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车用发动机机油泵变排量控制方法的试验

内燃机学报 2022年第6期40卷 537-542页

作者：刘忠民步晨嘉陆文舒程梁柱陈庆华杭州电子科技大学机械工程学院浙江杭州310018 东风汽车集团有限公司湖北武汉430056 浙江三田滤清器有限公司浙江丽水323700

针对车用发动机润滑系统与机油泵动态匹配问题,在瞬态工况下建立硬件在环(HIL)的发动机与机油泵匹配试验系统.根据新欧洲驾驶循环(NEDC)工况,提出车用发动机润滑系统瞬态加减速循环,研究3种机油泵排量控制方法对发动机润滑系统动态匹配... 详细信息

针对车用发动机润滑系统与机油泵动态匹配问题,在瞬态工况下建立硬件在环(HIL)的发动机与机油泵匹配试验系统.根据新欧洲驾驶循环(NEDC)工况,提出车用发动机润滑系统瞬态加减速循环,研究3种机油泵排量控制方法对发动机润滑系统动态匹配状态和驱动能量消耗的影响.结果表明:在润滑油温度为100℃、角加速度为40 rad/s^(2)条件下,机油泵采用定排量控制方法,泄压阀开启造成的液压功率损失是影响瞬态工况总效率的关键因素;与定排量相比,机油泵采用一阶与二阶变排量控制方法能分别降低机械驱动功30.8%和40.0%;车用发动机机油泵采用变排量控制方法降低机械驱动功率,在瞬态加减速过程中会形成润滑油流量和压力安全裕量低谷.

关键词：车用发动机机油泵变排量控制润滑油流量

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非对称轴向柱塞泵变排量控制特性分析

液压与气动 2017年第2期41卷 11-16页

作者：张婉茹熊晓燕黄家海罗刚成杰太原理工大学机械工程学院山西太原030024 甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司甘肃兰州730070 太原科技大学机械工程学院山西太原030024

非对称轴向柱塞泵直接闭式控制单出杆液压缸系统具有结构紧凑、能效高和噪声低的优势,其排量控制特性直接影响泵控系统运行特性。基于此,提出基于斜盘摆角位移反馈的排量控制方案,根据电液比例排量调节工作原理,考虑弹性负载刚度及外负... 详细信息

非对称轴向柱塞泵直接闭式控制单出杆液压缸系统具有结构紧凑、能效高和噪声低的优势,其排量控制特性直接影响泵控系统运行特性。基于此,提出基于斜盘摆角位移反馈的排量控制方案,根据电液比例排量调节工作原理,考虑弹性负载刚度及外负载力干扰的影响,建立了非对称轴向柱塞泵的变排量控制系统模型。通过MATLAB/Simulink仿真分析了不同活塞直径、负载刚度、斜盘摆角、负载压力对泵的出口流量动态特性的影响。仿真结果表明,减小液压缸活塞直径、增大负载刚度可以加快响应速度;增大负载压力可以提高响应稳定性。通过实验验证了仿真结果正确性,实验表明非对称泵的变排量工作性能稳定可靠。

关键词：非对称轴向柱塞泵变排量控制电液比例阀控对称液压缸动态特性

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汽车空调压缩机变排量控制阀理论与实验研究

机电设备 2001年第2期18卷 18-21页

作者：袁晓梅陈芝久上海交通大学制冷与低温研究所

本文针对某种安装在汽车空调系统变排量压缩机上的电动控制阀进行了仿真与实验研究,并得到了较为满意的结果,为今后汽车空调变排量的电动控制研究提供了积极的指导意义。

关键词：汽车空调压缩机变排量控制控制阀仿真

支架搬运车闭式液压行走系统特性仿真及试验研究（英文）

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机床与液压 2016年第18期44卷 1-6,11页

作者：闫政张晓刚权龙太原理工大学新型传感器与智能控制教育部与山西省重点实验室太原030024

用于井下煤矿生产的支架搬运车液压行走系统工况条件差、故障模糊性及随机性大、检测维修成本高且路试困难。针对此问题,首先根据A4VG型柱塞泵的机械结构及工作原理,采用参数化建模方法建立了系统联合仿真模型,分析了泵的压力流量特性... 详细信息

