液压助力

关键词：

液压助力（精选七篇）

液压助力 篇1

地弹簧是用于大型门开启的液压助力结构, 主要目的是缓冲大型门在开启时的振动和冲击, 同时减少开启门所需要的力。地弹簧通常有两种结构, 一种是采用涡轮装置作为压紧弹簧, 通过涡轮的正反装实现大型门的双向开启;另一种是采用齿轮齿条装置作为大型门的闭门器压紧装置, 这种装置就只能实现大型门单向开启。在实际生产中, 大型门的开启往往需要较大的推力和拉力才能完成大型门的开启, 给生产和生活造成了极大的不便, 所以有必要对地弹簧的结构进行研究。文章通过对大型门开闭过程中地弹簧液压助力结构的具体分析, 对地弹簧机械式液压助力系统和电子式液压助力系统进行了详细的对比分析, 对地弹簧液压助力系统的设计方案进行了探讨, 并分析了机械式系统和电子式系统各自的优点和缺点, 为地弹簧的进一步改进和推广提供了有力的支持。

2 液压助力的地弹簧设计分析与探讨

2.1 地弹簧的结构分析

地弹簧的基本结构有地轴和天轴两部分组成, 地轴又叫地脚。天轴是指在大型门的上方连接门框和门扇的部件, 通常采用插销式的轴和轴套进行连接, 再通过螺栓进行调节;而地轴则是与地面平行, 对大型门的开启进行控制。

从机械制造的角度分析, 地弹簧采用涡轮结构作为弹簧的压紧装置比齿轮齿条作为压紧装置的闭门器要小, 地弹簧进行关门时的力臂结构也相对较短, 从而导致地弹簧的质量和使用寿命受制于结构设计的准确性和加工精度, 而加工精度要求的提高会大大加剧地弹簧的生产成本。另外, 双向开门的门扇在开启过程中会对地弹簧施加很大的载荷, 使地弹簧反复受到交变载荷的疲劳应力而减少寿命, 又因为不同开启频率的门的地弹簧使用寿命差距很大, 所以无法确定地弹簧的更换周期, 同时地弹簧的安装精度也会影响其使用寿命, 地弹簧的长期拉伸会造成地弹簧的弹力减弱, 影响其正常使用, 而且门扇的运动给地弹簧造成很大的扭矩, 加剧了主轴和轴承之间的磨损, 极易造成地轴的偏心、漏油等问题, 使大型门无法正常使用。

鉴于地弹簧的诸多缺点, 需要对其进行改进设计, 但是从涡轮到液压泵的机械技术都已经非常成熟很难做出较大突破, 所以文章引入电子控制技术, 对这些问题进行改进, 为地弹簧的优化设计提出了新的思路。

2.2 电子液压助力技术在地弹簧设计中的应用分析

电子液压助力技术的助力原理和机械式的完全相同, 最大的区别在于将不再使用发动机驱动液压泵, 而是采用电力驱动电子泵, 这样就能够更细微的控制地弹簧的力度大小, 其性能对比如表1所示。

电子液压助力技术的主要改进是在传统的机械助力基础上增加了流量控制阀、测速传感器、电子控制单元以及信号处理器等, 主要是将传感器测量的信号传递到信号处理器和电子控制单元, 对门开启的速度实时控制, 可以满足大型门的高、低速的助力要求。

目前采用的地弹簧的电子液压助力系统的主要构件为:助力传感器、助力控制单元、电动泵、转向机、储油罐等, 这种结构的最大好处在于转向油泵的驱动不再有人力维持, 二是通过电动机来驱动, 并且通过电控系统使转向、转矩的控制更加实时化、自动化, 具体控制流程为:首先转矩传感器、转向传感器等收集相应的信息, 将这些信息转化成模拟量传递给电子控制器, 电子控制器将模拟量转化成数字量, 然后处理给信号逻辑处理器, 然后由信号处理器出理后输出给电动液压泵, 控制液压泵的流量, 从而控制传动机构, 最后控制门的转动, 在门闭合时, 液压系统通过回油, 使门扇回到原本的位置, 而此时单向节流阀可以达到缓冲的目的。电子液压助力系统目前广泛应用在汽车领域, 能够达到节省油耗、转向轻便的效果, 深受驾驶者的喜爱。

