重型车流量控制式ECHPS操控性与节能性研究

目前应用于重型商用车辆的传统液压助力转向(HPS)系统,普遍存在转向轻便性与路感之间的矛盾和燃油消耗大等问题。为了兼顾重型商用车辆的操控性与节能性,提出一种旁通流量控制式电控液压助力转向(ECHPS)系统。建立了ECHPS机械和液压子系统模型及整车三自由度动力学模型,从能量流角度研究了ECHPS系统能量消耗。通过分析转向系统可变助力特性的设计要求,设计了抛物线型ECHPS可变助力特性。仿真结果表明:与传统HPS系统相比,所提出的ECHPS不仅同时满足了低速时的转向轻便性和高速时的良好路感,实现了良好的操稳性,且节能效果较好。     

重型车辆旁通流量式电控液压转向附加力矩控制研究

重型车辆旁通流量式电控液压转向系统(ECHPS)通过改变旁通流量的大小调节液压助力,实现低速转向轻便性和高速转向稳定性。汽车高速转向时由于旁通流量大而导致转向响应性变差,提出在紧急转向时施加附加力矩来提高转向跟随性。研究了基于车速和转向角速度的附加力矩控制策略,在相同的转角速度下,车速越大比例阀电压越大,助力越小;在同一车速下,随着角速度的增大,比例阀的电压减小,助力增大。建立了附加力矩的控制模型并进行了仿真,结果验证了控制策略的正确性,说明附加力矩能增强ECHPS紧急转向下的快速响应性。     

EPS新型助力特性曲线设计与研究

基于转向轻便性和路感对EPS(电动助力转向系统)常用的直线型和曲线型助力特性曲线进行了分析,设计一种能更好地协调低车速时转向轻便性和高车速时路感的助力特性曲线。在MATLAB/Simulink中建立了电动助力转向系统动力学仿真模型,并对3种助力特性曲线进行了仿真研究。研究结果表明:新型助力特性曲线在低车速时具有比直线型和曲线型助力特性曲线更好的转向轻便性,在高速时具有与曲线型助力特性曲线相当,而比直线型助力特性曲线更好的路感。     

自行式多轴特种车辆电控液压助力转向系统研究

自行式多轴特种车辆电控液压助力转向具有转向灵活、结构布置简单、成本较低等特点,成为重型特种车辆转向技术的发展趋势。论文介绍了电控液压助力转向系统的组成、工作原理,利用仿真软件AMESim建立相应的液压模型进行仿真,通过仿真验证了方案的可行性,并对实车转向系统进行了测试,测试结果与仿真结果基本相符,该转向系统在工程车辆领域具有一定的应用推广价值。     

基于Matlab的汽车电动转向系统助力特性仿真分析

建立了电动助力转向系统的动力学模型,通过对不同车型不同工况的实验数据进行拟合的方法来确定助力特性曲线,利用Matlab/Simulink构建了EPS和助力电动机的仿真模型,对电动助力转向系统助力特性进行了仿真分析,从而获得了控制系统所需的助力电流与转矩、车速的三维曲面,可供控制系统软件设计时直接使用。     

电动液压助力转向系统的协同仿真虚拟试验

为了提高电动液压助力转向系统(EHPS)产品的设计质量,利用AMESim和ADAMS协同仿真虚拟实验的方法定量分析电动液压助力转向系统在不同转向工况对汽车操纵稳定性的影响,检验和修正系统控制策略,提高车辆操纵稳定性能.在AMESim中建立电动液压助力转向系统仿真模型进行虚拟台架实验,获得系统的助力特性,在ADAMS中建立整车模型进行虚拟装车实验,包括蛇行实验、转向瞬态响应实验、转向回正性能实验、转向轻便性实验.分析高速转向时驾驶员手感和方向盘力大小、角阶跃输入时的反应时间、超调量和稳态横摆角速度、高速回正能力和低速回正能力以及低速转向的轻便性.     

