变量液压变压器的特性及其配流研究

发布时间：2022-12-06 18:16

　　在席卷全球的节能需求下,出现了新的液压技术——基于恒压网络的二次调节静液传动系统。除完成规定工作任务外,其主要用于回收系统多余的能量（势能和动能）。液压变压器是其核心元件之一。目前,液压变压器规格较少,使用中存在着三类问题。首先,现有液压变压器只有一个可调参数,无法应对对负载压力和负载流量均有要求的控制问题;其次,液压变压器的总效率和变压比比较低,这阻碍了液压变压器的广泛应用,越来越多的研究者们对其结构创新感兴趣,研究工作不断提升了变压比和变压角工作范围;最后,液压变压器的噪声较泵大得多。针对目前液压变压器存在的问题,本文提出一种新的液压变压器——变量液压变压器（Variable Hydraulic Transformer,VHT）。建立了变量液压变压器的数学模型,该模型能够体现变量液压变压器的配流盘结构,并分析了变量液压变压器的流量、压力和功率特性。定义了变量液压变压器特性的脉动绝对强度和脉动相对强度,两者能全面表述其特性的脉动特征。将变量液压变压器的总效率定义为实际变压比与理想变压比的比值。考虑变量角对摩擦的影响能更细致地表达功耗损失,在此基础之上,提出了新的变压比数学模型。分析了... 

【文章页数】：177 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 液压变压器的研究状况及分析
        1.2.1 直线式液压变压器的研究状况及分析
        1.2.2 旋转式液压变压器的研究状况及分析
    1.3 液压变压器的研究现状和现存问题
    1.4 课题来源及论文的主要研究内容
第2章 变量液压变压器的建模及特性分析
    2.1 引言
    2.2 变量液压变压器的原理和特点
    2.3 变量液压变压器的流量特性
        2.3.1 排量特性
        2.3.2 瞬时流量特性
        2.3.3 平均流量特性
        2.3.4 流量脉动特性
    2.4 变量液压变压器的压力特性
        2.4.1 变压比特性
        2.4.2 瞬时转矩特性
        2.4.3 平均转矩特性
        2.4.4 转矩脉动特性
    2.5 变量液压变压器的功率特性
        2.5.1 瞬时功率特性
        2.5.2 平均功率特性
        2.5.3 功率脉动特性
        2.5.4 总效率特性
    2.6 本章小结
第3章 引入变量角后变量液压变压器的特性分析
    3.1 引言
    3.2 变量角对排量特性的影响
    3.3 变量角对流量特性的影响
    3.4 变量角对变压特性的影响
        3.4.1 变量角对变压特性的影响
        3.4.2 槽口压力对变压特性的影响
    3.5 变量角对转矩特性的影响
    3.6 变量角对功率特性的影响
    3.7 变量液压变压器的耦合特性及其解决方案
    3.8 本章小结
第4章 变量液压变压器配流盘摩擦副力学建模与分析
    4.1 引言
    4.2 变量液压变压器柱塞腔油液对缸体的作用
        4.2.1 变量液压变压器缸体受到的压紧力
        4.2.2 变量液压变压器缸体受到的压紧转矩
    4.3 变量液压变压器配流盘表面油膜对缸体的作用
        4.3.1 变量液压变压器缸体受到的反推力
        4.3.2 变量液压变压器缸体受到的反推转矩
    4.4 变量液压变压器配流盘摩擦副工作性能的决定因素
    4.5 本章小结
第5章 变量液压变压器的配流盘缓冲结构力学建模与优化
    5.1 引言
    5.2 缓冲结构处柱塞腔瞬时压力特性的数学模型
    5.3 变压角和变量角带来的影响
        5.3.1 变压角等于0时变量角带来的影响
        5.3.2 变压角不等于0时变量角带来的影响
    5.4 变量液压变压器配流盘缓冲结构的优化方案
        5.4.1 引入变量角时的缓冲结构优化
        5.4.2 引入变量角和变压角时的缓冲结构优化
        5.4.3 缓冲结构优化方案的相关参数
        5.4.4 缓冲结构处柱塞腔压力方程和压力梯度方程
        5.4.5 缓冲结构的多学科系统仿真和多场耦合仿真
    5.5 本章小结
第6章 变量液压变压器的样机研制与实验研究
    6.1 引言
    6.2 变量液压变压器样机的研制
        6.2.1 配流问题和现有配流方案
        6.2.2 变量液压变压器总体方案选择
        6.2.3 总体方案一及其配流方案
        6.2.4 总体方案二及其配流方案
        6.2.5 关键件和脆弱件有限元分析
    6.3 变量液压变压器实验台的设计
        6.3.1 实验台性能要求
        6.3.2 实验台液压系统原理
        6.3.3 液压系统主要液压元件
        6.3.4 实验台测控系统硬件设计
        6.3.5 实验台测控系统软件设计
    6.4 实验研究与分析
        6.4.1 启停特性实验
        6.4.2 变压比特性实验
        6.4.3 功率特性实验
        6.4.4 耦合特性与解耦实验
        6.4.5 缓冲结构性能实验
    6.5 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的学术论文及其它成果
致谢
个人简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]一种大型液压挖掘机回转系统节能技术的研究[J]. 贺元成,郑庭,孟志明.  机床与液压. 2016(08)
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[3]液压挖掘机混合动力系统节能特性及试验研究[J]. 刘昌盛,何清华,龚俊,赵喻明.  湖南大学学报(自然科学版). 2015(08)
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博士论文
[1]非恒压网络二次调节系统新型能量转换储存关键技术的研究[D]. 臧发业.山东大学 2016
[2]单缸液压自由活塞发动机控制策略及工作稳定性研究[D]. 李世玉.吉林大学 2015
[3]基于CPR的混合动力挖掘机液压节能系统及其控制研究[D]. 沈伟.哈尔滨工业大学 2014
[4]电控斜轴柱塞式液压变压器的理论分析与实验研究[D]. 卢红影.哈尔滨工业大学 2008
[5]液压变压器研究[D]. 欧阳小平.浙江大学 2005

硕士论文
[1]基于液压变压器的车辆节能系统研究[D]. 陈延礼.吉林大学 2009



本文编号：3711399