2.3 电子液压助力地弹簧的优缺点分析

采用电子液压助力的地弹簧闭门器的主要优点如下: (1) 降低了能耗。机械式的液压系统能量消耗是恒定的, 在门扇不运动时仍然保持着能耗, 极大的浪费的能量; (2) 保证了转向的实时性。电子液压助力系统能够保证电动机与助力结构直接相连, 使系统直接作用于转向轴, 没有机械转向系统的迟滞效应, 大大增强了转向的实时性; (3) 提高了大型门开闭的稳定性。采用电子控制的液压助力系统能够细微的控制转向的速度, 使门在开闭过程中不会出现卡断的现象; (4) 提供可变的转向动力。通过软件编程和信号控制器的控制可以随时调节系统的转向动力, 使开闭门更加的省力; (5) 使用绿色能源, 降低环境污染。电子液压助力的地弹簧, 大大降低了发生液压油泄漏的可能性, 顺应绿色化的时代优势。

虽然从技术、功能以及经济性方面看, 电子液压助力系统较机械液压系统有较大的优势, 但是电子液压助力系统也具有自身的缺点, 具体如下: (1) 电子液压助力的地弹簧造价较高。与成熟的传统机械式助力系统相比, 电子控制系统的制造成本更高, 技术也更复杂, 保养和维修的成本也更高; (2) 可靠性较差。与传统液压助力相比, 电控系统除了可能出现转向机构故障、液压机构故障外, 还可能出现电气故障, 而且维修更加困难; (3) 电子液压助力系统的负荷较小。电子液压助力系统采用电子泵控制, 功率和载荷受限, 很难满足特大型门的需求; (4) 机械式助力系统的发展。机械式助力系统的迅速发展, 使机械式液压助力系统也能满足随速可变功能, 甚至出现可变速比的转向功能, 导致电子式液压助力系统不占优势。

2.4 液压助力地弹簧的使用注意事项

在液压助力地弹簧闭门器使用过程中应该注意以下事项: (1) 机械液压式的助力系统要经常对储油罐里的油量进行检查, 油量不能过少, 如果有噪音或开闭很费力, 应该检查油泵, 以及油压等; (2) 电子液压式的系统也要注意助力油量的多少, 一旦警示灯亮, 一定要马上进行检查; (3) 在门开启过程中, 如果发现速度又突变, 或者有卡壳现象, 一定要使用专用设备对系统进行故障检测, 不能继续使用, 以免发生危险。

3 结束语

文章通过液压助力地弹簧设计过程中的机械式液压助力系统和电子液压式助力系统的具体阐述, 对电子液压式助力系统的特点进行了详细的探讨, 并与相应的机械液压式系统方案进行对比分析, 说明了电子液压式系统的优点和劣势, 并在最后对这两种液压助力系统的使用注意事项进行了论述, 为液压助力的地弹簧设计提供了技术上的支撑。

摘要：地弹簧是目前广泛应用的一种液压助力闭门器, 压紧装置采用涡轮装置, 开启过程需要很大的外力。文章结合生产实际, 对电子液压助力技术在地弹簧设计上的应用进行具体的探讨, 提出了更合理、更省力的地弹簧结构, 为地弹簧的进一步优化和改进提供了有效的技术支持。

关键词：地弹簧,液压助力,探讨,设计

参考文献

[1]陈沃林, 梁文锋.地弹簧防火玻璃门的特性与应用[J].广东建材, 2010, 26 (12) :52-54.

[2]解后循, 高翔.电控/电动液压助力转向控制技术研究现状与展望[J].农业机械学报, 2007, 38 (11) :178-181.