轮毂电机驱动汽车电子差速与差动助力转向的协调控制

为提高轮毂电机驱动电动汽车转向过程的操纵稳定性和转向轻便性,提出电子差速与差动助力转向的协调控制方法,通过分配左右轮毂电机的转矩,实现对汽车转向稳定性和转向盘转向助力协调优化控制。分别对电子差速与差动助力转向控制方式进行分析,得出两种控制趋势以及与车辆状态变化响应的一致性,验证了协调控制的可行性;采用设置权重系数的方法设计了协调控制策略。分析车速及转向盘转角对车辆横摆角速度以及驾驶员转向盘转矩的影响,设计出车速自适应的协调控制权重系数。进行Matlab与CarSim的联合仿真以及实车道路试验验证,仿真与道路试验结果均表明协调控制策略兼顾了车辆差速转向稳定性与驾驶员转向盘转向助力的性能,实现了低速时差动助力转向控制为主以降低驾驶员转向手力,高速时电子差速为主以提高车辆稳定性的综合控制目标。     

基于AMESim液压转向系统的加载模型仿真与分析

拖拉机的工作环境恶劣,田地间路况复杂多变且作业对象具有特殊性,因而对拖拉机的操纵稳定性和行驶安全性等方面提出较高的性能要求。为探究任一负载条件下拖拉机液压转向系统助力特性变化情况,为转向试验台开发提供理论依据,以东方红1204拖拉机底盘液压助力转向系统做为试验对象,在此套转向系统上进行加载优化设计,利用AMESim软件分别通过草图模式、子模型模式、参数模式、仿真模式对不同载荷下的拖拉机液压转向助力系统进行仿真分析,得出拖拉机转向系统液压元件参数变化曲线。液压转向系统加载模型的建立及所获转向系统的技术参数为有效避免测试人员田间拖拉机转向系统实际测试操作、降低测试安全风险、显著缩短车辆转向系统开发周期提供了技术参考依据。     

按需功率匹配的大客车E-ECHPS助力特性设计

为了兼顾装备E-ECHPS助力转向系统的大客车的操纵稳定性与节能性,设计了基于按需功率匹配的E-ECHPS助力转向系统助力特性。通过试验测量了驾驶员偏好的方向盘转矩,通过仿真得到了不同车速下的转向阻力矩变化规律。根据后向按需功率匹配原理,得到了所需克服的转向阻力矩与电磁转差离合器(ESC)输入电流之间的关系,通过改变ESC输入电流进而改变液压泵转速,以实现输出助力跟随转向阻力矩的变化。与传统的HPS相比,具有按需功率匹配助力特性的E-ECHPS实现了良好的操纵稳定性和节能性。同时,将该助力特性与传统助力特性进行对比,结果表明,基于按需功率匹配的助力特性对地面附着系数的变化具有良好的跟随性,增强了车辆的操纵安全性。     

电动液压助力转向系统用BLDCM工作原理及控制策略

电动液压助力转向系统(EHPS)将传统液压助力转向系统(HPS)中的液压泵改为由变成单独的电机驱动,并根据不同车速和转向盘转速控制等级转速,从而提供可变的转向助力,同时在一定程度上节省了能源的消耗。对POLO轿车装备的EHPS系统的电流无刷电机工作原理进行深入分析,并针对该电机设计控制器及制定相应控制策略,实现对电机转速的控制。     

装载机定变量液压系统工作原理与节能分析

构建了新型装载机定变量液压系统, 分析了装载机定变量液压系统的工作原理及能耗问题。利用SolidWorks软件建立装载机工作机构的三维模型, 将其参数导入AMESim仿真软件中建立装载机的动力学模型;同时在该仿真软件建立装载机定变量液压系统的仿真模型, 针对装载机3种不同工况中的工作特性及能耗问题进行仿真计算分析。结果表明:转向系统由负载敏感泵供油, 泵输出流量大小取决于负载需求, 避免了旁路节流等损失;同时通过合理设计节流阀阀口面积, 使定量泵与变量泵顺次开始向工作系统供油, 小流量时只由定量泵向工作系统供油, 当负载需求流量增大, 定量泵与变量泵双泵合流, 共同向工作系统供油, 既保证了装载机的工作效率, 又具有节能效果;当转向系统与工作系统同时动作时, 变量泵优先向转向系统供油, 具有转向优先功能, 保证了装载机的安全性。相对于全定量系统, 定变量液压系统的效率更高, 尤其在小流量工况下, 具有明显节能效果。     