用于井下煤矿生产的支架搬运车液压行走系统工况条件差、故障模糊性及随机性大、检测维修成本高且路试困难。针对此问题,首先根据A4VG型柱塞泵的机械结构及工作原理,采用参数化建模方法建立了系统联合仿真模型,分析了泵的压力流量特性及其控制回路运行特性;然后设计了系统试验台对柱塞泵及其控制回路特性进行了试验测试。结果表明:采用试验测试与仿真分析相结合的方法能有效地反映泵控回路维修结果,大大提高了维修效率,降低了成本。

关键词：泵控马达支架搬运车变排量控制

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混凝土泵开式液压系统换向冲击控制方法研究

计算机仿真 2014年第11期31卷 222-226页

作者：吴万荣冒振文黄向阳中南大学机电工程学院湖南长沙410012

在开式混凝土泵送系统优化设计的研究中,根据开式混凝土泵送系统的工作原理,对其在换向过程中液压冲击现象产生机理进行了理论分析,得出换向液压冲击压力值与主油泵排量呈线性关系。由此提出了变排量控制方法来减小系统换向液压冲击。... 详细信息

在开式混凝土泵送系统优化设计的研究中,根据开式混凝土泵送系统的工作原理,对其在换向过程中液压冲击现象产生机理进行了理论分析,得出换向液压冲击压力值与主油泵排量呈线性关系。由此提出了变排量控制方法来减小系统换向液压冲击。在保证泵送活塞不撞缸以及活塞行程控制精度的前提下,对泵送系统的换向时机以及变排量时间参数进行了优化。选取某型号混凝土泵,对其泵送系统进行AMESim建模仿真以及实验,结果表明,采用主油泵变排量控制方法能够有效减小泵送系统的换向冲击。

关键词：混凝土泵开式液压系统液压冲击变排量控制行程控制精度

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湿喷机泵送系统液压冲击控制方法研究

湿喷机泵送系统液压冲击控制方法研究

作者：冒振文中南大学

学位级别：硕士

摘要：湿喷机广泛应用于岩土工程、铁路隧道和修复加固工程,在现代化施工中扮演着重要的角色。然而湿喷机泵送系统在换向过程中存在着较大的液压冲击问题。液压冲击的存在不仅会引起振动,产生噪声,而且将会对湿喷机的工作性能、使用寿... 详细信息

摘要：湿喷机广泛应用于岩土工程、铁路隧道和修复加固工程,在现代化施工中扮演着重要的角色。然而湿喷机泵送系统在换向过程中存在着较大的液压冲击问题。液压冲击的存在不仅会引起振动,产生噪声,而且将会对湿喷机的工作性能、使用寿命造成影响。随着湿喷机的泵送系统向着高压、大排量方向发展,该问题将更加凸显。因此,如何减小甚至消除泵送系统的换向液压冲击具有重要的理论意义和实用价值。首先,根据湿喷机泵送系统的工作原理,对其换向过程中的液压冲击现象进行了理论分析,提出了变排量控制方案。在保证泵送活塞不撞缸以及活塞行程控制精度的前提下,对湿喷机的泵送系统换向时机以及变排量时间参数进行了优化。其次,根据流变学原理,对泵送混凝土负载在输送管内的流动状态和压力损失进行了分析,建立了湿喷机泵送负载模型。对主油泵进行了数学建模,并对其动、静态特性进行了分析。运用仿真软件AMESim搭建了变排量控制的泵送系统仿真模型,并对其进行了仿真分析。验证了变排量控制方法对于减小换向液压冲击的有效性。最后,在湿喷机样机上进行了实验。通过对比湿喷机泵送系统在采用变排量控制前后的压力及流量特性,进一步验证了理论分析的正确性及变排量控制方法对于减小系统换向液压冲击的有效性。

