Um método de modelagem e simulação para o design preliminar de uma bomba de deslocamento eletrovariar

Ativadores eletrostáticos suportam a eletrificação de sistemas pesados. Para obter menos consumo de energia, nosso método se concentra na otimização, utilização da bomba de deslocamento eletro variável dos sistemas. Nossa modelagem, e o método de simulação suporta o projeto preliminar.

Nossa bomba de deslocamento eletro variável, que deve escolher a previsão completa de desempenho, a geração automática de parâmetros e a robustez do design. Comece classificando os parâmetros para projetar a bomba de deslocamento eletro variável ou EVDP. Atribuir os parâmetros independentes, representando cada componente à categoria ativa, e os parâmetros derivados dos parâmetros ativos à categoria orientada.

Em seguida, designe os parâmetros calculados, utilizando funções empíricas para a categoria empírica. Para desenvolver os modelos de estimativa, estime os parâmetros acionados pela bomba e motor a partir dos parâmetros ativos, utilizando as leis de dimensionamento. Use os catálogos de componentes para estimar os parâmetros acionados para a caixa de velocidades e o parafuso da bola a partir dos parâmetros ativos.

Avalie a bomba, a caixa de velocidades e a eficiência do parafuso da bola por funções empíricas e estime as resistências térmicas para o modelo de rede térmica desenvolvido com as funções empíricas da teoria da termodinâmica. Construa o modelo de peso do EVDP no MATLAB somando os pesos de cada componente e, em seguida, conduzindo a modelagem dinâmica de parâmetros acoplados do EVDP na plataforma de simulação do sistema. Em seguida, realizar a modelagem térmica do EVDP na plataforma de simulação do sistema, definindo uma rede térmica para o EVDP.

Para modelagem vitalícia e confiabilidade, use a vida de fadiga da bola e a vida útil da unidade de bomba de pistão como sua vida útil. Modele o parafuso da bola e a unidade da bomba de pistão com as equações. Assuma que a confiabilidade do parafuso da bola e da bomba correspondente à sua vida útil, é de 0,90, e defina a confiabilidade calculada na 50.000ª hora de trabalho.

Em seguida, modele a confiabilidade do parafuso da esfera e da unidade da bomba de pistão com a equação. Prossiga para montar o modelo colocando todas as equações de cada nó juntas para formar o bloco de modelo para cada nó. Em seguida, conclua as variáveis de entrada e saída de cada nó.

Defina as entradas e saídas do modelo EVDP global e realize a análise de causalidade de todos os nós. Quando necessário, adicione nós adicionais para garantir que todos os nós estejam causalmente ligados. Em seguida, conecte todos os nós para formar o modelo geral do EVDP.

Uma vez formado o modelo EVDP, verifique o método de modelagem usando o protótipo EVDP e a plataforma de teste. Para isso, instale o EVDP em uma plataforma de teste, consistindo em uma peça de carregamento e uma parte de controle. Em seguida, conecte as três portas EVDP ao circuito hidráulico da peça de carregamento e os cabos elétricos EVDP à parte de controle.

Realize os testes do protótipo apertando o botão de partida no painel e iniciando a potência hidráulica auxiliar. Depois de desativar a válvula de modo com o botão no painel, defina o comando de deslocamento de frequência de varredura para o EVDP na caixa de texto da interface do usuário. Regisso recorde a resposta de deslocamento EVDP e deriva suas características de magnitude e fase.

Para analisar os resultados experimentais, defina os parâmetros ativos do protótipo EVDP ao modelo construído anteriormente. O modelo gerará outros parâmetros de simulação necessários automaticamente. Ajuste a temperatura do ambiente e a temperatura inicial do EVDP em 40 graus Celsius, e execute o modelo de simulação nas mesmas condições do teste do protótipo EVDP para registrar os resultados da simulação.

Para verificar a precisão do modelo, plote os resultados experimentais e de simulação de cada grupo de condição em uma figura. Para realizar a análise de simulação do design EVDP, defina os modelos dinâmicos e térmicos clicando na guia do modo parâmetro e selecionando a opção TFFD31. Em seguida, vá para o nome do arquivo para uma guia de dados característica de fluido simples para importar o arquivo da propriedade do óleo.

No modo parâmetro use os blocos THGCV01 ou THGCV02. Para definir a temperatura do ambiente como descrito no manuscrito insira os parâmetros ativos nos modelos de estimativa dos parâmetros. Em seguida, clique no botão executar na guia editor para executar o script para gerar todos os parâmetros de simulação.

No MATLAB, use o botão executar na guia do editor para executar o script para calcular o peso e ativar os modelos dinâmicos e térmicos com os parâmetros de simulação. Os resultados da simulação serão obtidos automaticamente pelo script. Com o botão executar na guia editor, execute o script para calcular a vida útil e o desempenho de confiabilidade do EVDP a partir dos resultados de simulação salvos.

Vá para o modo de simulação na plataforma de simulação do sistema para verificar os resultados. Em seguida, obtenha outros resultados de desempenho do EVDP a partir desses resultados de simulação de domínio de tempo. Para definir os parâmetros de simulação, verifique o modo parâmetro.

Em seguida, use o botão executar na guia do editor para executar o script para ativar os modelos dinâmicos e térmicos. Mais tarde, pressione a guia do modo de simulação para verificar as análises de sensibilidade e incerteza. A dinâmica de temperatura de diferentes partes EDVP são mostradas aqui.

A análise representativa ilustra a eficiência do EVDP em um ciclo de serviço completo. Sob a condição de carga total, o EVDP alcançou uma eficiência total de cerca de 80% Mais tarde, as perdas absolutas do EVDP caíram, juntamente com a diminuição da eficiência. A resposta de frequência de varredura examinou o desempenho dinâmico do EVDP.

No desempenho projetado do EVDP, foi prevista uma boa precisão de controle com um erro de 0,09 graus, enquanto a vida útil da bomba e a confiabilidade foram consideradas as mais fracas. Após a construção dos modelos propostos, o método de projeto preliminar completo pode ser desenvolvido. O método pode aumentar a aplicabilidade da bomba de deslocamento eletro variável, e os ativadores eletro-hidáticos associados.

Este método resolveu desafios comuns da fase de design, como parâmetros de certeza, e simulações multidisciplinares. Isso leva a um projeto preliminar mais confiável da bomba para ativadores eletro-hidráticos.