發(fā)布時間：2017-09-21 04:21

  本文關(guān)鍵詞：重型載重汽車液力緩速器及其控制系統(tǒng)研究

  更多相關(guān)文章： 液力緩速器 結(jié)構(gòu)設(shè)計 液壓控制系統(tǒng) 性能預(yù)測 機電液一體化仿真

【摘要】：為了保證重型車輛的行車安全，除行車制動器外，車輛還需配備輔助制動器，常用的輔助制動器有液力緩速器和電渦流緩速器兩種。與電渦流緩速器相比，液力緩速器的單位質(zhì)量制動效能高，且無熱衰退現(xiàn)象，因此國外的重型、大功率車輛普遍采用液力緩速器作為輔助制動器。而由于價格和相關(guān)政策的原因，我國以前對輔助制動器的應(yīng)用主要傾斜于電渦流緩速器，導(dǎo)致液力緩速器方面的研究明顯落后。隨著我國載重汽車輔助制動器相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的頒布，國外著名液力緩速器生產(chǎn)廠家迅速搶占國內(nèi)重型汽車輔助制動器市場，因此有必要對液力緩速器進(jìn)行深入、系統(tǒng)的研究，研發(fā)擁有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的液力緩速器產(chǎn)品。本文從液力緩速器的結(jié)構(gòu)、液壓控制系統(tǒng)、性能預(yù)測方法和下坡緩速性能等方面對液力緩速器進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，，主要的研究工作和結(jié)論如下： 1.液力緩速器結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析 在充分考慮重型載重汽車動力傳動系結(jié)構(gòu)和液力緩速器自身特點的基礎(chǔ)上，根據(jù)車輛下坡行駛時的受力平衡方程和國內(nèi)外相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)對液力緩速器下坡緩速效能的規(guī)定，確定了液力緩速器的設(shè)計要求，即當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為1064r/min時，由其提供的制動轉(zhuǎn)矩必須大于772N.m。詳細(xì)分析了開式液力緩速器和閉式液力緩速器的優(yōu)缺點，設(shè)計了一種開式液力緩速器，其轉(zhuǎn)子循環(huán)圓直徑為358mm，定子循環(huán)圓直徑為360mm。 2.液力緩速器液壓控制系統(tǒng)設(shè)計與分析 詳細(xì)分析了VOITH、ZF和ALLISON液力緩速器液壓控制系統(tǒng)的特點，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)液力緩速器的控制要求，設(shè)計了一種與開式液力緩速器相適應(yīng)的液壓控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實現(xiàn)液力緩速器的快速充排油控制，并能根據(jù)緩速需求連續(xù)地調(diào)節(jié)液力緩速器工作腔的充液率。闡述了液壓控制系統(tǒng)各組成閥的工作原理，并對各組成閥的壓力流量特性、流量連續(xù)性方程和閥芯動力平衡方程進(jìn)行了詳細(xì)分析。 3.液力緩速器性能預(yù)測 給出了液力緩速器的性能預(yù)測流程，建立了液力緩速器計算流域模型和網(wǎng)格模型，確定了描述液力緩速器內(nèi)部氣液兩相流動的控制方程，指定了計算模型的邊界條件和流體屬性，在此基礎(chǔ)上采用有限體積法對控制方程進(jìn)行了離散，并采用SIMPLE算法對離散方程組進(jìn)行了迭代計算。 采用歐拉方程對CFD計算獲得的速度分布進(jìn)行了計算，獲得了不同轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和充液率下的制動轉(zhuǎn)矩，計算結(jié)果表明：制動轉(zhuǎn)矩是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的二次函數(shù)，是充液率的線性函數(shù)。在此基礎(chǔ)上，采用最小二乘曲面擬合方法獲得了描述制動轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和充液率變化關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式。 采用面積加權(quán)平均算法對CFD計算獲得的出油口壓力分布進(jìn)行了計算，獲得了不同轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和充液率下的出油口壓力值，計算結(jié)果表明：出油口壓力是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的二次函數(shù)，是充液率的線性函數(shù)。