ABS制动系统是保障汽车安全性能的重要部分,针对制动系统在制动过程中的非线性和时变性等问题,进行了汽车ABS控制策略对比研究。对直线制动过程进行研究分析,基于AMESim建立了单轮的防抱死液压系统,利用Simulink建立单车轮动力学模型,并采用以滑移率误差及变化率为输入的模糊PID控制策略和以制动力矩变化率为输入的自寻优控制策略。两种控制策略分别在单一干路面、湿路面和制动后1.5 s湿路面突变成干路面多路况,以车速为90 km/h进行ABS制动仿真,将制动结果进行对比。结果表明,模糊PID与自寻优两种控制方法能在制动过程中防止车轮抱死,自寻优控制方法不仅制动时间更短,而且能更好应对路况突变,验证了自寻优控制具有更强的鲁棒性和更佳的制动效果。

针对某型正流量液压挖掘机平整微操作抖动问题进行控制原理分析,建立动臂提升和斗杆内收两复合微操作性能数学模型。搭建试验平台,从液压、振动和噪声角度评估动臂提升和斗杆内收两复合冲击抖动性能。当出现压力抖动时,动臂提升先导压力稳定在1.721~1.751 MPa之间,斗杆内收先导压力变化范围较大,在1.423~1.675 MPa之间,故动臂提升与斗杆内收微操作出现压力抖动与斗杆内收先导压力变化密切相关。但司机位置处未表现出较强的冲击抖动性,各悬置Z向隔振率在21~25 dB之间,隔振性能较好;驾驶室声压级在74~78 dB之间,隔噪性能良好。此外,试验样机P7档位动臂提升时间为4.5 s,斗杆内收时间为2.5 s,动臂提升和斗杆内收两复合时间为3.2 s。当转速1650 r/min、扭矩负荷率72%时,平整效率试验值为520 次/h,平整油耗试验值为28.30 L/h,平整经济性较优。

射流管电液伺服阀是电液伺服控制系统的核心控制元件,广泛应用于航空航天、舰船等国防军事领域。力矩马达作为射流管电液伺服阀的核心元件,其工作性能直接影响到伺服阀的整体性能。聚焦研究龙门式力矩马达的工作性能,搭建了力矩马达AMESim仿真模型,仿真研究了龙门式力矩马达的静动态特性,通过实验验证了仿真结果的正确性。研究结果表明,该龙门式力矩马达静态线性度为6.825%,对称度为2.449%,动态阶跃响应的上升时间为2.84 ms,幅频宽为122 Hz,相频宽为245 Hz。

为了提高某型飞机起落架故障诊断率,分别采用故障树分析法(Fault Tree Analysis,FTA)和FTA与RBF神经网络(Radial Basis Function, RBF)的方法对起落架常见故障进行诊断。首先根据起落架工作原理图,采用FTA方法建立故障树及故障结构函数,得到所有的最小割集,计算故障失效概率;然后按照最小割集重要度,筛选出RBF神经网络训练样本的变量数目;最后再结合国内某维修单位的故障统计数据,运用RBF神经网络建立了故障诊断模型,并对模型进行了训练和测试。结果表明,FTA定量计算得到的故障失效概率为71.60%,FTA+RBF结合方法的故障诊断平均预测误差为1.0%。

随着中国工业的快速发展,调节阀作为控制阀的一个重要元件,市场需求量不断增加,迎来了新的挑战,对调节阀流通能力的要求也在不断提高。基于此,通过从调节阀的流道结构出发,采用仿真和试验分析市面上两种主流调节阀的内流特性^[1],得出两种调节阀的流量系数Cv,G1系列调节阀的流通能力相比G2系列调节阀有了较大提升,约提高了21.4%。通过对调节阀流通能力的研究,发现了影响其流通性能的关键因素,这对调节阀的优化改进具有重要的指导意义。

针对文丘里喷嘴不同机制下可压缩空化流开展了大涡模拟(LES)研究,并对比讨论了3种常用的亚格子模型的适用性。结果显示,各模型在预测回射流机制和凝结激波机制的流速与空化云脱落周期上表现良好。在空化云演化过程中,WALE模型在两种机制下的模拟吻合度最佳,SL模型预测溃灭过程提前,蒸汽相体积分数偏小;KET模型吻合度最差,溃灭过程以及周期内脱落存在时间延迟。初步发现回射流机制下的喉部压力功率谱密度分析服从-5/3标度律,凝结激波机制服从-7/3标度律。

