永磁式涡流缓速器制动性能影响因素敏感性分析

在分析永磁式涡流缓速器制动力矩与结构参数关系的基础上,将均匀设计和回归分析方法引入到永磁式涡流缓速器制动性能影响因素敏感性分析中。以某型号的永磁式涡流缓速器为例,建立了制动力矩随转子鼓内半径、永磁体周向长度、气隙宽度、转子鼓轴向宽度和永磁体高度5个结构参数变化的回归模型,重点讨论了结构参数间交互作用以及各结构参数对制动力矩的影响程度,基于均匀试验设计和制动性能敏感性分析的结果,采用全排列法对结构参数进行了优化。     

基于Rogowski永磁式涡流缓速器电磁场与制动力矩研究

永磁式涡流缓速器电磁场分析是其设计的核心.为了研究永磁式涡流缓速器电磁场分布,将缓速器的永磁体等效为磁化电流,从麦克斯韦方程组出发,应用Rogowski方法,研究了气隙磁场分布,计算了转子鼓中的涡流密度,推导出了永磁式涡流缓速器的制动力矩计算公式.采用Rogowski方法不仅清楚地揭示出永磁式涡流缓速器的电磁场物理本质,而且制动力矩理论计算值与缓速器台架试验结果的误差小于10%,在可接受范围内.     

车用缓速器结构参数对制动力矩的影响分析

分析了车用电涡流缓速器性能特性与结构参数的关系,建立了电涡流缓速器制动力矩随铁心直径、转子盘中心和磁极中心的距离、转子盘的厚度、气隙和转子盘材料变化的数学模型。并以某型号电涡流缓速器为例,应用五因素二次正交旋转回归设计,分析研究电涡流缓速器结构参数对制动力矩的影响程度,依次为转子盘的材料、转子盘厚度、气隙、铁心的直径、盘的中心到磁极中心的距离。     

电涡流缓速器若干技术问题探讨

作为辅助制动装置的电涡流缓速器,由于具有持续制动和下坡恒速特性,在重型货车和高档客车中得到广泛应用。本文针对电涡流缓速器设计过程中值得注意的若干技术问题,如制动力矩、工作电压和电流、磁路结构、铁心和转子盘材料、转子盘的散热特性、缓速器与整车技术参数的匹配、转子盘温升对制动性能的影响等技术问题进行了探讨,并分析电涡流缓速器的优缺点。     

液涡缓速器循环圆直径对制动效能的影响研究

为研究液涡流缓速器循环正圆直径参数对制动效能的影响,以自主设计液涡流缓速器样机定转子叶轮为研究参照,采用制动扭矩与扭矩容积比双重评价指标,使用经过试验验证的全流道式CFD数值计算方法,计算分析得出9组不同循环正圆直径尺寸与双重评价指标的关联数据,并给出部分循环正圆直径参数点上的转速与双重评价指标值关系曲线,得出循环正圆直径参数与液涡流缓速器制动效能的影响关系,为液涡流缓速器定转子叶轮优化设计提供理论参考。     

能动型电磁液冷缓速器设计与试验

针对电涡流缓速器耗电量大和制动力矩热衰退严重的问题,基于涡流制动与电机再生制动原理,提出一种将液冷式电涡流缓速器与单相外转子磁阻电机结构相结合的新型能动型缓速器。建立了能动型缓速器的电磁场数学模型,数值模拟预测了其制动性能,优化了电机的开通、关断角,计算了下坡持续制动时电机能量回收时的功率,最后对该缓速器的空损力矩、制动力矩热衰退、发电性能和电动性能进行了台架试验,试验结果表明,在1 000 r/min时涡流制动力矩达到1 260 N·m,持续制动12 min,制动力矩仅下降15%,可满足重型货车的辅助制动需求;电机再生制动力矩随着转速的增大呈先增大后减小的趋势,在1 000 r/min时制动力矩达到最大;当车辆以35 km/h的速度下坡制动时,能量回收功率可达到94 kW。     

