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佛山桥梁检测车出租, 肇庆桥梁检测车出租, 广州桥梁检测车出租    液电式互联馈能悬架阻抗模型的搭建方法?
新闻分类:行业资讯   作者:admin    发布于:2022-11-284    文字:【】【】【

       佛山桥梁检测车出租, 肇庆桥梁检测车出租, 广州桥梁检测车出租    液电式互联馈能悬架阻抗模型的搭建方法?    通过中流量关系式的推导,可得到每一时刻系统各节点和各管路的流量状态。接下来将根据上述流量关系,依次建立蓄能器状态方程以及液压管路、单向阀、馈能单元的阻抗模型。

 

     1)蓄能器模型   本文所选用的隔膜式蓄能器,具有体积质量小,反应灵敏、密封可靠、耐久性高的特点,适用于车辆悬架系统。液电式互联馈能悬架在两条油路支路中各装配有一个蓄能器,在系统中这两个蓄能器的作用相同,即作为储能元件也作为稳压元件,这意味着在其为车身姿态改变而提供反扭矩稳定车身姿态的同时,也补偿了因活塞杆移动而产生的容积差,在一定程度上衰减了系统内部以及液压马达入口处的压力波动。接下来,本小节将以状态方程对蓄能器建立相应模型。在蓄能器的建模过程中,分别对应着初始、平衡、动作这三种工作状态。具体状态描述如下:a)初始状态:在蓄能器出厂时完成氮气注入,或者自行对其进行氮气预充之后,气室膨胀,蓄能器中的提升阀封堵住油液入口,氮气充满整个腔室,没有油液进入蓄能器,此时蓄能器A和B中的气体压力与体积;b)平衡状态:液电式互联馈能悬架系统组装完成之后,供油系统向液压管路中泵入油液,活塞杆伸出,液压缸达到全长状态,继续泵油加压达,油液进入蓄能器挤压气室,并达到预设的压力值,此时的蓄能器A和B中的气体压力与体积分别定义动作状态:液电式互联馈能悬架系统安装于车辆底盘之后即进入工作状态。在随机路面的激励下,系统内压力不断变化。当支路内油压升高并高于蓄能器压力时,油液进入蓄能器,气室体积压缩,压力增加;当支路内油压低于蓄能器压力时,油液流出蓄能器,气室体积膨胀,压力降低。蓄能器A和B在动作状态下的动态气体压力和体积分别定义。从初始状态a到平衡状态b,是一个平缓的充液过程,该过程可近似为一个等温过程,故绝热系数取1。由于在假设中,蓄能器中惰性气体被近似为理想气体,故由理想气体状态方程可。 从平衡状态b进入到动作状态c,油液在系统中流动加剧,在此过程中液压系统充放油速度十分迅速,可以认为是绝热过程,故取绝热系数1.3。,蓄能器A和B的状态方程分别表示为:对两侧的蓄能器A和B来说,任意工作状态下的气室体积均可由平衡状态下的体积与液压缸活塞杆的相对位移决定,其中,动作状态相较于平衡状态下的蓄能器气体体积变化量。综合各缸相对位移,蓄能器A和B中气室体积的变化量:蓄能器A和B中气体的瞬态压力可以通过联立公式可得。 

     2)液压管路模型:  在液电式互联馈能悬架的工作过程中,由于液体粘性的存在,油液在流动过程中需要克服与管壁之间的粘性阻力,进而产生一部分不可忽略的沿程损失。对于圆管中沿程损失的计算,油液密度;各段管路长度;管路直径;代表不同段管路的油液流速;为不同流速下的管路摩擦系数。根据上文中所假设的液体的不可压缩性质,可得不同管路中的液体流速。雷诺实验表明,当流体流动状态在层流和紊流之间变化时,流体速度需要达到一定的临界速度,该速度与流体粘度成正比,与流体密度和管路直径成反比,雷诺系数  式中,流体的牯度和运动粘度。对雷诺系数求解后,再结合管路材料和相对管路粗糙度,可以经得出管路摩擦系数。一般在液压系统工程实际应用中,当雷诺数时,流体状态为层流。考虑到悬架系统中减振器的运动所带来的油液流动速度较低,故在建模过程中将流体状态均以层流状态处理可得各管路中沿程损失造成的压降。   

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     3)单向阀模型  单向阀中的阀芯在克服预压力后开启,为了尽量减少馈能系统中,油液流动过程中的压力能损耗,单向阀的预压力值需设置较小,故在建模过程中将此部分影响忽略。此外,依据流体力学理论,阻尼孔根据长度与直径勾之比主要分为薄壁孔、细长孔与混合型孔三种。本节依据一般情况下直通型单向阀的结构,将单向阀等效为混合型孔进行计算。混合型孔的流量压力特性大多使用如下公式进行计算:其中,表示单向阀的流量系数;表示单向阀孔的等效流通面积。锥形阀口的流量系数可以进一步表示为:其中,表示阀口最大开口量,通常对于单向阀来说4S七/tS10。锥阀等效流通面积的计算,则可以下式作为参考:其中,表示阀芯锥角,一般取45°,上式由于第二项较小,故可忽略,并进一步简化为:因此,油液流经单向阀所产生的压降为:

     4)馈能单元模型: 馈能单元主要由液压马达、增速箱、电机和馈能电路组成,本质上是一套机电液耦合系统,本小节将对该子系统进行建模。首先,液压马达的转速由液压马达的排量、容积效率以及液压马达内部流量决定,可通过下式进行计算:液压马达的输出力矩可表示为:其中,代表液压马达的机械效率;油液流经馈能单元所产生的压降。结合牛顿第二定律,对馈能单元机电液耦合系统进行受力分析可得: 电机的电磁感应力矩;增速箱的传动比;电机扭矩常数;为馈能电路中的电流大小;为旋转部件的转动惯量,值得注意的是此处的转动惯量是将馈能单元的所有旋转部件的转动惯量(液压马达,行星齿轮增速箱,联轴器)等效到电机轴处所得到的。根据基尔霍夫定律计算,可得:电机的内阻; 充电电路的等效负载电阻;电机的电感;是电机产生的电压,可以通过下式进行计算,其中电机的反电动势常数。馈能单元的压降主要由两项组成,左侧的被动项与右侧的可调节项。当馈能电路为断路状态,即外界负载为无穷大时,可调节项趋近于无穷小,此时馈能单元将只产生被动阻尼。反之,如果馈能电路接通,对负载电阻进行范围内的调节,则可对右侧项的压降进行控制调节,进而为液电式互联馈能悬架系统的半主动控制提供了可能性。

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点击次数:505  更新时间:2022-11-28  【打印此页】  【关闭

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