液压助力 篇2

汽车转向器是影响汽车主动安全性和操纵稳定性的重要部件。20世纪70年代, 齿轮齿条式转向器在轻型车上开始推广使用。由于电控液压助力转向系统不仅能保证汽车低速行驶时驾驶员转向的轻便性, 还可以保证高速时有一定的路感, 从而提高汽车行驶的安全性和操纵的稳定性, 节约了发动机的能量, 提高了燃油的经济性, 有利于环境保护。与传统的液压动力转向系统相比, 电控液压助力转向系统可以实时调节助力, 所以, 在美国、日本和欧洲等地, 轿车上基本都安装了电控助力转向系统。

EHPS系统除了具备传统的HPS的优势外, 还有以下3个优点: (1) 实时调节助力。在原地转向或汽车低速行驶时, 液压泵仍然能提供比较大的转向助力, 以保证汽车转向的轻便性;汽车在高速行驶时, 则提供比较小的转向助力, 保证汽车高速时的转向路感, 从而协调转向轻便性与路感之间的矛盾。 (2) 降低发动机能耗, 节约能源。根据不同的行驶工况, EHPS系统可以调节电机的转速, 控制液压泵的流量, 开式电控液压助力转向系统在非转向工况下, 电机低速运转, 大大降低了发动机的能量消耗;闭式电控液压助力转向系统在非转向工况下, 靠蓄能器供油, 不消耗能量。 (3) 控制器具有可编程性。通过控制器软件的控制程序改变助力, 使汽车具有良好的转向助力特性和转向路感。

2 EHPS的结构

该系统设计的电控液压助力转向系统 (EHPS) 的工作结构如图1所示。其主要包括车速传感器、转矩传感器、电子控制单元 (ECU) 、无刷直流电动机、转向盘、扭杆、转向柱、齿轮齿条转向器、转阀、液压管路、助力液压缸、转向油泵、压力限制阀和储油罐等。

3 EHPS的工作原理

EHPS系统工作原理是:电子控制单元 (ECU) 实时根据车速传感器和转矩传感器等的信号计算出合适的电机转速, 并通过PID控制器调节电机达到合适的转速, 进而驱动转向油泵为系统供油。转向油泵将高压油从出油孔泵出, 经过出油管进入转向阀, 当有转向操作时, 转阀利用阀芯与阀套的相对运动控制高压油进入转向助力缸的一侧, 使转向助力缸左右两缸两侧产生压力差, 从而产生助力, 推动活塞向压力比较小的液压缸运动, 另一侧液压缸的低压油流入储油罐。同时, 液压助力缸活塞运动产生适当的助力带动齿轮齿条式转向器的传动装置运动, 帮助汽车车轮转向。当无转向操作时, 高压油不进入液压助力油缸, 会直接被压出来流入储油罐。

4 EHPS的特点

电控液压助力转向系统是由独立于发动机的无刷直流电动机驱动液压泵工作供油的, 并且可以根据转向需求实时调节转向助力, 使汽车具有良好的转向特性。在汽车原地转向或者低速行驶时, 电机转速的提高为驱动液压泵提供了比较大的供油量, 而在汽车高速行驶时, 电机转速降低, 液压泵供油量降低, 即当汽车在原地转向或者低速行驶时, 驾驶员需要提供比较大的转向助力转向, 以解决汽车低速转向轻便性的问题;当汽车高速行驶转向时, 助力要偏小, 这样, 不仅优化了转向的操纵特性, 还克服了转向“发飘"的感觉, 使驾驶员操纵时有显著的“路感", 从而保证汽车高速行驶时的安全感和稳定性, 降低发动机的油耗。因此, 电控液压助力转向系统不但满足了汽车转向时对转向系统的要求, 又达到了节能的目的。

综上所述, 电控液压助力转向系统具有以下特点: (1) 按照国家节能减排的要求, EHPS的性能、价格比较高, 完全符合机电液一体化的发展方向。 (2) EHPS是在传统的液压助力转向系统基础上, 增加了电机和电子控制器改动而成的, 以前的系统可以利用, 不需要有较大的改动。同时, 可以将电动机、液压泵、储油罐、溢流阀和电子控制单元 (ECU) 等集成在一起, 构成结构紧凑、占用空间小、便于安装的电动液压泵。 (3) 相对传统的液压助力转向系统, EHPS可以实时调节助力, 节省发动机能耗;相对于电动助力转向系统, EHPS手感好, 提供的转向助力比较平滑, 而且比较大。 (4) 采用电机代替发动机驱动转向油泵, 实时控制液压泵流量, 只在转向需要时提供液压助力, 降低了发动机的消耗, 有效提高了燃油的经济性。根据相关文献可知, 其最多能节约85%的能源。 (5) EHPS可以通过软件编程进行优化, 实时控制助力的变化, 有效改善了汽车转向特性和操纵稳定性, 提高了驾驶员的安全性和舒适性, 协调了低速时转向轻便于高速时转向路感之间的矛盾。

