行了仿真研究，发现配流轴的摩擦力矩随液压马达配流轴的结构参数和转速变化．     

高速列车齿轮箱内部流场数值模拟

为了研究齿轮箱内部复杂油气两相流的变化规律,采用数值模拟方法研究了转速及浸油深度对流场的影响.结果表明,3倍于齿高的浸油深度可以充分发挥润滑油的润滑冷却作用.在齿轮啮合区流体速度最大,不同转速条件下流体速度最大值变化规律相同,并最后稳定在一定范围内波动,且最大流体速度平均值呈线性增长.齿轮啮合区附近压力变化较大,在啮入区域形成局部高压,在啮出区域形成局部低压.随着转速的提高,高压和低压绝对值呈增大趋势,但不遵循线性关系.     

新型交流励磁直驱风力发电机的空载特性

为解决现有双馈异步风力发电机低风速段运行范围窄和直驱永磁风力发电机励磁不可控的问题,提出一种新型的采用交流励磁的直驱式风力发电机.利用已经设计的发电机参数,推导新型直驱交流励磁风力发电机的数学模型,同时利用MATLAB的Simulink功能建立发电机空载模型.结果表明,励磁频率、定子频率及转子机械转速频率间存在线性关系;发电机机械转速在低风速段时,通过调节励磁频率和励磁电流,发电机仍能输出额定电压,最终增加了发电机的运行范围.