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。     

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。     

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。     

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。     

加装液力缓速器商用车的制动稳定性控制研究

在商用车制动时的方向稳定性分析中,前轮先于后轮抱死是一种稳定工况。理论分析了液力缓速器作用时对商用车前后桥制动力分配及同步附着系数的影响。研究发现,液力缓速器参与制动时最多存在两个同步附着系数,若要保证始终前轮先抱死,要求车辆实际行驶道路附着系数在两同步附着系数之间。而同步附着系数的大小与制动初速度和液力缓速器档位等影响液力缓速器制动力的因素有关。仿真结果表明,在不同附着系数的路面和不同制动速度下,合理选择液力缓速器档位使用可以减小商用车后轴侧滑的趋势,提高制动稳定性。     

车用液力缓速器布置方式分类与特点分析

对液力缓速器在车辆传动系统中的常见布置方式进行总结，并结合液力缓速器相对于变速机构前置、中置与后置型，针对结构特点、制动特性、拆装维护性等方面进行不同布置方式优缺点的分析比较。基于某型双循环圆液力缓速器，研究了液力缓速器前置与后置型对制动特性的影响。仿真结果分析表明，后置型液力缓速器具有良好的制动特性，前置型液力缓速器低挡位输出制动转矩优于后置型，其整车低速制动特性也优于后置工况。     

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。     

安装电涡流缓速器的高速重载履带车辆制动性能仿真研究

为提升高速重载履带车辆的制动性能,以某型车辆为原型,在Matlab/Simulink环境中建立其制动工况下整车及其现有机械制动器动力学模型,通过仿真与试验比对验证模型的准确性建立了峰值功率500 kW的电涡流缓速器模型,制订了基于模糊控制的缓速器与机械制动器转矩分配策略。通过仿真与实验对比了该车辆在安装缓速器后制动性能的变化,结果表明电涡流缓速器参与联合制动可有效降低机械制动器消耗能量和延长制动器寿命。     

新型液力缓速器结构设计与性能研究

使用液力缓速器,能够较好的避免重型车辆长下坡制动工况下行车制动器的热衰退现象。从简化现用液力缓速器结构、提高产品制造工艺性出发,基于流体输送机械工作原理,提出了一种新型液力缓速器结构并进行了样机设计。通过对原理样机试验测试,初步验证了新型液力缓速器结构方案可行。通过理论计算和应用CFD工具软件,针对新型液力缓速器不同叶型的性能进行数值模拟,得出了缓速器结构优化设计方向,能够对国内液力缓速器技术研究与产品正向开发提供参考。     

双腔液力缓速器特性预测与试验研究

对双腔液力缓速器进行了特性预测和试验研究.利用UG建立双腔液力缓速器三维模型并提取内部全流道模型,采用CFD软件对液力缓速器进行了特性计算,获取了内部流动的流速场、压力场、两相分布,得到了满充液以及部分充液状态下的制动转矩随转速、充液率变化的规律.进行了双腔液力缓速器台架试验,将试验结果与CFD软件仿真结果做了对比分析...     

模糊层次分析法在液力缓速器制动性能综合评价中应用

液力缓速器的制动性能对重型车辆的安全性和经济性至关重要,但目前尚缺乏对液力缓速制动性能的客观和科学的综合评价。针对这一现状,通过分析国家标准、市场需求和技术性能约束等诸多影响因素,构建了液力缓速器制动性能评价指标的层次模型,采用模糊层次分析法确定各个层次的评价指标权重,在专家经验知识的基础上采用模糊判定矩阵,对3种型号液力缓速器制动性能进行综合评价试验,确定各型液力缓速器相应的评价指标值,并将其与已确定的权重系数相结合,得到评价对象的综合评价值。实例表明:采用模糊层次分析法对液力缓速器系列产品进行制动性能综合评价合理可行,能够为其后续液力缓速器结构优化设计及控制参数优选提供决策依据。     

汽车液力缓速器散热性能研究

汽车液力缓速器的热交换能力是保证车辆稳定而持续制动的关键因素。为了研究液力缓速器的散热性能,建立了液力缓速器的散热数学模型,利用Simulink进行仿真分析;搭建了液力缓速器的试验平台,利用试验方法分析液力缓速器在各工况下的热交换性能。研究结果可为液力缓速器的优化改进提供重要参考。     