飞机上常用的直轴式恒压变量液压柱塞泵,出于降低脉动以及改善高频运动时的稳定性需要,斜盘通常设计有偏心距和交错角。针对存在斜盘偏距和交错角的液压柱塞泵,提出了一种能够综合考虑斜盘偏距、交错角、斜盘倾角及斜盘转动速度的柱塞和滑靴运动特性分析方法。以某型航空液压柱塞泵为对象,对比分析了不同偏心距和交错角情况下柱塞的位移、速度特性,以及滑靴在斜盘平面的运动轨迹。按照液压泵配流盘闭死区设计通用准则确定了配流盘闭死区,对柱塞在闭死区内的运动特性进行了分析,结果表明闭死区内柱塞的运动特性深刻影响液压柱塞泵的输出流量和压力脉动。提出的分析方法能够描述斜盘转动(流量切换)过程中的运动动态特性,具有计算效率高、结果准确度高等特点,可用于液压柱塞泵以降低脉动为目标的设计优化。

基于四柱单动液压成型技术,其结构简单,设计一套液压传动系统。通过元器件和行程开关的配合来控制液压缸进给和退料速度。通过模具内水压的变化,进行液压成型来生产不锈钢球形把手。批量生产后,可得到合格的产品。

在高压状态下,齿轮泵内部间隙增大会加剧泵内泄漏,严重影响其容积效率。首先介绍轴向间隙和径向间隙是造成泵内泄漏的2条主要途径,分析2种间隙内液体泄漏量与间隙值的数学模型。接着介绍轴向间隙的主要影响因素包括:齿轮轴挠度变形、齿轮轴偏心和泵体磨损与结构变形;而径向间隙主要被齿轮泵端盖变形和多物理场耦合作用所影响。为了控制泵内间隙泄漏量,总结了优化和控制内部间隙的研究内容。最后指出了齿轮泵间隙的局部大小变化,对研究泵的流量特性和内部结构设计有重要的参考意义。

TSG D7002—2006《压力管道元件型式试验规则》,由于其年限较长,加上新制度的要求,内容需要进行修订和更新,新版规则于2023年7月7日发布,10月1日实施。对比了新旧两版规则的异同,对新增条款进行了解读,并参照国家密封件产品质量检验检测中心提供的数据,分析了目前国内特种设备压力管道元件行业型式试验合格率,总结存在的不足,并提出相应的建议。

为了解决电动叉车货叉持重时液压缸回缩速度过快而产生较大冲击,容易损伤缸体和管路以及货叉持重量不同时液压缸伸出速度不可控的问题,优化了电动叉车液压提升系统,并进行仿真验证。根据设计手册设计液压提升系统,初选系统工作压力为16 MPa,在液压泵的出油路上连接蓄能器来吸收流量脉动,在液压缸无杆腔进油路配置调速阀,实现了对不同持重量的压力补偿,使抬升速度可控,在无杆腔回油路上配置顺序阀,为液压缸活塞杆在承载回缩时提供给背压,避免活塞杆自由下落损伤液压缸;对液压元件进行了设计选型,选用CBG2100-BF100液压泵、HSGL-100/70E-231-3000×3280液压缸、3WE10E31B/CG24N9Z4电磁换向阀、RVP30-10B单向阀、DBDS30P10B顺序阀和THF-G10调速阀;应用功率键和图的原理对液压系统进行研究,使用数字仿真法研究液压系统的动态特性,通过仿真软件AMESim搭建液压系统数学模型,并对设置关键元件参数进行仿真。仿真结果表明,优化后液压系统的液压缸活塞杆完全缩回用时8 s,无振荡,运行稳定,液压缸活塞杆缩回时油口流量为87 L/min,液压泵产生的流量脉动被蓄能器吸收,系统运行稳定,符合设计要求,液压提升系统理论上可行、可靠。

分析了冲击发电机组轴承采用高压油顶装置的必要性,研究了高压油顶装置的原理及其调试方法,介绍了高压油顶装置在工程现场的应用情况。指出高压油顶装置可在发电机组轴承座轴瓦中注入高压油,顶起转子,避免转子和轴瓦相互干摩擦,有效地延长了冲击发电机组使用寿命,并提高了安全运行水平。

液压系统中的水污染严重影响系统工作可靠性,因此利用含水传感器实时准确地响应系统油液含水率的变化对液压系统的健康维护至关重要。电容式含水传感器通过测量介电常数的变化来间接测量水分含量,而电容极板间油液更替的时间直接反应传感器的动态响应特性。选择了两种仿真方法对极板间油液的更替情况进行了分析,并搭建试验系统进行了验证,结果表明,物质组分输运模型更适合仿真分析电容型含水传感器的响应特性。提出的仿真方法为电容式含水传感器动态响应特性的分析提供一种新的思路,分析结果可为电容式含水传感器的采样时间选择提供参考,以获得准确可靠的含水率检测结果。

二维阀所带来的温升主要来源于圆柱滑阀的阀口,过大的温升不仅会造成能量的耗散,也会对阀口产生变形影响,降低阀的机械性能和安全性能。分别针对不同入口油温下滑阀的4个阀口开度(0.20,0.15,0.10,0.08 mm)和5种流量边界(15,25,35,45,55 L/min)对圆柱滑阀阀口温升的影响情况进行了数值模拟,得到了结果:温升随流量的增加而显著增加,流量为55 L/min时比15 L/min的最大阀口温升提高了11.127 K;阀口开度是影响温升的主要因素,随着阀口开度的减小,温升升高。同时通过实验对模拟结果进行了验证,得到实验数据与模拟数据吻合良好,两者之间的相对误差仅为0.14%,证明数值模拟的结果是可靠的。