关键词：湿喷机泵送液压系统液压冲击 AMESim 仿真分析变排量控制

循环工况条件下乘用车汽油机机械式机油泵的节能潜力研究

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循环工况条件下乘用车汽油机机械式机油泵的节能潜力研究

作者：步晨嘉杭州电子科技大学

学位级别：硕士

全球经济发展态势正逐步由高能耗发展转向低能耗发展,鼎力发展汽车节能技术已经成为世界各国发展的重点方向之一。在此之际,我国颁布了《节能与新能源汽车技术路线图2.0》,以此确定了我国汽车工业未来15年的发展方向。并且其中也明确表... 详细信息

全球经济发展态势正逐步由高能耗发展转向低能耗发展,鼎力发展汽车节能技术已经成为世界各国发展的重点方向之一。在此之际,我国颁布了《节能与新能源汽车技术路线图2.0》,以此确定了我国汽车工业未来15年的发展方向。并且其中也明确表示整车低摩擦技术是实现节能汽车发展战略的重点研究方向之一,而对发动机润滑系统进行优化降低其驱动功率是低摩擦技术的重要组成部分之一,比如采用可变排量机油泵、低粘度润滑油、可变循环润滑油量技术、发动机热管理技术等。机油泵为发动机提供润滑油,实现润滑、冷却、液压驱动、压力控制等功能,对发动机动力性能、燃料消耗、可靠性等方面有重要影响。然而,目前的研究大多以稳态工况(转速、油压)下的机油泵性能实验和发动机油耗实验为依据,而对循环工况或者瞬态加速工况条件下机油泵与发动机润滑系统匹配研究较少。发动机性能实验结果影响因素过多,很难准确地反映机油泵设计改进对发动机机械损失功率的影响。稳定工况试验也难以反映机油泵在整车实际工作状况条件下的能量消耗。因此,基于以上问题,本文以乘用车汽油机内转子式机油泵为研究对象,深入研究在循环工况下机油泵与发动机润滑系统的匹配工作状态。本文的研究内容具体如下几个方面:(1)详细介绍了乘用车汽油机润滑系统的主要组成部件,比如主轴承、润滑管路、机油滤清器、机油集滤器等,并且建立了它们的数学模型。(2)搭建了机油泵综合性能试验系统,该系统可以精确测量机油泵的转速、扭矩、供油流量、压力、润滑油密度等参数。紧接着选取了NEDC循环工况(New European Driving Cycle)和WLTC循环工况(World Light-duty Vehicle Test Cycle)作为试验工况。其次由NEDC循环工况衍生设计出了斜坡加速试验工况和加减速试验工况。同时,计算得出发动机润滑压力与流量要求,并且还提出了一种机油泵与发动机润滑系统的匹配工作状态的计算方法。最后,以这些试验工况作为为机油泵的运行工况,对相应机油泵进行了台架试验。(3)研究了乘用车发动机机油泵与润滑系统在循环工况试验条件的匹配设计问题,根据发动机润滑压力与流量设计要求,提出了基于循环工况条件下的发动机加速过程润滑压力与流量安全余量要求,同时以安全余量为基准评价机油泵节能区域与潜力。研究结果表明,与NEDC循环工况条件下的测试结果相比,WLTC循环工况条件下的发动机加速更加频繁,对润滑安全余量要求更高;在额定扭矩至额定功率转速范围内,发动机润滑需求增加速度低于机油泵供油量增加速度,是最有节能潜力区域;循环工况条件和润滑油温度条件对机油泵驱动功率具有重要影响;在WLTC高速循环工况、润滑油温度100℃条件下,机油泵具有5.8%节能潜力。(4)重点分析了发动机润滑系统在瞬态加速试验工况条件下的响应特性问题,并且评价了变排量润滑油泵控制策略对发动机润滑系统动态匹配状态和驱动能量消耗的影响。研究结果表明,研究结果表明,在瞬态加速条件下,润滑流量响应迟滞时间明显慢于润滑压力的响应迟滞时间,润滑流量的迟滞特性更严重;随着发动机角加速度增大和润滑油温度地逐渐提高,润滑流量和压力响应迟滞时间呈线性降低趋势;在润滑油温度100℃、发动机角加速度40rad/s的瞬态加速条件下,机油泵泄压功率损失巨大,甚至大于输出液压功率;与传统定排量控制策略相比,一阶与二阶变排量压力控制策略分别能降低机械驱动功30.8%和40.0%;变排量压力控制点可进一步选取VVT工作压力和活塞喷射压力要求,以满足发动机润滑压力非线性匹配要求。