基于AMESim的水下节能液压系统仿真分析

为满足水下恶劣工况,水下装备液压驱动以高可靠、控制性能优异的定量泵比例控制为主,但阀控液压系统能耗过大,使水下能量受限问题日益突出,制约了水下装备的发展.通过仿真开展了基于定量泵的水下节能液压系统研究.首先建立AMESim水下比例阀控及变频恒压泵控液压系统仿真模型,并设计了系统控制器;随后对液压系统能耗特性进行仿真分析...     

Water-Assisted Injection Molding System Based on Water Hydraulic Proportional Control Technique

Water-assisted injection molding(WAIM), an innovative process to mold plastic parts with hollow sections, is characterized with intermittent, periodic process and large pressure and flow rate variation. Energy savings and injection pressure control can not be attained based on conventional valve control system. Moreover, the injection water can not be supplied directly by water hydraulic proportional control system. Poor efficiency and control performance are presented by current trial systems, which pressurize injection water by compressed air. In this paper, a novel water hydraulic system is developed applying an accumulator for energy saving. And a new differential pressure control method is proposed by using pressure cylinder and water hydraulic proportional pressure relief valve for back pressure control. Aiming at design of linear controller for injection water pressure regulation, a linear load model is approximately built through computational fluid dynamics(CFD) simulation on two-phase flow cavity filling process with variable temperature and viscosity, and a linear model of pressure control system is built with the load model and linearization of water hydraulic components. According to the simulation, model based feedback is brought forward to compensate the pressure decrease during accumulator discharge and eliminate the derivative element of the system. Meanwhile, the steady-state error can be reduced and the capacity of resisting disturbance can be enhanced, by closed-loop control of load pressure with integral compensation. Through the developed experimental system in the State Key Lab of Fluid Power Transmission and Control, Zhejiang University, China, the static characteristic of the water hydraulic proportional relief valve was tested and output pressure control of the system in Acrylonitrile Butadiene Styrene(ABS) parts molding experiments was also studied. The experiment results show that the dead band and hysteresis of the water hydraulic proportional pressure relief valve are large, but the control precision and linearity can be improved with feed-forward compensation. With the experimental results of injection water pressure control, the applicability of this WAIM system and the effect of its linear controller are verified. The novel proposed process of WAIM pressure control and study on characteristics of control system contribute to the application of water hydraulic proportional control and WAIM technology.     

D+A组合控制多泵源液压系统泵阀复合控制研究

针对传统大功率多泵液压阀控系统中由于泵源输出与负载流量需求不匹配,导致液压系统传动效率低下的问题,在数字泵PCM控制概念的基础上提出一种基于数字+模拟（D+A）组合控制多泵源液压系统。通过流量区域划分方法,给出该系统的构型原则,其中定量泵组排量比采用二进制编码,由1台变量泵补偿定量泵的阶跃流量差值;建立多泵源液压系统流量状态矩阵,通过求解得到泵组的控制信号;为了减少阶跃流量冲击对系统控制特性的影响,提出多泵源液压系统泵阀复合控制策略,并对该系统输出特性进行试验研究。试验结果表明在泵阀复合控制策略下,多泵源液压系统具有良好的动静态特性和节能效果。正弦位置跟随精度达到±0.1 mm,滞后约为100 ms;由于采用D+A组合流量控制和比例溢流阀压力控制,始终使多泵源液压系统输出的流量和压力分别高于负载所需要流量10 L/min和压力2 MPa,使该系统的溢流和节流损失大大降低。     

PQ控制变量泵比例换向阀参数对压力特性的影响仿真研究

针对电液比例压力流量控制轴向变量柱塞泵,利用AMESim软件建立其整体模型。对该变量泵压力特性进行了仿真研究,并重点考察了电液比例换向阀参数的变化对泵压力特性的影响。仿真结果表明,电液比例换向阀的弹簧刚度和弹簧预紧力的设定值越大,变量泵输出压力的稳态值也越大;在避免比例换向阀的阀芯质量过小基础上,尽量减小阀芯质量,并设定适当大小的阻尼孔孔径和阀芯直径,可减小输出压力的超调量,改善变量泵的工作品质。     

