军用车辆静液驱动冷却风扇系统设计

静液驱动风扇冷却系统与风扇的传统机械驱动方式相比,安装位置灵活,调速简单,工作可靠,功率利用率高,而且系统可以在任一发动机转速下根据发动机冷却水或综合传动装置液压油的温度自动调节风扇的转速,以使发动机或综合传动装置在最佳温度下工作,使整个动力传动系统具有更高的效率,因此具有广阔的应用前景。随着军用车辆功率密度、可靠性要求的提高,根据发动机热负荷适时调节冷却强度,控制简捷、结构简单、工作可靠、布置灵活、高效、低费用的静液驱动风扇调速装置将是风扇传动装置的发展趋势。     

考虑热效应影响的液黏调速离合器流体剪切转矩预测研究

为了更准确地对液黏调速离合器流体剪切转矩进行预测,以液黏调速离合器摩擦副间的流体为研究对象,建立了考虑热效应影响的三维CFD模型,并考虑了黏温特性的影响,应用计算流体力学软件CFD ACE+对流场进行求解,得到了摩擦副间流体的压力和温度分布以及流体剪切转矩的数值解;通过实验研究对比分析了不同转速和油膜厚度下的流体剪切转矩。结果表明：影响温度分布的主要因素是流体剪切线速度;热效应对摩擦副间流体的压力分布有较小的影响;由于流体温度对黏度的影响,流体剪切转矩随着转速差的增加而缓慢增大。因此,通过与实验数据对比分析,考虑热效应影响的三维CFD模型能够更为准确地对转矩进行预测。     

液压驱动冷却风扇的转速控制系统研究

液压系统的热平衡温度与工程机械的工况、所处的环境温度和海拔高度等因素都有密切的关系.针对传统冷却风扇定转速设计引起的不足,设计了具有上述多个影响参数输入的闭环控制系统和程序,根据参数的变化对液压驱动的冷却风扇的转速进行实时控制和调节.     

不同摩擦材料液黏离合器特性研究

分析了液黏离合器摩滑状态,建立带排转矩的数学模型,结合本文所研究液黏离合器的具体参数进行求解,得知摩擦片间隙是影响带排转矩的关键参数。经分析液黏离合器的摩滑特性及试验研究,验证了摩擦片带排转矩计算模型的准确性。分别进行了两种摩擦材料带排、温升及转速差对输出转矩的影响试验,通过试验发现,相同结构的铜基摩擦片带排转矩约为碳基摩擦片的2倍,得知相同试验条件下铜基摩擦片温升高于碳基摩擦片,且摩擦因数随转速差的变化较大,并拟合出了摩擦因数与转速差的关系式。     

双圆弧槽液黏调速离合器摩擦副间流体空化效应分析

以摩擦片为双圆弧槽的液黏调速离合器为研究对象,运用Fluent流体分析软件对离合器一对摩擦副间的油液流体空化效应进行数值计算,分析了转速、油液黏度对油液空化区域的影响及空化前后油膜承载力的变化。结果表明,空化区域形状呈现为竖直长条状,空穴产生分布最先出现在半径方向外侧,且沿半径增大方向更显著;减小转速及油液黏度可以有效减缓空化;油槽深度越大及油槽数目越多,油液含气率越小;确定油槽深度大于0.3 mm和油槽数目大于45为最佳;空化效应影响摩擦副的性能,减小了油膜承载力;随槽深增大、油槽数目减小,空化现象对油膜承载力的影响更为显著。     

液黏离合器旋转动密封泄漏特性试验研究

为探究并改善液黏离合器旋转动密封的泄漏特性,采用Tr1-6Kr-22A变速试验台开展其密封性能试验,对比分析操作参数和结构参数对各个泄漏通道泄漏量的影响规律。结果表明：操纵油泄漏量整体偏大,润滑油泄漏通道受压力影响最小;随着操纵油压力的增加,各泄漏通道泄漏量亦随之上升,但高压工况下泄漏量增势平缓;各泄漏通道泄漏量与转速存在正相关关系,但油压对密封泄漏量影响较转速更为明显;密封环带宽度对泄漏量影响较大,较宽的密封环带可有效降低密封总体泄漏量;采用较宽密封环带的试验工装各个通道泄漏量最小,且受操作参数影响较小,适用于压力波动较大的场合,而在转速波动较大时密封泄漏量出现阶跃特性。     

基于PWM控制的发动机冷却风扇的检修

采用PWM脉宽调制信号进行控制的冷却风扇,能够实现对于风扇转速的无极调节,从而更加精准的控制发动机的工作温度,本文主要分析了PWM脉宽调制冷却风扇的控制原理以及控制电路的检修方法。     