在此基礎(chǔ)上，采用最小二乘曲面擬合方法獲得了描述出油口壓力隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和充液率變化關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式。 4.液力緩速器下坡緩速性能計算與分析 建立了液力緩速器下坡緩速性能機電液一體化仿真模型，對定坡度坡道和變坡度坡道下的液力緩速器緩速性能進(jìn)行了仿真計算。詳細(xì)分析了液力緩速器的緩速工作過程，并對變速箱擋位和設(shè)定車速對緩速性能的影響進(jìn)行了對比分析，結(jié)果表明：當(dāng)變速箱擋位固定時，設(shè)定車速越大，車輛達(dá)到設(shè)定車度恒速行駛所用的時間越短；當(dāng)設(shè)定車速一定時，變速箱擋位越高，車輛達(dá)到設(shè)定速度恒速行駛所用的時間越長。提出了評價液力緩速器下坡緩速性能的三個指標(biāo)：最大動態(tài)偏差、速度超調(diào)量和恒速位移系數(shù)，并對本文研究的液力緩速器進(jìn)行了評價，評價結(jié)果表明本文研究的液力緩速器具有良好的下坡緩速性能。
【關(guān)鍵詞】：液力緩速器 結(jié)構(gòu)設(shè)計 液壓控制系統(tǒng) 性能預(yù)測 機電液一體化仿真
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：U463.5;TH137
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-23
• 1.1 選題背景及研究的目的和意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外液力緩速器研究現(xiàn)狀12-18
• 1.2.1 國外液力緩速器研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.2 國內(nèi)液力緩速器研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3 液力緩速器概述18-21
• 1.3.1 液力緩速器的工作模式18
• 1.3.2 液力緩速器的布置方式18-19
• 1.3.3 典型的液力緩速器液壓控制系統(tǒng)19-21
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容21-23
• 第2章 液力緩速器總體設(shè)計與分析23-47
• 2.1 重型載重汽車動力傳動系統(tǒng)23-27
• 2.1.1 動力傳動系統(tǒng)組成23
• 2.1.2 動力傳動系統(tǒng)和整車參數(shù)23-27
• 2.2 液力緩速器結(jié)構(gòu)設(shè)計27-33
• 2.2.1 液力緩速器緩速性能要求27-30
• 2.2.2 液力緩速器結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果30-33
• 2.3 液力緩速器液壓控制系統(tǒng)設(shè)計及分析33-46
• 2.3.1 液壓控制系統(tǒng)原理33-34
• 2.3.2 液壓控制系統(tǒng)分析34-46
• 2.4 本章小結(jié)46-47
• 第3章 液力緩速器性能預(yù)測47-63
• 3.1 液力緩速器性能預(yù)測方法47-52
• 3.1.1 液力緩速器性能預(yù)測流程47-48
• 3.1.2 計算流域模型及網(wǎng)格模型48-49
• 3.1.3 控制方程49-51
• 3.1.4 流體屬性及邊界條件51
• 3.1.5 控制方程離散及解法選擇51-52
• 3.2 液力緩速器制動轉(zhuǎn)矩計算52-57
• 3.2.1 制動轉(zhuǎn)矩計算方程52-53
• 3.2.2 計算結(jié)果分析53-57
• 3.3 液力緩速器出油口壓力計算57-60
• 3.3.1 出油口壓力計算方程57-58
• 3.3.2 計算結(jié)果分析58-60
• 3.4 本章小結(jié)60-63
• 第4章 液力緩速器下坡緩速性能機電液一體化仿真63-85
• 4.1 PID 控制器設(shè)計63-65
• 4.2 液力緩速器機電液一體化仿真模型65-70
• 4.2.1 傳動系仿真模型65-66
• 4.2.2 液力緩速器充排油仿真模型66-67
• 4.2.3 液壓控制系統(tǒng)仿真模型67-69
• 4.2.4 機電液一體化仿真模型69-70
• 4.3 定坡度坡道緩速性能仿真及分析70-81
• 4.3.1 液力緩速器緩速過程分析70-72
• 4.3.2 設(shè)定車速對緩速性能的影響分析72-75
• 4.3.3 變速箱擋位對緩速性能的影響分析75-79
• 4.3.4 液力緩速器下坡緩速性能評價79-81
• 4.4 變坡度坡道緩速性能仿真及分析81-83
• 4.5 本章小結(jié)83-85
• 第5章 總結(jié)及展望85-87
• 5.1 主要研究工作和結(jié)論85-86
• 5.2 展望86-87
• 參考文獻(xiàn)87-93
• 作者簡介及在學(xué)期間所取得的科研成果93-94
• 致謝94

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：892341