Un metodo di modellazione e simulazione per la progettazione preliminare di una pompa volumetricamente variabile

Supporto attivatori elettroidrostatici per l'elettrificazione di sistemi heavy duty. Per ottenere un minor consumo di energia, il nostro metodo si concentra sull'ottimizzazione, sull'utilizzo della pompa volumetrica elettromodale dei sistemi. La nostra modellazione e il metodo di simulazione supportano la progettazione preliminare.

La nostra pompa a cilindrata elettrovariabile, che dovrebbe scegliere la previsione completa delle prestazioni, la generazione automatica dei parametri e la robustezza del design. Inizia classificando i parametri per progettare la pompa a cilindrata elettromodabile o EVDP. Assegnate i parametri indipendenti, che rappresentano ciascun componente alla categoria attiva, e i parametri derivati dai parametri attivi alla categoria guidata.

Quindi designare i parametri calcolati, utilizzando funzioni empiriche per la categoria empirica. Per sviluppare i modelli di stima, stimare i parametri guidati dalla pompa e dal motore dai parametri attivi, utilizzando le leggi di scala. Utilizzate i cataloghi dei componenti per stimare i parametri guidati per il riduttore e la vite a ricircolo di sfere dai parametri attivi.

Valutare l'efficienza della pompa, del riduttore e della vite a ricircolo di sfere mediante funzioni empiriche e stimare le resistenze termiche per il modello di rete termica sviluppato con le funzioni empiriche della teoria della termodinamica. Costruisci il modello di peso dell'EVDP in MATLAB sommando i pesi di ciascun componente e quindi conducendo la modellazione dinamica dei parametri raggruppati dell'EVDP nella piattaforma di simulazione del sistema. Quindi condurre la modellazione termica dell'EVDP nella piattaforma di simulazione del sistema impostando una rete termica per l'EVDP.

Per la modellazione a vita e affidabilità, utilizzare la durata a fatica della sfera e la durata di usura dell'unità pompa a pistone come durata. Modellare la durata della vite a ricircolazione di sfere e dell'unità di pompa a pistone con le equazioni. Supponiamo che l'affidabilità della vite a ricircolazione di sfere e della pompa corrispondente alla sua durata sia 0,90 e definisca l'affidabilità calcolata alla 50.000a ora lavorativa.

Quindi modellare l'affidabilità della vite a ricircolazione di sfere e dell'unità pompa a pistone con l'equazione. Procedere all'assemblaggio del modello posizionando tutte le equazioni di ciascun nodo insieme per formare il blocco del modello per ciascun nodo. Quindi concludere le variabili di input e output di ciascun nodo.

Definire gli input e gli output del modello EVDP complessivo ed eseguire l'analisi di causalità di tutti i nodi. Se necessario, aggiungere altri nodi per garantire che tutti i nodi siano collegati in modo causale. Quindi collegare tutti i nodi per formare il modello generale dell'EVDP.

Una volta formato il modello EVDP, verificare il metodo di modellazione utilizzando il prototipo EVDP e il banco di prova. Per fare ciò, installare l'EVDP su un banco di prova, costituito da una parte di carico e una parte di controllo. Quindi collegare le tre porte EVDP al circuito idraulico della parte di carico e i cavi elettrici EVDP alla parte di controllo.

Eseguire il test del prototipo premendo il pulsante di avvio sul pannello e avviando la potenza idraulica ausiliaria. Dopo aver disattivato la valvola di modalità con il pulsante sul pannello, impostare il comando di spostamento della frequenza di spazzamento su EVDP nella casella di testo dell'interfaccia utente. Registrare la risposta di spostamento EVDP e ricavarne la grandezza e le caratteristiche di fase.

Per analizzare i risultati sperimentali impostare i parametri attivi del prototipo EVDP al modello costruito in precedenza. Il modello genererà automaticamente altri parametri di simulazione richiesti. Impostare la temperatura ambiente e la temperatura EVDP iniziale a 40 gradi Celsius ed eseguire il modello di simulazione nelle stesse condizioni del test del prototipo EVDP per registrare i risultati della simulazione.

Per verificare l'accuratezza del modello, tracciare i risultati sperimentali e di simulazione di ciascun gruppo di condizioni in un'unica figura. Per eseguire l'analisi di simulazione del progetto EVDP, impostare i modelli dinamici e termici facendo clic sulla scheda della modalità dei parametri e selezionando l'opzione TFFD31. Quindi vai al nome del file per la semplice scheda dei dati caratteristici del fluido per importare il file delle proprietà dell'olio.

Nella modalità parametro utilizzare i blocchi THGCV01 o THGCV02. Per impostare la temperatura ambiente come descritto nel manoscritto inserire i parametri attivi nei modelli di stima dei parametri. Quindi fare clic sul pulsante Esegui nella scheda editor per eseguire lo script per generare tutti i parametri di simulazione.

In MATLAB, utilizza il pulsante Esegui nella scheda editor per eseguire lo script per calcolare il peso e attivare i modelli dinamici e termici con i parametri di simulazione. I risultati della simulazione saranno ottenuti automaticamente dallo script. Con il pulsante Esegui nella scheda editor, eseguire lo script per calcolare la durata EVDP e le prestazioni di affidabilità dai risultati della simulazione salvati.

Vai alla modalità di simulazione nella piattaforma di simulazione del sistema per controllare i risultati. Quindi derivare altri risultati delle prestazioni EVDP da questi risultati di simulazione del dominio del tempo. Per impostare i parametri di simulazione, controllare la modalità dei parametri.

Quindi utilizzare il pulsante Esegui nella scheda editor per eseguire lo script per l'attivazione dei modelli dinamici e termici. Successivamente, premere la scheda della modalità di simulazione per verificare le analisi di sensibilità e incertezza. Le dinamiche di temperatura delle diverse parti EDVP sono mostrate qui.

L'analisi rappresentativa illustra l'efficienza EVDP in un ciclo di lavoro completo. In condizioni di pieno carico, l'EVDP ha raggiunto un'efficienza totale di circa l'80% Successivamente, le perdite assolute dell'EVDP sono diminuite, insieme alla diminuzione dell'efficienza. La risposta in frequenza ha esaminato le prestazioni dinamiche EVDP.

Nelle prestazioni previste dell'EVDP, è stata prevista una buona precisione di controllo con un errore di 0,09 gradi, mentre la durata e l'affidabilità della pompa sono risultate le più deboli. Dopo aver costruito i modelli proposti, è possibile sviluppare il metodo di progettazione preliminare completo. Il metodo può migliorare l'applicabilità della pompa a cilindrata elettrovariabile e degli attivatori elettroidrostatici associati.

Questo metodo ha risolto le sfide comuni della fase di progettazione, come la certezza dei parametri e le simulazioni multidisciplinari. Ciò porta a una progettazione preliminare più affidabile della pompa per attivatori elettro idrostatici.