发动机冷却风扇性能的优化设计研究

针对面向性能的发动机冷却风扇叶片几何形状优化的问题,将参数化建模技术应用到对冷却风扇叶片安装角的描述中,建立了冷却风扇的参数化模型,以多学科优化平台Isight和商业流体模拟软件Fluent为基础,建立了一种模型参数化、网格划分、CFD分析和多目标优化相结合的发动机冷却风扇优化集成平台,并运用非支配排序遗传算法对冷却风扇进行了优化。对优化结果与试验结果进行了对比,分析了冷却风扇的内部流场。研究结果表明,优化后的风扇模型静压提高了12.840 6%,动压和风扇效率也有所提高,冷却风扇的整体性能得到了优化。     

圆盘式磁流变调速风扇离合器的理论研究

应用B ingham模型来描述磁流变液的本构方程,在理论上分析了盘式磁流变液风扇离合器的调速机理;建立了离合器传递转矩与输出转速的计算模型,并导出了设计计算公式;讨论了动态响应特性、功率损失特性、传递的转矩及调速范围与离合器结构参数等因素的关系。结果表明:影响离合器动态品质的主要因素为其结构参数,减小从动盘的转动惯量可以改善系统的动态特性;离合器的调速范围主要由工作间隙和磁流变液零场粘度决定,减小磁流变液零场粘度和适当增大工作间隙可以减小粘性功率损失,提高效率。     

双容水箱液位模糊串级控制系统的设计

模糊PID控制结合了PID控制算法和模糊控制方法的优点,可以在线实现PID参数的调整,使控制系统的响应速度快,超调量减少,振荡次数少,具有较强的稳定性。论文先对双容水箱进行数学建模,将模糊控制和PID控制相结合,设计出了双容水箱液位模糊PID串级控制系统。然后参照经验选取了合适的模糊控制规则和隶属度函数,设计了模糊控制器,建立了模糊控制表,供在线模糊控制查询使用。     

液力耦合器调节冷却风扇转速的试验研究

论述了液力耦合器的工作原理和液力耦合器调节冷却风扇转速的工作原理、优点,通过对某型液力耦合器调节冷却风扇转速的试验,给出了液力耦合器的输入端转速、工作介质温度、工作介质流量与风扇性能的关系曲线图。     

连续管作业车冷却风扇降噪研究

本文采用大涡模拟仿真计算的方式,以石油装备作业车冷却风扇为研究对象,对添加几何chevrons结构的冷却扇进行的流场和声场的模拟,计算指定监测点声压级的大小,探究几何chevrons结构的降噪效果。研究表明,相同工况下,具有几何chevrons结构的冷却扇模型,声压级平均能降低6.55%(dB),但冷却效率也出现小幅下降情况。但相较于涵道结构,具有chevrons结构的冷却扇能以较小的冷却性能换取较好的降噪效果,同时chevrons结构也为气动噪声的控制提供了新的思路,可为冷却风扇降噪的设计和研究提供了一定的参考价值。     

燃气发电机冷却风扇叶片故障分析研究

为避免因受到温度升高的影响而导致燃气发电机冷却风扇叶片发生断裂的故障,采用有限元仿真分析方法,并结合工程实际情况,对上述问题进行了调查和分析,同时对破裂表面进行研究得出破裂是高周期疲劳造成的结果.仿真技术应力的计算表明,该应力小于叶片材料的疲劳耐力极限,这些应力和力都不会导致断裂.     

基于转速转矩双闭环的液黏调速控制方法研究

液黏风扇调速系统存在滞环、死区、饱和区等多种非线性特性,在调速过程中,其输入输出关系曲线存在最大可达44%的滞环和大约为43%的死区,非线性度最大可达30%。设计了转速-转矩双闭环模糊控制策略:结合Stribeck摩擦理论,按照稳态曲线的分段线性规律将控制过程分段,获得模糊控制表;基于扩展卡尔曼滤波环节修正转矩测量值,从主动轴与从动轴之间的转矩传递关系分析输出转速变化规律,并进行试验验证。结果表明:相比于PID控制策略,所提出的控制策略将转速误差降低了75%,滞环减小至小于11%,消除死区,拓宽控制电压输入范围,有效改善了系统稳态调速过程中表现出的非线性滞环和死区现象。     

