液力缓速器充放液控制插装阀特性与控制方法研究

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1、液力缓速器充放液控制插装阀特性与控制方法研究孔令兴2015年5月中图分类号：TQ028.1UDC分类号：540液力缓速器充放液控制插装阀特性与控制方法研究作者姓名孔令兴学院名称机械与车辆学院指导教师魏巍副教授答辩委员会主席闫清东教授申请学位工程硕士学科专业车辆工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年6月10日Researchofthecharacteristicsandcontrolmethodofoil-charginganddischargingcartridgevalvesforhydrodynamicretardersCandidate

2、Name：LingxingKongSchoolorDepartment:SchoolofMechanicalEngineeringFacultyMentor:Asso.Prof.WeiWeiChair,ThesisCommittee：Prof.QingdongYanDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：VehicleEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologythTheDateofDefence：June10，2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我

3、本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要充放液控制系统是保证车用液力缓速器合理发挥其辅助制动作用的重要组成部分。本文针对某应用大流量先导插装阀对缓速器进行充液开关控制、放液连续调节的液压控制系统，研究了其关键部件——充、放液大流量插装阀的特性，据此建

4、立了反映充放液阀稳态、动态响应的仿真模型，并制定了相应的控制策略，通过对充、放液流量的协调控制，调节缓速器轮腔充液率，进而对制动力矩进行控制，实现了恒力矩、恒车速缓速制动两种典型功能。大功率液力缓速器要求液压系统能够快速充液、快速放液、准确调节充液率并保持较大循环流量，因此该系统采用了大流量二通插装阀作为流量控制主阀。由于大流量插装阀自身结构的特殊性，目前常见商用仿真软件的液压元件库中通常缺少反映此类插装阀流量特性和动态受力特性的专用元件，因此本文首先对充、放液插装阀的特性开展研究。通过充液阀的流场仿真结果与试验数据的对比，验证了流场仿真手段在研究阀的流

5、量特性中的准确性。然后综合运用理论推导和流场仿真的方法，确定了放液阀的节流面积与稳态液动力的计算公式、流量系数的取值及其随阀的开度变化的规律。在此基础上搭建了合理可靠的充、放液插装阀的AMEsim仿真模型，作为缓速器液压控制系统建模的基础。在阀的特性研究与建模的基础上，建立了液压控制系统的仿真模型，使充、放液阀的流量特性相关联并计算轮腔充液率。结合缓速器特性数据以及车辆行驶动力学方程，建立了整车缓速制动仿真模型。以充液率为桥梁，根据缓速器与放液阀的特性，确定了某一制动力矩需求与车辆行驶状态下对应的放液阀控制油压的计算方法，以此为基础制定了缓速器恒力矩、恒

6、车速两种典型缓速制动功能的控制策略，并进行了变坡度工况下的仿真。结果表明，结合适当的控制策略，本文中的液压系统可以根据坡度变化，通过主动调节放液流量，实现对充液率的主动控制，满足车辆恒力矩制动、恒车速下坡等功能要求。关键词：液力缓速器；液压控制系统；大流量插装阀；充放液控制；控制策略；I北京理工大学硕士学位论文AbstractTheoilcharginganddischarginghydrauliccontrolsystemplaysacriticalroleintheperformanceofhydrodynamicretarders.Thispape

7、rfocusesonthecharacteristicsofahydrauliccontrolsystemapplyinglargecapacitycartridgevalvestoachieveswitchcontrolofchargingflowrateandcontinuousadjustmentofdischargingflowrate.Thefeaturesofcriticalcomponents—charginganddischargingcartridgevalves,areinvestigated.Basedontheresults,th

8、eAMEsimsimulationmodelisconstructedinord