http://www.19851117.com/ 液压子站系统性能的仿真分析与实验验证    肇庆路灯车出租, 肇庆路灯车租赁
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      液压子站系统性能的仿真分析与实验验证    肇庆路灯车出租,  肇庆路灯车租赁,  肇庆路灯车公司     为验证建立的液压子站运动模型的准确性,本节利用联合仿真模型,对液压式CNG路灯车加气子站系统的工作过程及性能指标进行仿真研究。由于CNG路灯车加气子站的加气能力和加气规模较小,其运行特点具有三个明显的作业工况,加气低谷期(该段时间内仅有零星的一到两辆路灯车进站充装CNG);常规加气期(该段时间内平均同时有4辆路灯车进站充装CNG)和加气高峰期(该段时间内平均同时有8辆路灯车进站充装CNG)。由于CNG路灯车的充装量较大,加气时间较长,属于比较特殊的工况,所以本文按照液压子站实际使用工况,分别对路灯车PCU充装CNG(每辆车携带1个100L的储气瓶)和路灯车BUS(每辆车按携带8个100L的储气瓶核算)充装CNG两种情况进行模拟仿真。



       不同工况下,仿真过程中液压子站专用长管拖车中储气瓶内的压力变化情况、加气枪端的压力变化情况、液压子站动力系统的功率(Power)变化情况和单位时间液压子站的加气能力变化情况与实际测试的结果对比。由于在实际测验过程中,受客观情况的影响,以下三项参数与仿真工况的设定值有所差异:1)进站参与实际测验的CNG燃料路灯车组织引导过程比较顺利,平均每车的加气准备时间和缴费服务时间均小于仿真工况下的设定时间(120秒);2)液压子站专用长管拖车将CNG从母站转运至加气站时,储气瓶内CNG压力的初始值均低于仿真初始值(20MPa); 3)进站参与实际测验的CNG燃料路灯车(路灯车和路灯车)车载储气瓶内CNG压力的初始值是随机分布的,大部分初始压力与仿真初始值(IMPa)存在偏差。忽略上述客观因素差异化的影响,分析讨论如下:在加气低谷期,特别是当只有1辆路灯车连续进站加气的过程中,液压子站系统的加气速度非常快,平均每辆路灯车的纯加气时间仿真结果为96秒、实测结果为102秒。在仿真环境下,由于长管拖车储气瓶中的初始压力为20MPa(200bar),所以第一辆车在加气结束时,其内的压力将为192bar,CNG路灯车车载储气瓶内气体的最终压力为190bar,满足加气结束条件,所以该过程中液压泵没有启动,加气时间为60秒;而在实验环境下,由于长管拖车储气瓶中的初始压力为18.2MPa(182bar),所以第一辆车在加气时,液压泵启动,向长管拖车储气瓶中注油,推动其内部的气体进入CNG路灯车的车载储气瓶,该过程加气时间较长(142秒),加气结束时,长管拖车储气瓶内气体的最终压力为205bar,CNG路灯车车载储气瓶内的气体压力为204bar。所以,实验结果中电机的运行情况要比仿真工况下提前一个阶段。随着加气进程的推移,长管拖车储气瓶中的气体越来越少,每辆路灯车在加气的过程中,不管是仿真环境还是实验环境,液压泵都要启动一次,且运行时间和纯加气时间越来越短,系统的性能指标变化规律逐渐趋于一致。



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   当同时有两辆路灯车连续进站加气的工况中,仿真环境和实验环境的结果均显示每次加气过程系统的液压泵都要启动一次,两种情况的系统性能参数变化规律基本一致,由于在实验过程中,长管拖车储气瓶内的初始压力低于仿真环境,所以在第一个加气阶段,电机的运行时间较长。并且两种情况几乎都在2500秒处,长管拖车的1号储气瓶注油结束,系统开启回油程序,出现加气中断的现象,该时间段内加气的路灯车纯加气时间较长,仿真结果与实验结果比较一致。对于常规加气期,两种情况下平均每辆路灯车的加气时间开始变长(平均每辆路灯车的纯加气时间仿真环境为162秒,实验环境为155秒),每次加气过程系统的液压泵都要启动,系统性能参数变化规律基本一致,两种情况几乎都在1300秒和2800秒处,出现加气中断的现象,这是由于在这两个时刻,分别有一支储气瓶卸气结束,系统等待回油60秒后才能继续向下一支储气瓶中注油,并重新开启加气程序,所以在该工况下,忽略客观误差因素的影响,仿真结果与实验结果接近一致。由于路灯车的车载储气瓶装载量较大,所以液压子站系统在为路灯车加气的情况下,加气时间普遍较长。当系统内只有1辆路灯车连续加气时,两种情况中平均每辆路灯车的纯加气时间相差较大(仿真工况为280秒,实验工况为240秒),这是由于在仿真环境下,路灯车车载储气瓶内的最终压力均为200bar,而在实验过程中,特别是在长管拖车的某支储气瓶卸气结束,系统中断加气的时刻,恰好正在加气的路灯车车载储气瓶内气体的压力己达到驾驶员的期望值(180bar)时,路灯车便不再等待继续加气,选择终止加气。所以,在该工况下,实验的结果和仿真的结果存在一定的误差,且实验比仿真多服务1辆路灯车,实际加气量也比仿真结果高,但系统中各性能参数的变化规律基本相一致。当系统内同时有2辆路灯车连续加气时,仿真结果和实验结果表明,两种情况下液压子站系统各参数的变化规律基本一致。但是该工况下,平均每辆路灯车的纯加气时间较长,均超过了500秒(仿真结果为505秒,实验结果为520秒)。当系统内同时有3辆路灯车连续加气时,仿真结果和实验结果表明,每支长管拖车储气瓶中的气体载量仅能满足一个加气过程,液压子站系统中液压泵几乎持续工作,平均每辆路灯车的纯加气时间为750秒,系统的加气能力几乎饱和;由于实验环境中每支储气瓶的气体初始压力和装载量均小于仿真条件,所以每辆路灯车车载储气瓶内气体的最终压力均小于仿真结果,但两种情况下液压子站系统各参数的变化规律也近似一致。当液压子站系统同时为4辆路灯车连续加气时,系统的加气能力明显不足,导致每个加气过程的时间非常长,平均每辆路灯车的加气时间为1060秒,仿真结果和实验结果基本一致。综上分析,在不同工况下CNG路灯车液压加气子站仿真模型的各项性能参数变化规律与实际测试结果比较相符,且有7种工况的加气能力(系统加气量)误差均小于5%。所以本文所建立的理论模型是可接受的。



     
        小结(1)依据实际流体(液体和气体)的运动理论,对液压子站系统的主要工艺过程的进行了理论分析,并建立了各主要工艺过程的运动模型,提出了一种基于状态空间的液压子站系统理论模型,为进一步认识液压子站各子系统之间的逻辑关系和作用机理,定量地分析其内在变化规律,提供了理论参考依据。(2)依据液压子站系统中主要工艺过程的运动模型,利用AMESim仿真软件,结合Simulink/Stateflow建立了液压子站系统的AMESim/Simulink联合仿真模型,通过对液压子站不同运行工况下性能指标和参数的仿真分析与实验结果的对比,验证了本文所建理论模型的准确性,并且分析表明,液压子站系统的主要性能指标跟各个子系统的状态参数之间具有不可分割的联系。因此为更加清晰的描述液压子站系统的内在规律、进一步研究和优化该系统的整体性能,需从整体性上对液压子站系统进行系统结构分析,合理调整系统结构,协调各组成要素之间的关系,使系统达到整体最优。


  
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