沟槽形态对冷却油流场影响的仿真分析

为改善离合器摩擦片的热状态,开展了摩擦片冷却油沟槽形态对油流状态影响研究。以径向槽、Y型槽和太阳射线槽3种摩擦片沟槽为研究对象,借助于Fluent软件,应用有限元法进行了冷却油流场仿真分析。仿真结果表明:摩擦片沟槽形状对冷却油液出口速度影响明显,径向槽出口流速最大,Y型槽次之,太阳射线槽最小;3种摩擦片沟槽的冷却油液在入口处均出现了不同程度的涡流现象,相比之下,径向槽涡流现象较为轻缓,中心区域流动发展更加充分。     

液黏调速离合器离心式油腔设计及其特性

液黏调速离合器是一种依靠多油膜剪切力传递扭矩的装置,尤其适合于大型风机、水泵等工程机械调速节能.由于其各摩擦副润滑油入口处油压、流量大小无法保证均匀一致,在实际工程应用中往往出现摩擦副过热、变形、偏磨等问题.为了解决此类问题,提出了一种新型离心油腔式液黏调速离合器.理论分析表明:充分利用油腔离心力的甩油作用可使得润滑油均匀地甩入各摩擦副.另外,基于流体动力学理论,建立了2种不同结构的三维流场模型,应用Fluent对流场进行数值模拟计算,研究了油腔结构和普通油道结构对喷油孔处压力和流速的分布规律.仿真结果表明:离心式油腔的设计可显著提高液黏调速离合器各摩擦副润滑油入口处油压及流量的均匀性,从而提升液黏调速离合器的工作性能,延长其工作寿命.     

拖拉机湿式离合器承载力分析

为了传动平稳及减少热量,很多大型拖拉机都采用湿式离合器。本文采用理论方法及有限元方法,对湿式离合器摩擦片中的油液流动进行了分析,得出了油液密度、油液体粘度、离合片缝隙高度以及缝隙进出口油液压力对离合器缝隙中油液压力分布的影响,为湿式离合器设计提供了依据。     

湿式双离合器带排转矩研究

针对湿式双离合器自动变速器普遍采用的湿式双离合器,从理论上对湿式双离合自动变速器在分离状态下带排转矩的产生及计算进行了分析,论述了润滑油温度、离合器转速、润滑油流量及摩擦副间隙等对湿式双离合器带排转矩的影响。通过台架试验验证其影响规律:带排转矩随着润滑油温度升高而变大,随着离合器转速变化而变化,随着润滑油流量增加而变大,随着摩擦副间隙变大而变小。     

大型拖拉机无级变速箱湿式离合器的失效形式与机理分析

针对大型拖拉机无级变速箱湿式离合器在作业中,经常出现失效,导致拖拉机不能正常作业的问题,分析了无级变速箱湿式离合器的结构原理,阐明了湿式离合器失效的主要表现形式。从湿式离合器的机械系统、冷却润滑系统、油压控制系统、电控系统等方面详细分析湿式离合器失效机理,为拖拉机无级变速箱湿式离合器的优化设计提供参考。     

湿式双离合器起步过程热负荷仿真研究

为了解湿式双离合器摩擦副工作表面热状况,通过建立双离合器起步过程动力学模型,利用MATLAB/Simulink软件对接合时摩擦副滑摩功进行了仿真计算。分析了不同接合条件对滑摩热量的影响,研究了接合时主从动件转速差、接合油压、滑摩时间以及钢片厚度对钢片整体温度的影响。仿真结果表明,接合时滑摩时间对钢片整体温度影响最大,转速差影响次之,油液压力影响相对较小。增加钢片厚度可以增大其热容量,降低最高温度。     

湿式离合器换挡过程动态特性

建立了描述湿式离合器结合过程的多状态动力学模型,通过台架试验验证了模型的正确性.在离合器油缸充油过程中,缸内油压取决于油缸的结构参数;活塞达到其最大行程时,产生摩擦扭矩,形成换挡冲击,缓冲起始压力越高,冲击越大;滑摩时间、最大实际摩擦扭矩等取决于缓冲起始压力和终止压力,以及压力变化过程.随着缓冲起始压力的减小,离合器的滑摩时间、最大滑摩扭矩、最大动载系数、滑摩功都在增大,但换挡冲击减小.     