关键词：机油泵循环工况瞬态加速响应特性变排量控制节能

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电液比例变排量轴向柱塞泵控制特性研究

电液比例变排量轴向柱塞泵控制特性研究

作者：秦彦凯太原理工大学

学位级别：硕士

随着现代工业的迅猛发展,对液压系统的要求越来越高。系统向高压大功率的方向发展,同时对系统的动态性能以及噪声问题的要求也越来越高。液压泵作为液压系统的能源装置,对其性能的要求也逐渐提高。而电液比例轴向变量柱塞泵由于具有结... 详细信息

随着现代工业的迅猛发展,对液压系统的要求越来越高。系统向高压大功率的方向发展,同时对系统的动态性能以及噪声问题的要求也越来越高。液压泵作为液压系统的能源装置,对其性能的要求也逐渐提高。而电液比例轴向变量柱塞泵由于具有结构紧凑、节能,简化系统设计以及便于自动控制等优点,已成为高压、高效、大功率液压系统的关键元件。本文针对双向电液比例变排量轴向柱塞泵的控制特性进行研究,提出了基于变量活塞位置反馈的闭环排量控制方案,以达到泵在各种不同工况下的排量控制目的。在新的排量控制方案基础上,通过泵的ADAMS的动力学仿真分析得出斜盘的变量阻力矩,并利用SimulationX液压仿真平台,对整个电液比例变排量轴向柱塞泵的排量控制特性进行仿真研究,通过改变变量缸控制压力和变量活塞直径来分析其对控制特性的影响,合理的设计了泵的变量机构,为电液比例变排量轴向柱塞泵的设计和改进提供了理论依据。本文的主要研究工作如下： 1.介绍变量柱塞泵的基本概念和发展概况,简要说明变量泵的各种控制方式,并对本文研究的双向电液比例变排量泵的工作原理及控制特性作了详细介绍,得出了排量控制主要与哪些因素有关。在控制过程中最大的干扰因素为斜盘的变量阻力矩,通过分析斜盘力矩得出影响柱塞泵控制特性的决定性因素即变量缸控制压力和变量活塞直径。 2.对斜盘的变量阻力矩进行理论计算,为后续的仿真分析奠定理论基础。 3.采用虚拟样机技术对轴向柱塞泵进行动力学仿真,在Pro-E中建立变量柱塞泵的三维模型,后将模型导入ADAMS经处理得到变量柱塞泵的动力学模型。仿真分析在不同配流盘形式和不同工况下泵斜盘的变量阻力矩。 4.根据双向电液比例变排量泵的变量工作原理,利用仿真软件SimulationX建立了双向电液比例排量控制泵的一维液压系统模型和三维动力学模型。通过对电液比例变排量轴向柱塞泵在不同工况下的排量控制特性进行仿真,分析其排量控制特性。仿真分析影响控制特性的主要决定参数变量缸控制压力和变量活塞直径,提出了两者合理的匹配方法和取值范围,得出变量机构合理的优化设计方案以达到理想的控制特性。 5.总结论文研究成果,展望未来研究方向。

关键词：电液比例轴向柱塞泵双向变量机构斜盘力矩变排量控制

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数字控制式轴向柱塞液压马达及其特性研究

数字控制式轴向柱塞液压马达及其特性研究

作者：张永智上海交通大学

学位级别：硕士

随着电液数字控制技术的不断发展,其已经逐渐成为了实现机电液一体化的重要发展方向,并且作为一种理想的高速、高精度控制液压系统的方法,它已经广泛应用在了包括航空航天、工程机械等在内的重要领域。而新型数字液压阀作为实现电液数... 详细信息

