针对多路阀K形节流槽阀口流动阻力大、阀芯滞卡、振动噪声等问题。以某型装载机多路阀铲斗滑阀联为研究对象,基于流体动力学和湍流场协同理论,应用数值模拟方法对不同阀口开度和入口体积流量下的铲斗滑阀联流场进行稳态仿真,研究入口节流阀口面积、流场特性及压降场协同角分布规律。研究结果表明:K形节流槽内部流动阻力较大的区域主要分布在节流槽等效阀口面积、节流槽外壁、阀芯凹角及剧烈涡流等压力梯度变化较大或流线弯折角度较大处,随着阀口开度的增加,流动阻力逐渐减小,入口体积流量对阀内流动阻力没有显著影响。研究成果将为非全周开口滑阀的流动减阻优化设计提供思路。

针对工程机械用多路阀磨损故障频率高、故障类型不易诊断的问题,以自主研发的双阀芯电液多路阀为研究对象,对其压力特性进行数学建模,理论分析阀芯不同磨损程度下对其压力特性的影响规律;搭建电液多路阀仿真模型,模拟不同磨损条件下的压力特性曲线,由仿真数据训练支持向量机(Support Vector Machine,SVM)模型,对不同磨损程度进行分类。仿真与实验结果表明,压力特性曲线随着阀芯磨损程度的变化而变化,SVM预测模型具有较高正确率,能够有效和精准地识别阀芯的不同磨损程度。

风力机上的气动载荷与风力机周围流场有关,气动载荷和弹性力等交变载荷引起柔性风轮、塔架等部件振动变形,风力机部件振动变形影响风机周围流场,对风力机测风技术提出更高要求,而高分辨率风速测量对风力发电机组的控制和载荷计算具有重要意义。采用基于滑移网格的计算流体动力学仿真(CFD)和基于动网格的流固耦合仿真(FSI)研究大型风力机,探究风力机周围流场演化和柔性叶片变形特性,可以降低现场试验和风洞试验成本,为风速预测模型提供验证数据。结果表明,CFD和FSI仿真模拟风力机的来流效应和尾流效应和理论值接近,FSI仿真可模拟风力机风轮最大应力和最大应变的幅度和位置。

针对定量泵液压系统LUDV多路阀内压力补偿阀流量小的问题,采用单通道双溢流的方法,设计出一种新型大流量三通压力补偿阀;经理论计算,设计了该补偿阀的关键结构参数。通过AMESim仿真和实验研究证明了该阀在大流量工况下具有较好的压力卸荷特性及压力补偿特性,其流量可达到400L/min,卸荷压力降到3MPa以下,满足工程机械定量泵液压系统大流量的使用要求。

针对装载机传统定量液压系统节流溢流损耗严重、系统流量易受负载扰动和动臂铲斗不能复合动作等问题,提出了一种双阀芯电液负载敏感系统,并设计了不同工作模式下的控制策略,对电液负载敏感系统的特性进行了研究。首先,对比阐述了装载机传统定量系统和双阀芯电液负载敏感系统的构型及原理;然后,从理论上分析了双阀芯电液负载敏感系统的工作和能耗特性,并分别制定了动臂铲斗在阻抗伸出和超越缩回工况下单独动作和复合动作的控制策略;最后,利用AMESim和LMS Virtual.Lab Motion软件搭建了机电液联合仿真模型,并对双阀芯电液负载敏感系统在装载机上的运行特性与节能特性进行了仿真研究。研究结果表明:双阀芯电液负载敏感系统可根据不同负载工况实现工作模式的切换,执行机构的流量仅与电液比例阀开度有关,而不受负载变化的影响,操控性能大大...

本文针对电液比例减压阀输出存在滞环的问题,对其工作原理进行了研究,建立了电液比例减压阀数学模型;采用LuGre摩擦模型描述摩擦力特性,得出了电液比例减压阀滞环与电流速率之间的关系;提出了一种分区间定值补偿方案,对电流速率进行了区间划分,拟合滞环逆曲线得到补偿值。仿真与实验结果表明,分区间定值补偿的方法对电液比例减压阀的滞环补偿效果达50%以上,有效改善了电液比例减压阀的输出特性。

为了提高比例多路阀输出流量的稳定性，以负载敏感比例多路阀为研究对象，利用Stribeck模型分析了摩擦颤振补偿机理，采用功率键合图理论搭建了先导阀-主阀数学模型，利用该模型并结合对该模型的仿真获得了颤振信号作用下该阀的稳态特性，最后通过试验研究和功率谱分析验证了颤振信号对比例多路阀流量波动的影响规律。研究结果表明比例多路阀的流量波动程度随颤振信号频率的增大而减小且减小幅度不断降低，随颤振信号振幅的增大而增大且两者近似呈线性关系;波动频率和颤振信号频率保持一致。可适度提高颤振信号的频率或降低其幅值，以提高比例多路阀输出流量稳定性，实现执行机构平稳运行。研究结果为比例多路阀的研究和性能优化提供了参考依据。

以液压型风力发电机组为研究对象，分析机组在低电压工况下的运行特性。结合低电压穿越要求，完善并分析液压型风力发电机组工作原理。建立电压跌落时风力机、定量泵一变量马达液压调速系统以及发电机的暂态数学模型。以数学模型为基础搭建MATLAB／Simulink仿真平台，并在不同跌落深度下分别对三相电压等幅跌落、两相对地短路故障和单相对地短路故障进行低电压运行特性仿真分析。研究结果揭示了不同故障下机组低电压运行的特性规律，其中电流过载与电磁转矩产生脉振是机组低电压运行的重要表征现象。研究工作将为该机型低电压穿越控制提供一定的理论基础和技术手段。

针对国产多路阀微动特性差的特点，为实现多路阀主阀芯在微小动作时的控制精度，提出了改变二通压力补偿阀阀口结构，从而改善多路阀微动特性的方法。通过建立负载敏感多路阀系统数学模型，并采用MATLAB编制动态仿真程序，对二通压力补偿阀两种不同阀口结构对整阀微动特性的影响进行仿真，分析并得出改善后的二节圆弧形节流槽型式能提高小流量工况下系统稳态输出流量的线性度、分辨率和控制精度，同时减小动态响应过程中主阀口的压差波动和响应时间。

针对变转速泵控马达调速系统稳速控制问题建立了定量泵-变量马达调速系统数学模型。以数学模型为基础考虑了系统变转速动力输入时变性和随机性对系统稳速输出的干扰提出了前馈补偿控制方法并对其数学模型进行了推导分析得到了系统前馈补偿控制传递函数框图。该方法以系统流量为中间控制变量通过定量泵扰动转速引起的系统流量变化实时补偿变量马达摆角以实现系统稳速输出。以燕山大学泵控马达实验平台为基础采用变频电机驱动定量泵实现了系统变转速输入并以实验平台为基础搭建了Matlab/Simulink仿真平台最后对所提出的前馈补偿控制方法进行了仿真与实验研究。仿真和实验结果表明所提出的控制方法具有良好的控制效果为变转速泵控马达系统的工程应用奠定了基础。