电涡流缓速器转子盘换热系数的试验求解

根据牛顿冷却定律和能量守恒定律,提出电涡流缓速器转子盘的热平衡方程。设定电涡流缓速器转子盘吸热和散热的平衡条件,推导出转子盘换热系数与电涡流缓速器制动力矩、转速和转子盘稳定温度的关系。拟订试验条件,测试了不同电涡流缓速器制动力情况下转子盘稳定温度的数据,并根据这些数据和汽车参数,拟合出了转子盘换热系数和车速的关系。结果表明,转子盘换热系数与车速的拟合关系简单明确,适合在工程实践中应用。     

基于神经网络的电涡流缓速器制动力矩特性研究

针对电涡流缓速器在高速时计算力矩同电涡流缓速器的实际输出力矩存在较大偏差的缺点,提出了一种基于神经网络的电涡流缓速器制动力矩模型,研究了现有的电涡流缓速器控制系统,提出了基于神经网络的电涡流缓速器的PWM控制系统,通过实验说明了基于神经网络模型对实际制动力矩曲线的逼近效果非常有效.     

液冷自励式电磁缓速器研究

针对液力缓速器结构复杂、价格高,传统电涡流缓速器制动力矩热衰退严重等问题,提出一种液冷自励式电磁缓速器结构,建立其制动系统以及发电系统分析模型,分析了系统的磁路结构,利用有限元法分别对电磁场模型、制动特性以及温度场进行分析。设计了2 000 N·m样机并进行台架试验,对缓速器制动特性以及发电机特性进行测试,测试结果与有限元分析计算结果的误差在6%以内,在制动功率为180 k W时水道温度为85℃,持续制动时制动力矩热衰退仅为10.4%。在1 500 r/min时制动力矩达到最大值2 000 N·m,而汽车电源只需提供给发电机的励磁功率为720 W。     

车用缓速器制动性能虚拟仿真

建立了采用电涡流缓速器制动时的整车动力学方程,并在高速、中速和低速行驶3个区间来衡量缓速器的制动效能。在ADAMS VIEW下建立了整车仿真模型,对电涡流缓速器在平路上的减速制动性能进行了研究。仿真曲线和试验得到的曲线吻合较好,验证了该虚拟样机的合理性和精确性。     

农用运输车用液力缓速器的设计与仿真分析

为解决农用运输车长时间制动造成的热衰退问题,参考THB40液力缓速器,基于相似理论设计了一款液力缓速器。计算确定了其设计制动力矩值和定转子叶轮参数,运用Pro/E构建了其三维结构,并在CFX14.5平台上以SST-kω湍流模型进行仿真计算。结果表明:制动力矩符合设计要求,流场的特征与THB40流场特征高度一致,为设计适合农用车用液力缓速器提供了借鉴。     

商用车液力缓速器匹配及试验研究

介绍了液力缓速器的结构和工作原理,以某款商用车匹配采埃孚液力缓速器为例,详细阐述了商用车匹配缓速器时的空间布置、控制策略、冷却回路等设计内容.通过实车转鼓试验研究缓速器的制动性能.结果表明:整车匹配液力缓速器时,适当增大整车散热功率,能保证液力缓速器稳定的持续制动性能.     

基于逆向工程和流场分析的液力缓速器叶轮设计

在车用液力缓速器的研制中,采用逆向工程技术对液力缓速器的关键零部件叶轮进行设计分析。使用三维激光扫描设备和逆向工程软件,通过数据采集、数据处理、模型重建等过程,获得液力缓速器叶轮的三维模型,进而通过流体分析软件Fluent对液力缓速器内部流场进行数值模拟,分析了叶片数目对制动力矩的影响。分析结果表明所做的逆向工程和数值模拟是准确的,为快速掌握液力缓速器的设计和优化提供很好的途径。     