摘要：电控液压助力转向系统采用电机驱动转向油泵工作, 可以实时调节助力, 不但节省转向燃油消耗, 还解决了低速转向轻便性与高速转向路感之间的矛盾。简要介绍了EHPS的国内外发展现状及其主要特点, 以期为相关工作提供参考和借鉴。

关键词：EHPS,电控液压助力转向系统,转速,路感

参考文献

[1]耿国庆, 苗立东, 李强.电动液压助力转向系统设计方法[J].农机化研究, 2006 (06) :207-209.

[2]石培吉, 施国标, 林逸, 等.电控液压动力转向系统匹配及控制策略分析[J].拖拉机与农用运输车, 2009 (02) :14-20.

[3]李宏伟.电动液压助力转向系统数字化控制研究[D].天津:天津大学, 2006.

液压助力 篇3

一、故障现象

汽车转向时, 驾驶员转动方向盘感到沉重而费力, 视为转向沉重。

二、原因分析

1.润滑不良

润滑不良使相对运动的配合机件发生干摩擦, 摩擦系数增大, 导致转向沉重。

2.装配过紧

转向系统内的配合机件装配过紧, 使两机件摩擦表面的接触应力增大, 导致转向沉重, 其装配过紧的部位有:

(1) 转向器EQ1141液压助力转向系统采用循环球式转向器。支承转向螺杆的两个推力球轴承预紧力过大, 钢球尺寸偏大, 齿扇与齿条啮合间隙过小等, 可能导致转向沉重。

(2) 转向传动机构弹簧的预紧力大小是靠调整螺塞来调整的, 若螺塞旋入过多, 就会使弹簧的预紧力过大, 而将球头销夹持过紧, 从而使两机件摩擦阻力增大, 导致转向沉重。

(3) 转向节主销与衬套装配过紧而引起转向沉重。

3.滚动阻力过大

滚动阻力主要是由于车轮与路面的变形产生的。车轮沿硬路滚动, 路面变形很小, 轮胎内部的缓冲层、布帘层、胎冠等发生相互摩擦, 同时与地面接触面积增大 (即摩擦面增大) , 从而引起滚动阻力增大;车轮在软路面上行驶, 轮胎变形小, 路面变形大, 同样会使轮胎与路面接触面积增大而摩擦阻力也增大。车轮滚动时产生的变形与摩擦均会引起转向沉重。

4.推力轴承影响

在转向节下耳与前梁拳部之间装有推力轴承, 使前轮转向灵活轻便。但是, 由于推力轴承磨损过甚而滚动体失圆、毛面或缺润滑油, 原来的滚动摩擦变为部分或全部滑动摩擦, 从而增大了摩擦阻力, 引起转向沉重。

5.前轮定位失准

对汽车前轮的要求是:行驶时应做纯滚动, 如果前轮定位失准, 就会使前轮连滚带滑, 引起车轮与路面摩擦阻力增大, 导致转向沉重。

三、诊断步骤

诊断时应先了解情况, 如果维修后转向明显沉重, 说明装配或调整过紧;若未进行维修, 说明润滑不良可能性很大, 或者是推力轴承磨损过甚而引起转向沉重;若发生撞车事故后引起转向沉重, 说明是前轮定位失准所致。

1.润滑问题

可采用对润滑部位进行润滑, 若润滑后转向变轻, 便说明转向沉重是因润滑不良所致。

2.轮胎气压

检查轮胎气压若气压不足, 按规定充气。

3.检查装配是否过紧的检查步骤

(1) 将汽车前部支起, 使前轮悬空, 并转动方向盘, 若轻便, 则说明转向沉重是转向节下耳与前梁拳部所装推力轴承损坏, 或是前轮定位失准, 或者是轮胎气压不足所致 (轮胎气压不足可直观判断) 。若仍转向沉重, 再按下列步骤进行检查调整。

