针对影响高压螺纹插装式溢流阀不同性能间的结构参数存在耦合、难以进行综合性能优化的问题,提出一种多目标粒子群算法对其综合性能进行结构优化。基于高压螺纹插装式溢流阀的结构特征建立启闭特性、调压偏差和稳定性数学模型,基于一阶灵敏度分析结构参数对其动态响应的影响规律,根据结构与性能间映射关系,以开启率、调压偏差、稳定性、动态响应性性能提升为优化目标,以耦合结构参数为变量,建立综合性能优化模型,通过粒子群算法以Pareto集的形式得到耦合结构参数最优解。实验结果表明优化后的高压螺纹插装式溢流阀压力振摆降低22.7%、开启率提高1.5%、压力流量梯度降低14.58%、阀前压力超调量降低14.1%、响应时间缩短9.52%。

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。

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。

针对正流量液压挖掘机在微动工况下进行平地作业时的压力抖动问题,对正流量系统正流量泵、主多路阀和优先逻辑阀等元件在平地工况下的控制特性进行研究,建立主阀与优先逻辑阀的数学模型,分析平地工况下压力抖动的根源,并根据某型号液压挖掘机搭建高精度机电液联合仿真平台,对压力抖动进行溯源。研究结果表明,优先逻辑阀在平地作业时的异常启闭是引起压力抖动的主要原因。改进优先控制程序后,通过仿真平台和验证,压力抖动问题可基本解决。

针对挖掘机动作协调性难以客观评价的问题,以影响挖掘机动作协调性的多指标为研究对象,建立了多指标综合评价体系。提出了一种多指标综合评价方法,通过层次分析法对难以量化的挖掘机协调性指标进行权重分配,采用隶属函数来量化定性指标,引入逻辑系数K克服加权求和的线性补偿对评价结果的影响,此方法利用较少的定量信息使决策思维过程数学化,解决了挖掘机动作协调性评价多目标、多准则、无结构特性以及难以完全定量的复杂决策问题。最后

为了研究工程机械用高压螺纹插装式溢流阀稳定性及动态响应性,针对高压螺纹插装式溢流阀结构特点,通过Routh判据给出了先导阀在任意工作点能够保持稳定的条件,分析出导阀稳定性影响因素。利用MATLAB/Simulink建立溢流阀状态空间方程仿真模型,以获得高响应、小超调为目标,对影响高压螺纹插装阀动态响应的多因素组合进行分析。针对多因素制定了12因素3水平正交试验表,并对12种结构分别利用状态空间方程进行计算仿真,得到影响溢流阀动态响应因素的主

针对全电控正流量挖掘机复合动作时,执行机构增减而产生速度突变的协调性问题,对某公司37 t挖掘机进行研究,分析了单动作与复合动作各执行机构速度与主泵流量分配之间的关系,提出了调整正流量挖掘机前后泵输出初始排量并留一部分排量余量,使前后泵排量余量跟随各先导电手柄电流信号的变化调整输出的控制策略,建立了AMESim-Motion机械液压联合仿真模型。仿真与实验结果表明,复合动作增减动作时速度突变量减小10%以上,其动作协调性有显著提升。

高压螺纹插装阀在工程机械中应用广泛,其启闭特性直接影响系统压力波动、泵头能量损失、噪声大小等。为了探究结构参数对高压螺纹插装阀启闭特性的影响,基于其结构特征,推导启闭特性数学模型。由于结构参数改变的同时会对动态响应性、稳定性、内泄漏产生交叉影响,以提高启闭特性为目标,以动态响应性、稳定性、内泄漏为约束条件,在不改变其三方面性能的前提下,通过理论建模、仿真分析、试验验证,提高螺纹插装阀的启闭特性。研究结果可为螺

针对全电控正流量液压挖掘机执行机构启动阶段压力冲击较大的问题,对正流量液压系统中位卸荷阀阀口开度、主阀阀口开度、正流量泵输出排量之间的匹配特性进行研究。建立了卸荷阀阀口开度、外负载力、泵口输出流量之间的数学模型,提出了启动阶段卸荷阀阀口开度、正流量泵输出排量、主阀阀口开度之间的匹配原则,并在高精度机电液联合仿真平台上进行验证。结果表明:挖掘机执行机构在启动阶段的压力冲击减小30%以上,执行机构启动平稳性显著提

针对先导式电液比例阀的主阀芯在左右位运动过程中,动静态特性存在较大差异的问题,对电液比例阀的先导阀芯因加工、装配公差导致先导阀芯左右位死区具有非对称的特性进行了研究。建立了包含先导非对称死区的比例阀整体数学模型,分析了数学模型中先导阀非对称死区对主阀芯动静态特性的影响,提出了基于先导阀非对称死区的非对称控制策略及变增益死区补偿算法,即对先导阀正反两个方向设置不同的死区参数和控制器参数,在比例阀试验台上对此控制策略进行了评价。研究结果表明:主阀芯超调下降了80%、稳态误差下降了60%、响应时间下降了50%等,主阀芯动静态特性显著提升。