车用液力缓速器设计及CFD流体仿真分析

对选配车型制动过程进行整体受力分析,建立液力缓速器制动数学模型,为并联液力缓速器设计所需制动力矩来源提供计算依据;然后计算液力缓速器中相应部件参数,在此基础上进行并联式液力缓速器整体结构设计;利用CFD软件对多种内外径及转速下的流道的λ值进行仿真分析,为以后液力缓速器设计提供依据。     

轴截面形状对双排叶片液力缓速器流动机理的影响分析

液力缓速器以其安全、可靠等优点在重型载重汽车及大客车中得到越来越广泛的应用。液力缓速器双排叶片结构可以满足径向尺寸小、制动转矩大的要求。该文研究轴截面形状对双排叶片液力缓速器流动机理的影响,应用液力传动相关理论及CFD数值模拟方法对不同轴截面形状的双排叶片液力缓速器制动性能及内部流动状态进行比较与分析。经过数值仿真计算与分析,比较全面地对比和评价了不同轴截面液力缓速器的优缺点,对于此类型产品的设计与选型提供了重要的理论依据。     

直叶片构造液力缓速器的设计与制动性能分析

针对传统液力缓速器的轴向倾斜叶片、封闭式循环圆、进出水口外流道等结构制造工艺复杂的问题,提出一种直叶片构造双循环圆液力缓速器的新结构,简化了制造工艺。通过建立数学模型,并运用计算流体动力学技术进行仿真求解,得到了缓速器的制动扭矩变化规律,最后通过台架试验进行了验证。结果表明：新型液力缓速器与传统液力缓速器的制动扭矩变化规律基本一致,在缓速器转速为1 750 r/min时制动扭矩可达到1 490 N·m,数值计算与试验制动扭矩的变化规律吻合较好,最大误差小于12%,证实了理论计算的可靠性,其制动性能基本能够满足车辆对制动扭矩、制动稳定性的要求。     

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。     

液力缓速器能量耗散方程的建立

液力缓速器是把车辆的动能转化为工作介质的热能,实现平稳刹车的一种辅助制动装置。因其作用过程制动转矩大、过程平稳、寿命长、散热性能好等特点,在重载、高速运行的车辆上应用广泛。文中通过分析液力缓速器工作介质的流动特性,对工作介质微团所受的作用力进行分析,基于欧拉束流理论建立液力缓速器能量耗散方程,得出液力缓速器制动转矩的值取决于摩擦功的大小,而摩擦功与工作介质的粘度及应变速率的平方成正比。最后指出液力缓速器机械设计的核心在于限制工作介质的流态,为液力缓速器设计计算奠定理论基础。     

基于AMESim和Simulink的自动变速箱模型在环试验研究

在车辆控制器硬件在环测试中常采用单一环境建立复杂被控模型,但是所建模型精度与计算实时性存在矛盾等问题。为解决该问题,对在联合仿真环境中构建复杂的所需模型进行了研究。该模型由使用Simulink建立发动机、液力变矩器、车辆动力学模型和自动换挡控制器模型和使用AMESim建立的离合器、行星齿轮、液压系统、液力缓速器模型共同组成。在Veristand中创建了模型在环仿真控制界面,基于Veristand进行了NEDC工况下的模型在环仿真。仿真结果表明：所建模型运行稳定,计算量小,能准确地输出车辆换挡过程中各路信号,为基于硬件在环的车辆控制器测试提供了研究基础。     

不同道路条件下汽车恒速下坡控制仿真研究

实现汽车恒速下坡控制对于提高汽车运输效率和安全性具有重要意义。针对加装液力缓速器汽车恒速下坡控制的特点,通过分析汽车下坡缓速制动过程,建立汽车下坡缓速器制动仿真模型。根据缓速器缓速制动原理设计了基于Matlab/Stateflow逻辑控制的恒速控制器,在Matlab/Simulink中选取混凝土、卵石、砂石等不同路面条件对汽车恒速下坡过程进行仿真分析,得出了充液率调节值对车速变化的影响关系,得到了汽车在不同路面条件下实现恒速制动的充液率合理调节取值。仿真结果表明液力缓速器单独作用于汽车制动可以实现恒速下坡控制,路面条件与液力缓速器充液率调节值大小对恒速控制性能有着重要的影响。     

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。