(2) 将转向摇臂拆下, 转动方向盘, 若转向轻便, 表明引起转向沉重的是转向传动部分或转向节主销与衬套装配过紧和无润滑所致。若脱节后仍转向沉重, 表明是转向器装配过紧, 应予以调整。否则, 是传动件装配过紧, 应调整。

(3) 检查横拉杆、直拉杆、转向节主销。用手抓住横拉杆或直拉杆, 来回绕其轴心线转动, 若转动轻便, 表明转向沉重与直、横拉杆球铰链无关。若转动费力或转不动, 说明转向沉重是球铰链调整螺塞过紧所致。应重新调整。其调整方法如下:取出开口销, 用扳手将螺塞旋出则变松, 反之, 则变紧。若以上调整后, 转向仍然沉重, 表明问题在转向节主销。如主销和转向节推力轴承润滑不良应添加润滑脂。或者由于主销与转向节衬套配合间隙过小, 应检测铰削衬套。

(4) 前轮定位失准的检查。被检车辆在硬质路面上 (水泥路面上) 直线行驶过后, 若在路面上留下印迹, 表明前轮定位失准, 应检查前轮定位或车架及前轴变形情况, 并针对故障所在进行排除。

前轴变形, 可通过检测主销内倾、后倾和前轮前束测出。车架变形, 可通过测量前、后桥两端轴距查出。检测主销倾角。

诊断结果为左侧转向节主销平面轴承损坏。

四、结构分析

转向桥是利用车桥中的转向节使车轮可以偏转一定角度, 以实现汽车转向。EQ1141转向桥主要由前梁、转向节和主销组成。

前梁用钢材锻造, 两端加粗的拳部有通孔, 主销即插入此孔内, 用带有螺纹的楔形锁销将主销固定在拳部孔内, 使之不能转动。前梁经主销与转向节相连, 车轮可绕主销偏转, 从而实现汽车转向。

为了减少磨损, 转向节内端两耳部通孔内压入铜衬套, 销孔端部用盖加以封住, 并通过转向节上的黄油嘴注入黄油。转向节上耳与前梁之间采用了一组2.1～2.8mm的不同厚度的调整垫片, 用来调整转向节叉的轴向间隙, 要求其间隙在0.1mm以下。不同厚度的垫片可以避免垫片太薄装配时易变形, 不易保证间隙的缺点。在转向节下耳与前梁之间装有推力滚子轴承以减少转向阻力, 止推轴承上端有“O”形密封圈, 下端靠橡胶刃口进行端面密封, 既可以保证转向轻便, 又提高了轴承的使用寿命, 减轻主销锈蚀。

靠转向节耳部有一方形凸缘, 用以固定制动底板。左转向节两耳的上端的锥形孔用来安装转向节臂, 下端的锥形孔分别用以安装左右转向梯形臂。转向节轴颈用内外两个滚子止推轴承和支承轮毂, 并通过轴承调整螺母、止推垫圈、锁止垫圈、锁止螺母与转向节安装于一体, 轴承紧度用调整螺母加以调整。轮毂与车轮用螺栓连接, 其内端是制动鼓, 轮毂轴承采用润滑脂润滑。为防止润滑脂浸入制动鼓, 影响制动效能, 在内端轴承内侧装有油封, 若油封漏油, 则外端的挡油盘仍足以防止润滑油进入制动器内;外轴承外端用轮毂盖加以防尘。

