针对泵轮轴向振动条件下高速液力耦合器特性问题,基于RNG k-ε模型、流体体积法(volume of fluid,VOF)两相流模型、动网格技术、压力隐式算子分裂(pressure-implicit with splitting of operators,PISO)算法和变时间步长法对液力耦合器泵轮在轴向振动条件下的内流场进行数值模拟,通过试验完成对模型的准确性验证。分析液力耦合器流道内部两相流动规律以及受力特性,结果表明与径向振动相比,相同振幅条件下的轴向振动对循环圆内流量脉动和泵轮、涡轮转矩影响较大;额定转速越高,其泵轮、涡轮转矩脉动幅值、轴向力波动范围越大;振动频率越大,泵轮、涡轮转矩偏差越大;轴向振动幅值越大,泵轮涡轮转矩波动范围越大。从减小转矩波动范围和轴向力的角度控制轴向窜动值不应超过0.04 mm较为合适。

为了提高肥料的利用率,同时减少肥料浪费以及多余肥料对环境的不良影响,该文设计开发了一套以MC68HC908GP32单片机为中心的自动变量施肥控制系统。该系统通过RS-485总线接收上位机根据GPS、GIS数据对应的流量信息,由单片机实时控制液压执行机构,变量输出田间不同位置的施肥量。通过对施肥机实验室静止试验和田间动态试验验证,变量控制可靠,作业效果良好,施肥控制精度小于4%。

为免耕播种机开沟深度自控系统开发做铺垫,该文设计了一种开沟深度自动控制系统室内试验台,该试验台由检测单元、控制器、驱动板、液压系统、调节机构、开沟器等组成,实现了开沟深度跟踪控制。试验结果表明当开沟深度相对期望开沟深度过深或过浅50mm时,其稳态响应时间分别为0.48与0.6s,误差均小于10mm;当地表模拟板起伏坡度较小或较大(电机转速分别约为10或25r/min)时,动态响应误差分别在-30～30mm、-60～40mm范围内。所设计的开沟深度自控系统试验台可模拟动、静态响应试验,系统稳定,控制策略有待进一步研究以减少静态响应时间与动态响应误差。

为降低化肥过量施用对农产品安全的危害,研究了变量施肥技术,设计试制了一种基于CAN总线的变量施肥控制系统,重点研究了电液比例方向阀控马达的槽轮排肥机构驱动控制方法,设计试制了整体式阀控马达液压系统,并构建了系统的数学模型和仿真模型,对研制的分布式变量施肥控制系统进行仿真、标定与田间试验研究。试验结果表明目标施肥处方和实际施肥分布图具有较好的空间一致性,系统能够满足基于处方图的变量施肥作业需要。

为了更为有效地诊断电液伺服控制系统的故障,设计良好的状态观测器是至关重要的前提。针对阀控非对称缸电液伺服系统,提出一种线性鲁棒观测器的设计方法。在考虑建模误差、参数变化、外力干扰、过程噪声以及测量噪声等影响因素的前提下,将系统非线性模型进行线性化,并据此设计系统的线性鲁棒观测器。仿真结果表明：小负荷情况下,该文设计的线性观测器具有一定的鲁棒性。

针对目前车辆底盘运动部件采用人工加脂润滑存在的弊端,研究了自动集中润滑系统的工作原理及技术方案,提出了齿轮泵、溢流阀、配油器和油管接头等关键部件的技术参数和结构设计方法,并研制了样机.性能检测结果表明,该集中润滑装置能满足30～60个润滑点的底盘润滑需要;齿轮泵的输出压力及输油量,配油器的注脂量和管路的密封性能等技术参数和性能指标均达到设计标准.应用性能考核表明,该装置工作稳定、性能可靠,达到了满意的应用效果.

为了对外啮合齿轮泵齿轮副的动力学模型进行综合刚度的计算,从泵齿轮副的侧隙位置和啮合位置的交替变化,以及体积弹性模量的定义,建立了包括接触刚度与困油刚度在内的泵齿轮副综合刚度的计算模型,进行了一个困油周期内实例的仿真计算。研究结果表明泵齿轮副在综合刚度方面与常规齿轮副有所不同,困油刚度是影响综合刚度的最主要因素之一,得出了困油的存在能够减缓泵齿轮副振动的结论,为泵后续的动力学分析提供参考。

为解决当前泵用齿轮副侧隙大、小界定含糊的问题,基于侧隙传动与困油的性能要求,从双齿啮合区内的2困油容积连通和单齿啮合区卸荷的性能完善方面,通过困油循环及困油过程的分析,建立出2类区域内的困油流量及峰值,推导出卸荷用侧隙、连通用侧隙及其均值和峰值;并进行实例运算和验证分析。结果表明：卸荷区与连通区的困油流量峰值比为3,前者的卸荷负担最大;连通区的真正连通,所需侧隙高达2.41 mm,实际上并不存在;卸荷侧隙大于连通侧隙,以连通侧隙作为侧隙大与小的分界点,卸荷侧隙作为上限值的界定可行;计算与试验的侧隙误差为7.5%,比较吻合,且上限值有20%的安全裕度,比较可靠等。泵用侧隙的界定为大、小侧隙的正确区分提供了参考,也可为后续的相关研究提供参考。

为提高高速电磁阀动态响应速度,采用近似模型方法,以建立电磁阀多物理场零维近似耦合模型,实现其性能高效预测及优化。首先创建了柴油机电控单体泵高速电磁阀电磁力有限元计算模型,并通过与试验对比验证了模型的精度。结合面中心复合设计、嵌套中心复合设计、最优拉丁超立方设计与二次多项式响应面模型、Kriging模型、径向基函数模型,构建了18组电磁力近似模型。分析了不同样本点集大小、试验设计方法及近似方法对近似模型精度的影响。得出近似模型的精度随着样本点集的增大并非呈现单调递增的关系;而最优拉丁超立方试验设计与Kriging模型、径向基函数模型具有良好的适应性。构建高速电磁阀工作气隙、驱动电流、线圈匝数、副磁极半径、衔铁厚度、衔铁半径等关键参数的电磁力近似模型最佳方案是最优拉丁方试验设计与Kriging模型的...

为研究多功能清雪车单泵多马达液压系统在使用流量分配器和液压变压器条件下的功率分配特性,在理论分析并建立齿轮流量分配器分流排量方程和液压变压器压力控制方程的基础上,运用液压数值分析软件AMESIM对多功能清雪车液压系统的功率分配进行了数值分析,数值分析曲线直观地显示了各马达的流量、压力、转速和转矩特征。对比数值分析结果与实测参数值,二者最大相对误差绝对值小于15.5%,且得到了多功能清雪车单泵多马达液压系统功率分配的特征值;流量分配器和液压变压器能够实现单泵多马达液压系统功率分配和有效避免功率干涉;分配功率存在负向偏移性,最大负向偏差比为-12.5%。流量分配器和液压变压器可有效地解决液压系统的功率分配和负载功率干涉问题。