液黏调速器接合过程建模与特性分析

针对液黏调速离合器接合过程中的挤压膜流动以及摩擦阶段过渡问题,综合考虑摩擦副表面粗糙度、表面油槽结构和流体惯性力等因素,根据流体动压润滑理论和GW粗糙接触模型,建立离合器接合过程的动力学模型,并采用有限体积法对平均流量雷诺方程求解,对挤压过程中的油膜压缩速度、油膜厚度、被动盘转速、传递转矩等动力学参数的变化规律展开了仿真分析。仿真结果表明,液黏调速离合器接合过程主要处于流体润滑阶段和混合摩擦阶段。流体润滑阶段黏性扭矩迅速增加,但是相对角速度变化不大,由于油膜厚度变化较快,在0.1 s左右进入混合摩擦阶段,该阶段油膜厚度变化较小,黏性扭矩逐渐下降至零,摩擦扭矩开始占据主导地位。     

平面叶型对冷却风扇性能影响机理研究

以不削弱气动性能为前提,为提高发动机冷却风扇的噪声性能,以计算流体力学(CFD)与计算气动声学(CAA)理论为基础求解冷却风扇的气动性能和噪声性能,并与气动性能试验噪声试验结果进行对比验证了该计算方法的可靠性。对原模型的平面叶型进行优化,得到最低噪声参数组合,经CFD/CAA联合仿真验证,优化后风扇模型的气动性能与噪声性能均得到改善,从流场与声场分布的角度对优化前后的冷却风扇进行详细的对比,进一步地分析优化前后冷却风扇气动性能和噪声性能变化的机理,深入地研究其叶片结构参数对冷却风扇性能的影响机理。     

基于CFD的挖掘机冷却风扇及导风罩降噪研究

针对某型挖掘机在工作过程中冷却风扇出口端噪声水平严重超标的问题,对风扇在旋转过程中的气动性能进行了研究。首先,建立了风扇与导风罩所形成的流体域有限元模型。基于CFD理论,运用Fluent软件对其流场进行了稳态数值模拟。分别探究了风扇与导风罩相关结构参数对其风量大小与噪声水平的影响。结合厂商提供的散热系统选型软件Optimiser,兼顾风量与噪声要求,得到了最适合该挖掘机的风扇及导风罩型号。优化结果表明,在提供相同风量的前提下,优化后的风扇噪声比原风扇的噪声降低了1.5 d B左右。随后,对该流体域进行了瞬态仿真,分析了风扇噪声的频率特性。仿真结果表明,风扇旋转噪声主要集中在低频段,为企业有针对性地对该频段噪声采取降噪措施提供了指导。     

液黏调速系统传动机理建模与仿真分析

液黏传动作为一种新型的流体传动技术,其具有结构紧凑、重量轻、效率高、能实现无级调速等优势。然而由于其内部结构复杂、模型的结构和参数受温度影响较大,时变的参数导致模型的参数难于精确获取等因素,因此采用机理对其建模仿真十分困难。针对上述问题,以AMESim软件为平台,基于液黏调速机理建立了包括液压控制模型、轴向动力学模型、旋转动力学模型和负载模型在内的液黏调速系统综合模型,并建立了油膜刚度/阻尼与厚度、润滑油压和转速差的关联模型,进行了不同输入转速下的仿真与试验数据对比,结果表明液黏调速系统一体化多参数模型可以表现出实际工作中大迟滞、非线性的工作特性,在带排状态下输出转速等参数与实际效果接近,准确度达到92.39%,为液黏调速系统的结构优化、性能评估和精准控制提供验证平台。     

液黏摩擦副马鞍形屈曲变形接触及温度场分布特性研究

马鞍形屈曲变形是液黏离合器摩擦副最主要的热屈曲变形方式。为获取变形摩擦副的接触特性及温度场分布规律,基于椭球体赫兹点接触理论与屈曲变形规律,建立了摩擦副接触变形等效模型,获得了软启动工况下变形摩擦副接触应力的分布与变化规律;提出了考虑接触应力分布时变特性及对流换热条件的二维瞬态温度场计算模型,对摩擦副滑摩过程表面温升及温度场进行了仿真分析。结果表明,软启动过程中,摩擦副由局部接触发展为完全接触,接触区由弯曲椭圆形对称分布于摩擦副两侧发展至完全覆盖,应力大小由接触中心向四周呈椭圆形梯度下降;受接触应力影响,滑摩温度场同样按照从高温中心向四周呈椭圆形梯度下降的方式分布,但对流换热条件的差异导致高温中心相对于接触中心向对偶钢片外侧偏移,使得外径一侧整体温度更高。研究结果为后续液黏摩擦副热机耦合特性与转矩热失稳方面的研究提供了理论基础。