五、故障排除

更换转向节主销平面轴承。

(一) 拆卸步骤

1.用千斤顶在前轴下端面选择合适的位置支起故障侧车轮。注意不要挡住转向横拉杆。

2.拆下半轴外端油封盖。整体拆下轮胎和轮毂总成。拆卸制动底板总成。清理尘土。

3.拆下转向节上耳孔的转向节臂和下耳孔的转向梯形臂。

4.用专用工具压出主销。

发现主销锈蚀严重, 衬套损坏。上耳孔黄油嘴堵塞。平面轴承外座圈压坏, 滚柱散落。

(二) 装复步骤

1.购回专用主销更换零件包。在转向节上、下耳孔内用专用工具压入衬套。并试装主销, 发现上端衬套过紧, 用锉刀铰削, 砂纸磨平, 至主销能在孔内轻松滑动为止。

2.装入主销。平面轴承抹足黄油并注意平面轴承的安装方向。用调整垫片调整拳形孔与转向节耳孔的间隙。

3.装复转向节臂和转向梯形臂。

4.装复制动底板。

5.清洗轮毂轴承并抹足黄油, 更换油封并装复轮胎和轮毂。拧上半轴外端油封盖。

液压助力 篇4

为了提高汽车的转向操纵性能,现代汽车已普遍安装各类助力转向系统,其中齿轮齿条式液压助力转向系统在轿车和轻型货车上被广为采用。

转向系统刚度会改变车辆前轮的侧偏刚度,进而影响汽车的不足转向度,另外对车辆的转向灵敏性和轻便性也会产生影响[1,2]。路感特性是驾驶员在进行转向动作时,通过转向系统获得对路面状况和阻力变化的直接感觉[3]。由于液压助力的采用,转向系统刚度和路感特性会产生相应的改变。

根据齿轮齿条式液压助力转向系统的实际结构,建立了考虑转向立柱弹性和扭力杆弹性的转向系统模型,对转向系统刚度和路感特性进行分析,找出二者与液压助力的关系。

1齿轮齿条式助力转向系统结构

图1是简化的齿轮齿条式液压助力转向系统方向盘输入转角(力矩)通过转向立柱和扭力杆传给转向小齿轮,转向小齿轮与转向齿条啮合将输入信息传给转向齿条;同时由于扭力杆的变形α带动液压控制阀的变化,在齿条助力油缸两端产生压力差P产生转向助力。

1—转向盘,2—转向立柱,3—扭力杆,4—转向齿条, 5—转向小齿轮,6—齿条助力油缸

1.1 齿条输出力分析

齿条的输出力F一部分来自驾驶员的力矩输入,一部分来自助力。

$F=\frac{{\rm T}}{r}+{\rm P}\cdot A(1)$

F:齿条输出力;

T:方向盘输入力矩;

r:小齿轮半径;

P:助力压力差;

A:助力油缸活塞面积。

1.2 齿条位移分析

齿条的理想位移d是方向盘输入角θin在不考虑转向系统弹性的情况下产生的齿条位移,但实际上转向系统由于转向立柱和扭力杆的存在,必然会产生相应的弹性变形角θ,这样就使得齿条的实际位移d′与理想位移d产生差值L。

L=d-d′=θr (2)

d:齿条理想位移;

d′:齿条实际位移;

θ:转向系统总变形角;

θin:方向盘输入角;

L:齿条位移差。

2 转向系统刚度分析

转向系统刚度定义为齿条输出力与齿条由于转向系统弹性产生的位移差的关系[4]。

如图1,方向盘力矩T与转向系统弹性变形角θ有如下关系:

${\rm T}=\theta \frac{{\rm K}t\cdot {\rm K}r}{{\rm K}t+{\rm K}r}(3)$

Kt:扭力杆刚度;

Kr:转向立柱刚度。

将式(3)代入式(1),得:

$F=\frac{\theta }{r}\frac{{\rm K}t{\rm K}r}{{\rm K}t+{\rm K}r}+{\rm P}A(4)$

式(4)对θ求导,得:

$\begin{array}{l}\frac{\text{d}F}{\text{d}\theta }=\frac{1}{r}\frac{{\rm K}t{\rm K}r}{{\rm K}t+{\rm K}r}+\frac{\text{d}{\rm P}}{\text{d}\theta }A=\\ \frac{1}{r}\frac{{\rm K}t{\rm K}r}{{\rm K}t+{\rm K}r}+\frac{\text{d}{\rm P}}{\text{d}\alpha }\frac{\text{d}\alpha }{\text{d}\theta }=\\ \frac{1}{r}\frac{{\rm K}t\cdot {\rm K}r}{{\rm K}t+{\rm K}r}+\frac{\text{d}{\rm P}}{\text{d}\alpha }\frac{A{\rm K}r}{{\rm K}t+{\rm K}r}(5)\end{array}$

α:扭力杆变形角;

根据式(2),得:

dL=dθ r (6)

将式(6)代入式(5),得:

$\frac{\text{d}F}{\text{d}L}=\frac{{\rm K}t{\rm K}r}{{\rm K}t+{\rm K}r}+\frac{\text{d}{\rm P}}{\text{d}\alpha }\cdot \frac{Ar{\rm K}r}{{\rm K}t+{\rm K}r}(7)$