车用液力减速器叶片数三维集成优化

为了对车用液力减速器叶片数目进行参数优化,建立了液力减速器叶栅参数三维集成优化仿真平台。以叶片数为设计变量,三维CFD计算作为求解器进行DOE试验设计,并根据试验样本结果构建RSM模型进行优化,得到液力减速器动、定轮最优叶片数。就叶片数对液力减速器内流场特性、制动外特性的影响进行了分析,并结合试验数据对优化前、后缓速制动性能进行了对比。结果表明,优化仿真平台精度较高,结果可信。优化后的液力减速器缓速制动性能显著提高。     

基于山地果园运输车的液力缓速器设计与仿真

我国南方果园种植区多为丘陵山地,如柑橘果园种植地70%为丘陵。在坡陡弯多的道路地形中,持续下长坡的路况对运输车的制动效能提出了更高的要求,连续制动导致主制动器热衰退严重,威胁着行车安全。因此,研究适用于农用运输车的辅助制动器,提高制动安全性十分必要。以华南农业大学自主研发的果园轻简化轮式运输车为研究对象,设计适用于运输车的辅助制动装置—液力缓速器。根据运输车的参数和要求,采用相似设计理论计算新样机参数;利用Solid Works软件对液力缓速器转子和定子进行三维建模;利用Mat Lab/Simulink软件对加装液力缓速器的运输车进行制动效能仿真和分析。仿真结果表明:在坡路上使用缓速器,制动时间减少12.7%,制动距离减少17.4%。     

永磁式缓速器热-磁耦合建模与试验

永磁式缓速器转子鼓温度场分析是散热片设计的核心。温度场和磁场存在弱耦合关系,涡流损耗作为温度场控制方程的内热源。随着温度升高,电阻率ρ升高,相对磁导率μr下降,引起涡流损耗变化。建立了永磁式缓速器多因素影响的热-磁耦合数学模型。阐述了各种耦合算法的计算量,局部和全局收敛性。运用ANSYS分析软件和APDL参数化设计语言编程,对转子鼓热-磁耦合场进行计算,得到了转子鼓午面和轴向的温度分布。试验值和有限元结果验证了数学模型的正确性。     

农用运输车用液力缓速器量纲分析与试验研究

为研究农用运输车用液力缓速器的制动机理,基于仔定理对影响液力缓速器制动性能的相关参数进行了量纲分析,得到了液力缓速器制动力矩与雷诺准则数、贝克莱准则数和欧拉准则数的关系式。以农用运输车液力缓速器样机THN15为例,综合运用台架试验和CFD计算,研究了不同充液率下雷诺准则数、贝克莱准则数和欧拉准则数对制动力矩的影响规律。结果显示：制动力矩都是随着欧拉准则数的增大而减小,随着雷诺准则数和贝克莱准则数的增大而增大;38%充液率时,雷诺准则数和贝克莱准则数随转速增大而减小,欧拉准则数则随转速增大而增大;95%充液率时,雷诺准则数和贝克莱准则数随转速增大而增大,欧拉准则数则随转速增大而减小。研究结果对完善农用运输车液力缓速器的设计及产品开发有较好的参考价值。     

车用永磁式缓速器设计中漏磁影响因素分析

以优化设计和减少漏磁为目标,运用磁路分析法建立永磁式缓速器的漏磁场模型,得到设计参数的解析式。由于参数之间的复杂函数关系,采用区间数学算法来优化永磁式缓速器的设计参数,将影响漏磁系数的非线性方程组化简为线性方程组。选取满足设计要求的目标参数——转子鼓磁感应强度Bm、气隙磁感应强度Bg,ave、漏磁系数K的最佳取值区间。使用区间迭代法,求出自变量参数的取值区间和权数pi。运用Matlab语言编程直接搜索合理的设计参数,减少了计算量和循环次数。三维有限元漏磁分析和试验均证明了设计参数选取的合理性。结果表明：永磁体高度HPM、气隙ge对漏磁系数K影响较大;区间数学Tschernikow算法在永磁式缓速器设计中是有效的。