基于能量调节的电液变转速控制系统

电液变转速控制系统相比节流调速系统虽然具有节能的优势,但是由于其响应速度慢的缺点限制它的应用,为了提高电液变转速控制系统的响应速度,采用在传统的电液变转速系统中加入能量调节装置的方法,构成基于能量调节的电液变转速控制系统,能量调节装置的主体由蓄能器和比例节流阀组成,能够在系统减速时吸收多余的能量,而在系统加速的时候释放储存的能量,从而加快系统响应速度并实现能量的回收.针对基于能量调节的电液变转速控制系统的特点,提出基于能量调节思想的控制策略,一系列的对比试验表明,本系统能够在保持低能耗特点的同时获得比节流调速系统更高的响应速度.     

基于两级压力源的液压机快锻节能控制研究

针对传统电液比例阀控快锻液压机系统功率浪费严重的问题,采用四象限负载轨迹分析方法,对其快锻工况下能量分配及流动情况进行研究,得到不同执行器的负载特性,并以满足不同执行器的负载匹配为目标,同时兼顾快锻过程中的能量回收及再利用,提出一种基于两级压力源的新型液压机快锻节能系统。研究两级压力源的参数设计及匹配问题,给出两级压力源构成元件的模型和参数计算方法。采用功率键合图的建模方法,建立快锻液压机系统的数学模型,对两级压力源快锻液压机系统的功率流进行仿真分析;基于0.6 MN液压机试验台,对该快锻系统的控制和节能特性进行试验验证。结果表明,基于两级压力源的新型液压机快锻系统加载时控制精度达到1.5 mm,有用功提高至24.4%。与传统的电液比例阀控系统和采用蓄能器的液压机快锻系统相比,该系统不仅满足了不同执行器的负载匹配需求,而且具有能量存储和再利用的功能,大大降低了装机功率和节流损失,且实现了零溢流。     

动力转向器总成综合性能试验台液压系统设计

动力转向器总成出厂前必须进行综合性能试验,试验台架既要模拟汽车转向系统中的供油功能,还需要给转向器被动或主动加载,工作压力高,流量变化大,对液压系统的设计提出了较高要求。将试验台液压系统分为2个独立的子系统进行设计,使用电磁比例溢流阀根据程序设定自动调节系统压力,通过并联2个单向节流阀获得较大的流量调节范围,满足多种试验要求,采用定值减压阀和换向阀卸荷等多种措施保护仪器仪表。实践验证,液压系统设计合理,有效避免了液压冲击,工作稳定,噪声小,各试验参数便于设置和标定,满足试验要求,为类似设备的研发提供了可借鉴的经验。     

恒压变量斜轴泵联合仿真模型及特性分析

恒压斜轴式变量泵排量大，压力高，广泛应用于工程机械、冶金机械、矿山机械和船舶等的液压系统中。其基本原理是通过设定先导比例溢流阀压力，缸体摆角自动调节，使泵出口压力与先导溢流阀设定值相同。在理论分析的基础上，采用SmulationX软件，构建了变量泵液压与机械的联合仿真模型，对比例变量恒压柱塞泵静态及动态输出压力流量特性进行分析，研究变量弹簧对动态特性的影响。仿真结果表明：恒压变量泵压力和流量特性稳定，变量弹簧刚度越大，恒压泵响应越快。该研究可为高性能液压泵元件的设计提供指导。     

注塑机用负载敏感变量泵控制系统的仿真研究

传统注塑机液压系统的能耗很大,用负载敏感变量泵控制系统实现泵出口处的流量和压力与负载所需的流量和压力相适应,有望提高系统效率.负载敏感变量泵控制系统设计并建模完成后,用MATLAB/SIMULINK软件进行仿真,分析了在负载流量压力均无变化、压力不变流量变化、压力流量均有变化三种情况下的仿真结果,并分析了系统在各种情况...