助力特性是助力压力随方向盘力矩的变化关系$\frac{\text{d}{\rm P}}{\text{d}{\rm T}}$:

$\frac{\text{d}{\rm P}}{\text{d}{\rm T}}=\frac{\text{d}{\rm P}}{\text{d}\alpha }\frac{\text{d}\alpha }{\text{d}{\rm T}}=\frac{\text{d}{\rm P}}{\text{d}\alpha }\frac{1}{{\rm K}t}(8)$

将式(8)代入式(7),得转向系统刚度:

$\frac{\text{d}F}{\text{d}L}=\frac{{\rm K}t{\rm K}r}{{\rm K}t+{\rm K}r}+\frac{\text{d}{\rm P}}{\text{d}{\rm T}}\cdot \frac{Ar{\rm K}t{\rm K}r}{{\rm K}t+{\rm K}r}(9)$

转向系统刚度会随着助力特性变化率的升高而增大。如果是纯机械转向${\rm K}t=\infty ‚\frac{\text{d}{\rm P}}{\text{d}{\rm T}}=0$则

$\frac{\text{d}F}{\text{d}L}={\rm K}r(10)$

由图3可知,由于液压助力的采用,在中心区小转角附近不施加助力的情况下,转向系统刚度小于纯机械转向系统刚度。随着助力变化率的增大,转向系统刚度会大于纯机械转向系统刚度。

图4是某车辆转向系统齿条输出力与齿条位移曲线,由该图可以看到,齿条输出力随着齿条位移差的增加而增大,斜率呈现上升趋势。这主要是由于助力特性变化率逐渐增加造成转向系统刚度增大的原因。

3 转向系统路感分析

路感的强弱通常用路感强度E来表示。其定义为:转向负载增加单位值时对应的方向盘操纵力矩的相对变化量。

对于齿轮齿条式液压动力转向系统,路感强度用下式表示[5]:

$E=\frac{\text{d}{\rm T}}{\text{d}F}(11)$

其中,T为方向盘操纵力矩,F为齿条输出力。

由式(1),得:

$\frac{\text{d}F}{\text{d}{\rm T}}=\frac{1}{r}+\frac{\text{d}{\rm P}}{\text{d}{\rm T}}A(12)$

式(12)的倒数,即为转向系统路感:

$\frac{\text{d}{\rm T}}{\text{d}F}=\frac{r}{1+rA\frac{\text{d}{\rm P}}{\text{d}{\rm T}}}(13)$

转向系统路感特性会随着助力特性变化率的升高而减小。如果是纯机械转向$\frac{\text{d}{\rm P}}{\text{d}{\rm T}}=0$,则

$\frac{\text{d}F}{\text{d}L}=r(14)$

图6是某车辆转向系统方向盘力矩与齿条输出力特性曲线,由该图可以看到,方向盘力矩随着齿条输出力的增加而增大,但斜率逐渐变小,增大趋势逐渐变缓。这也是助力特性变化率的影响所致。

4 具体实例分析

针对两种典型的助力特性曲线进行分析,研究不同助力曲线对转向系统刚度和路感的影响。

图7是两种典型的助力曲线,助力压力随方向盘力矩的变化关系。一般分为3个区间。Ⅰ区即直线行驶位置附近小角度转向区,该区间基本无助力。Ⅱ区属常用转向区,该区间转向助力作用明显,对整车转向性能有较大影响。Ⅲ区为最大转角区,接近于原地转向情况,此时转向阻力最大,需要施加较大的助力作用。曲线A与曲线B在Ⅰ区和Ⅲ区一致,在Ⅱ区有明显的不同,曲线B为斜率恒定的直线变化,而曲线A则为曲线变化,两者的差异对车辆转向系统刚度和路感会产生很大的影响。

4.1 不同助力特性转向刚度的变化

图8表明在车辆进入转向区后,由于曲线B是斜率恒定的直线变化,因此其转向系统刚度变化恒定,相比曲线A的刚度较大。意味着小的齿条位移差会产生大的齿条输出力,从而使驾驶员在转向时需要施加较小的力矩,从而有较好的转向轻便型。