随着电液数字控制技术的不断发展,其已经逐渐成为了实现机电液一体化的重要发展方向,并且作为一种理想的高速、高精度控制液压系统的方法,它已经广泛应用在了包括航空航天、工程机械等在内的重要领域。而新型数字液压阀作为实现电液数字控制技术的关键元件,对其展开的研究与开发也就显得尤为重要。数字液压阀,其最简单的工作原理即是根据一系列由控制器发出的脉冲信号,对数字液压阀的特定可接收数字信号的驱动单元进行控制,从而带动阀芯进行运动,实现液压油在阀口处的通、断状态的切换以及通过控制阀口大小达到控制流量的功能,不需要相应的D/A转换接口就可以实现电液数字控制技术。本文以数字式液压阀为研究出发点,提出了一种新型双级数字式方向阀的结构,并将其应用在轴向柱塞液压马达上,控制轴向柱塞液压马达的入口流量,达到控制转速的效果。但常规的定量轴向柱塞液压马达无法应对转矩和转速均有较高变化要求的工况,因此本文基于一种斜轴式变量轴向柱塞液压马达,设计出一种新型的数字控制式轴向柱塞液压马达,除在其进口设置了双级数字式方向阀进行流量调节外,还在结构中新增一种单级数字式方向阀,取代变量机构原有的控制阀以实现排量的数字调节,进而完成轴向柱塞液压马达的复合调节。此外,数字控制式轴向柱塞液压马达在作业过程中可能受到多种非线性的干扰,本文因此对数字控制式轴向柱塞液压马达的双阀控制系统设计了相应的模糊自适应滑模控制算法,达到了较为理想的控制效果。最后,针对数字控制式轴向柱塞液压马达完成了控制系统的搭建,为所开发样机的性能实验提供了基础。本文的主要研究工作如下:(1)根据具体实施项目对液压元件以及液压马达的具体需求,完成了两个数字式方向阀的结构设计、数字控制式轴向柱塞液压马达的结构设计、液压系统及控制系统设计,并且对其中的重要部件进行了选型设计。(2)对所设计的数字式方向阀进行了建模,并利用AMESim软件对其进行了仿真,并对其性能做了详细分析,然后利用电液数字控制系统中常用的三大方程,即阀口流量方程、流量连续性方程和力平衡方程,推导出了数字阀控液压缸系统的状态空间表达式,并对其进行仿真验证。(3)同样利用了上述的三大常用方程,对数字式方向阀控制变量轴向柱塞液压马达入口流量的系统进行了相关的建模研究,建立起相应的数学模型,推导出了阀控液压马达系统的传递函数,并提出了复合控制变量轴向柱塞液压马达的方法。(4)针对控制系统的设计,主要考虑到对变量轴向柱塞液压马达排量和入口流量进行控制,采用了多种控制算法。由于液压系统一般都具有外界非线性扰动力,因此本文通过仿真对几种控制算法进行对比研究,重点分析了模糊自适应滑模控制算法的控制效果。(5)对数字控制式轴向柱塞液压马达控制系统部分进行了详细具体的设计,并完成了液压马达控制系统的搭建。然后针对所使用的斜轴式变量轴向柱塞液压马达以及数字方向阀的具体控制要求,完成了数字控制式轴向柱塞液压马达的控制软件开发,为今后数字控制式轴向柱塞液压马达的控制实验奠定了基础。综上,基于已有的轴向柱塞液压马达本体结构实现了数字控制式轴向柱塞液压马达的结构设计、两个数字式方向阀的结构设计、控制算法设计与仿真并完成了控制系统的搭建、控制软件的开发和实验平台的初步调试,为后续的数字控制式轴向柱塞液压马达样机的控制实验做好了准备。

关键词：数字控制数字式方向阀轴向柱塞液压马达变流量控制变排量控制模糊滑模控制