多片湿式离合器结构的换挡响应研究

针对一种多片湿式离合器结构,基于摩擦理论对O型密封圈与缸壁之间的摩擦特性进行了定性分析和定量计算,再利用AMESim软件针对液压油压力、复位弹簧弹力以及O型圈的摩擦阻力三个主要因素对湿式离合器换挡响应时间的影响进行了建模仿真。仿真结果表明:液压油压力产生的荷载主要影响湿式离合器的接合时间,且压力达到一定程度时,其影响不再明显;复位弹簧的弹力主要影响离合器的分离时间;摩擦阻力主要影响离合器能否正常接合与分离。所得到的规律对研究多片湿式离合器的换挡响应特性有一定的参考价值。     

湿式离合器油缸内流场离心油压的计算方法与验证

以湿式离合器油缸内流场为研究对象,分析缸内离心油压及其变化规律,提出了油液滞后系数修正离心油压计算方法并开展试验验证。首先基于离心油压的数学模型和Fluent分析了湿式离合器油缸不同位置的离心油压,发现离心油压的理论计算方法未考虑油液转速滞后的影响;然后定义了油液转速滞后系数来修正离心油压数学模型,系统分析影响油液滞后系数的各种因素,建立了在特定油液粘度下滞后系数与油缸转速及油缸结构参数之间的函数关系;最后基于湿式离合器油缸综合性能试验台架开展了离心油压的试验分析。结果表明：2种油液粘度下,修正后的离心油压理论计算值与试验值接近且存在一致规律,从而证实了湿式离合器油缸离心油压修正计算方法的有效性。     

有阻尼孔湿式离合器摩擦片和阻尼孔参数优化设计

基于有阻尼孔湿式离合器的设计公式,选取湿式离合器接合时产生的滑摩功、摩擦转矩和接合时间为目标函数,将储备系数,摩擦片内外径比以及摩擦片最大圆周速度等处理为约束条件,对摩擦片参数和阻尼孔参数进行优化设计,使用二次序列法对目标函数进行求解,并且通过一组算例进行说明。结果表明,优化的湿式离合器接合时间和滑摩功得到了明显的降低,同时提高了湿式离合器的传递转矩。进而对湿式离合器接合时间进行了试验验证,试验结果与优化结果基本一致。本文研究内容为湿式离合器在实际生产中的应用提供了理论参考。     

基于CFD织构表面柱塞适用工况的数值模拟

采用数值计算的方法对抽油泵泵筒与织构表面柱塞间流场进行研究,分析不同间隙值和进出口压差对抽油泵漏失比、承载力比以及摩擦系数比的影响.结果表明:柱塞表面织构对环隙内部压力场、速度场有影响;在相同工况下,随着间隙值的增大,环隙内流量增大,油液平均速度增大,造成织构对速度场和压力场分布影响变大,致使其漏失比和摩擦系数比减小、承载力比增大;在相同工况下,随着进出口压差值的增大,间隙内部压力梯度增大,油液平均速度增大,由于织构对流场的影响,使得抽油泵漏失比和摩擦系数比减小、承载力比增大.因此,实际油田中合理应用表面织构化的柱塞,选取较大泵隙、较大进出口压差工况可充分发挥织构对油液的作用,可有效减小抽油泵的漏失量、减少柱塞的磨损,实现提升泵效、延长柱塞的使用寿命的目标.     

湿式双离合器温度场影响因素仿真分析

为了解湿式双离合器摩擦副工作表面发热状况,建立了摩擦副三维有限元模型,借助于AcuSolve软件对其进行瞬态温度场仿真分析研究。以弹射起步工况为研究对象,探究摩擦副主、从动端转速差、接合时间以及峰值油压等因素对钢片温度场的影响规律。仿真结果表明:沿对偶钢片径向表面,温度随着半径的增加而减小,最高温聚集在方型槽处;主、从动端转速差越大,对偶钢片径向表面温度梯度越大;增加接合时间会导致对偶钢片表面温度大幅升高;峰值油压越大,对偶钢片径向表面温度梯度越小,表面温度越高。     

基于湿式离合器油压分段控制策略的动力换挡品质优化研究

动力换挡技术因具备换挡过程中动力不中断的优点,近年来逐渐被广泛应用于重型拖拉机中。而电液控制系统作为动力换挡变速箱的核心部分之一,其控制过程对车辆性能及换挡品质有直接影响。提出合理的湿式离合器油压控制策略,对改善和优化动力换挡变速箱的换挡品质具有重要意义。选定滑摩功、换挡时间和冲击率作为换挡品质评价指标,通过理论推导建立了三者与动力换挡变速箱电液控制系统之间的联系,根据湿式离合器在换挡过程中输出特性的变化,将动力换挡过程划分为原挡位、扭矩相、惯性相和新挡位4个阶段,结合换挡品质评价指标提出了湿式离合器油压分段控制策略,并以前进1挡换前进2挡为例,在AMESim仿真平台建立相应的Statechart控制模型,针对控制模型中的关键参数运用遗传算法进行优化,将参数优化结果应用于控制系统中并运行仿真。与简单控制策略相比,应用本文所提出的控制策略后,可使换挡过程中产生的最大冲击率由22.14 m/s3降为9.78 m/s3,同时湿式离合器摩擦片单位面积上的滑摩功为0.163 J/mm2,远小于许用值。验证了该控制策略经优化后对改善换挡品质的有效性及合理性。     