针对液压系统封隔器,研究采用聚醚型聚氨酯弹性体制作井下液压封隔器的胶筒、密封圈、垫片等密封件,并添加防突部分,进一步提升封隔器密封性能;引入入口增压进一步提升液压系统的性能。聚醚型聚氨酯弹性体制备的封隔器胶筒的拉伸强度、断裂伸长率和压缩永久变形率在经过15天浸泡后分别为37 MPa,490%和52%,性能优于天然橡胶。相比于不带防突结构的封隔器,带防突结构的封隔器的接触面应力更大,对液压系统封隔器的性能产生了显著的积极影响。引入入口增压后,液压系统的高压腔压力和活塞位移分别提高了4.6%和8.9%。结果表明,通过优化密封结构、改进密封材料和提高密封技术水平等措施,可以有效提高液压系统的压力稳定性、系统响应稳定性以及密封性能,为液压系统性能改进提供了新思路和方法。

某平面密封单向阀在常温环境下的开启压力不大于0.25 MPa时,密封性和流量均满足要求,但在低温-55 ℃,保温2 h后,在低温状态下通入0.5 MPa压力的氮气,活门不能瞬间打开,延迟1~2 min才缓慢开启。低温环境下单向阀的开启性能不稳定,开启时间延迟等问题亟须解决,若开启时间较长,会影响整个系统的各项性能,造成严重的质量事故。因此,必须从产品的结构设计、工作原理和环境条件等方面进行分析,找到低温环境下引起产品开启时间延迟的主要原因,并采取有效措施,提高单向阀低温环境下的开启性能。

高精度数控机床是一种高度集成的复杂机电液自动化控制系统,部件间的故障极易导致数控机床的失稳。针对高精度数控机床的故障诊断和故障响应问题,在整个机床控制系统结构基础上,对各个子系统进行故障诊断功能系统划分,构建了高精度数控机床液压控制系统故障监测状态机。采用差异阈值故障监测策略对相关的部件进行故障诊断,对不同的故障严重度事件进行分级故障响应,在搭建的高精度数控机床液压控制系统故障诊断模拟实验环境中验证了故障诊断方法的可行性。实验结果分析后可以看出,该故障诊断方法能够快速有效地监测出整个机床液压控制系统的故障状态。

某气动式绝对压力调节器使用过程中出现产品打不开及出口压力低的故障,基于MATLAB对产品内部二位四通阀进行建模分析,模拟在飞行振动条件下阀体弹簧和阻尼的运动工况并建立动画仿真,结果表明,双弹簧、双阻尼阀体在该振动条件下无法可靠按压活门座,开度增大0.13~0.20 mm,关闭功能丧失,导致反馈腔压力升高,活门出口压力低;Simulink仿真电磁阀模型,得到不同电压下电磁铁吸力和出现干涉动摩擦力差值,结果表明,差值小于3 N,电磁铁通电无动作,产品气路无法打开。通过将双弹簧、双阻尼结构改为单弹簧、单阻尼结构,改进电磁铁磁芯及配合尺寸,并改进动密封的石墨环。通过试验复现故障情况,验证改进措施,为气动式压力调节器设计提供参考。

对一般脱轨事故的动车车辆实施顶复作业是一种常用的救援方法,对于顶复作业,液压起复机具是技术关键,其中液压缸是主要的支撑设备。为解决铁路救援设备液压缸重量大、携带不便等问题,设计了一种双作用多级钛/铝复合液压缸。在保证液压缸安全前提下,与原有液压缸重量作对比,通过轻量化设计后对比发现钛/铝复合液压缸缸体重量从29.5 kg降至21.9 kg,减重可达25.7%,且应力分布、材料利用率、液压缸耐腐蚀性能、耐磨性等指标均优于纯钛合金液压缸。对液压缸的轻量化开发不但提升铁路救援便捷性和效率,还为液压缸设计和制造水平开拓了新视野,更符合市场需求。

橡胶密封件在二甲醚(DME)复合燃气中的耐腐蚀性能对于确保设备的可靠性和安全性至关重要。设计制作了二甲醚复合燃气的浸泡试验压力罐,重点研究了RDME6660橡胶的耐液化二甲醚腐蚀性能。试验证明,三元乙丙橡胶(EPDM)用于二甲醚储存设备有很大的安全隐患,RDME6660橡胶的耐二甲醚腐蚀性能超越全氟醚橡胶,比行业标准技术指标提升了50倍。研究表明,RDME6660橡胶能安全应用于纯液化二甲醚、纯液化石油气(LPG)和任意比例二甲醚石油气复合燃气条件。