旋壳转速对腔内液体流动特性的效应

为研究旋壳转速对腔内液体流动特性的影响,以试验旋喷泵为研究对象,在高度验证叶轮与旋壳同步旋转试验与模拟结果准确性的基础上,对叶轮转速相同、旋壳转速不同的5个模型采用RNG k-ε湍流模型进行数值计算,分析腔内液体流动特性的变化情况,研究泵的性能.结果表明:旋壳转速增大,液体圆周速度和旋转系数均增大,圆周速度曲线沿径向逐渐形成同心圆,腔内液体做非刚性旋转.腔内液体径向压力梯度增大,压力低于624 kPa时,旋壳转速越高,压力越小;压力高于624 kPa时,旋壳转速越高,压力越大.集流管迎流区涡分布在进口附近,尾迹区涡集中在扩散段结尾处,整体呈增大趋势.旋壳转速增大,泵的扬程升高,但效率降低,通过改变集流管进口直径发现集流管并非效率降低的主要原因,而是由圆盘摩擦损失的增大导致的,圆盘摩擦损失随旋壳转速增加呈3次幂函数式增大,文中最优进口直径为13 mm.     

振荡流态下孔板流量计的瞬时压力-流量特性分析

为了研究孔板流量计在动态非稳定流态或振荡流态下的瞬时压力-流量特性,理论分析了孔板前后的旋涡域大小随流速变化是引起孔板进出口瞬时流量差的主要原因.借助CFD数值解析方法,建立孔板模型,并在模型入口加载某一频率下的正弦流速,对孔板流量计在振荡流态下的瞬时压力-流量特性进行分析.结果表明:当孔板流量计处于低频振荡流动状态时,孔板两端差压也处于周期振荡状态,差压与节流孔瞬时流量同频不同相,差压幅值随入口流速振幅增大而线性增大,且线性增长系数与振荡频率相关;孔板的入口与出口存在周期波动的瞬时流量差,振荡频率越大或入口流速峰值越小,瞬时流量差的波动越小.由于相位滞后和瞬时流量差的存在,使孔板流量计的测量流量与实际出口流量之间存在偏差.振荡频率越大,偏差也越大.     

湿式双离合器自动变速器起步控制

针对装有湿式双离合器自动变速器的起步控制问题,根据起步控制评价指标,制订起步控制策略,提出了基于模糊PID控制离合器压力的控制方法,实现了离合器压力的精确控制,给出起步控制流程.通过3种不同油门开度的起步试验和短时间连续起步停车试验,验证该控制策略.试验结果表明,该控制策略能够适应不同工况的起步要求,离合器油温得到良好控制.     

射流脉冲三通毛管灌水均匀性试验研究

为了提高低压滴灌系统灌水均匀性,基于附壁与切换原理发明了射流脉冲三通发生器,试验研究了不同压力工况下脉冲频率、脉冲振幅2种因素对灌水均匀系数、流量偏差率的影响,并分析了脉冲条件下毛管铺设长度和进口压力对灌水均匀性的影响.结果表明:在毛管铺设长度相同时,不同低压下射流脉冲三通灌水均匀系数的平均值比普通三通提高了0.65%,流量偏差率明显低于普通三通,平均降幅为3.62%;低压条件下产生脉冲频率高于200次/min,脉冲振幅高于2.5 m;相同压力条件下,灌水均匀系数随毛管铺设长度的增大而降低,流量偏差率随毛管铺设长度的增大而显著增大;毛管铺设长度相同时,灌水器流量随进口压力增大而增大,进口流量也会随之增大.     

卧式泵站竖井进水流道三面进水水力特性数值模拟

针对某单向卧式引水泵站采用的竖井式进水流道进行优化设计,提出三面进水竖井进水流道,为分析三面进水下竖井进水流道的水力特性,基于雷诺时均N-S方程和k-ε标准湍流模型,采用CFD技术对该卧式泵站的三面进水竖井流道进行数值模拟,通过控制中墩的线型以及中墩宽度b形成不同的三面进水流道,从而分析不同三面进水流道的水力特性,具体分析不同方案进水流道出口断面的轴向速度分布、水平剖面的流线和速度分布以及流道水力损失的状况.研究结果表明:对于不同中墩宽度下的三面进水流道,流线型中墩较矩形中墩其流速分布均匀度和速度加权平均角均较大,采用流线型中墩可以获得较好的流态;对于流线型中墩,随着中墩宽度b的减小,过水断面面积逐渐增大,各方案流速分布均匀度和速度加权平均角逐渐增大,当b=0.075B时,此时流线型中墩泵进口断面上的压力分布较矩形中墩更为均匀.