4.2 不同助力特性转向路感的变化

图9表明在车辆进入转向区后,曲线B进入路感恒定区,路感比曲线A路感大,对于重型车辆转向,曲线B能够提供优于曲线A的路感。意味着在转向过程中保证较大齿条输出力的情况下,仍然具有较好的路感曲线A和曲线B在车辆中心区范围的低方向盘力矩驾驶区域,转向系统刚度一致,均低于转向区刚度。事实上,车辆在转向区受到的阻力较大,转向系统具有较高的刚度对于保持车辆灵敏性具有很重要的意义。在中心区路感较大,也满足车辆在该区域需要较强路感的需要[6]。

5 结论

刚度和路感是转向系统重要的特性参数,它们对车辆的操纵稳定性和驾驶员的主观评价会产生很重要的影响。通过本文分析,得出以下几点结论:

1.由于液压助力的采用,使得转向系统刚度和路感特性呈现出明显的非线性特征。

2.转向系统刚度随着助力变化率的增大而增大,齿条输出力随齿条位移差的增加而增加,斜率呈上升趋势,增加幅度不断加大。

3.转向系统路感随着助力变化率的增大而增大,意味着方向盘力矩随齿条输出力的增加而增加,斜率呈下降趋势,增加幅度不断减小。

参考文献

[1]米奇克M.汽车动力学(C卷).北京:人民教育出版社,1997

[2]郭孔辉.汽车操纵动力学,长春:吉林科学技术出版社,1991

[3] Salaani MK,Heydinger G,Grygier P.Modeling and Implementationof steering feedback for the national advanced driving simulator.SAEPaper 2002-01-1573

[4] Adams W K,Topping R W.The Steering characterizing functions(SCFs)and their Use in steering System specification,simulation,and synthesis.SAE Paper 2001-01-1353

[5]毕大宁.汽车转阀式动力转向器的设计与应用,北京:人民交通出版社,1998

液压助力 篇5

电控液压助力转向系统采用无刷直流电机代替发动机直接驱动转向油泵供油, 再通过控制转阀的面积, 控制转向助力缸的液压油的压力, 进而调节系统的助力。当电子控制单元 (ECU) 接收转向盘转矩和车速两个信号信号后, 按照第二章设计的助力特性曲线的助力算法, 来确定电机的目标转速, 进而通过电机的转速、电流双闭环PID控制器系统调节电机的输出转矩, 从而进一步确定目标转矩。

2 PID控制器的算法

经典的PID控制器在生产工程中是最常用、最简单的控制方法, 系统由被控对象和模拟PID控制器组成, 其控制原理是将目标偏差的比例 (P) 、微分 (D) 和积分 (I) 通过线性组合运算构成目标控制信号, 然后通过现场的反复试验和调试, 使系统满足课题的设计指标。由于PID控制器不考虑实际模型性能的变化, 所以不必要算出被控对象的准备的数学模型, 因此本课题中采用PID控制器实施控制电机转速的大小。

如图1所示为经典的PID控制原理图。PID控制原理简单、实现方便、鲁棒稳定性强、技术成熟、适用范围广, 并且PID控制器的转速和电流的反馈控制可以保证被控对象的准备精度, 通过被控对象的当前实际值和理论值的比较, 把二者的偏差输入到控制系统, 重新得到一个新的控制量, 从而减小了被控对象的控制误差。但是PID控制器存在一个很大的缺点:控制器的比例、积分、微分参数需要反复不断的进行试验调节, 而且在很大程度上依据经验值, 很难确定。

PID控制器的系统输入值rin (t) 与实际输出值yout (t) 在t时刻的偏差值可以表示为:

在模拟控制系统中, 其控制原理可以表示为:

PID控制器的传递函数的可以表示为:

式中:kp-比例系数;

T2-微分时间系数

T1-积分时间系数;

当确定好控制对象的数学模型后, 然后确定好比例参数Kp、积分参数Ki、微分参数Kd, PID控制器就可以立即对控制对象进行精确的控制。确定PID控制器三个参数的方法包括:临界灵敏度法、Ziegler-Nichols经验公式法、基于增益优化的整定法、性能指标设定法、基于总和时间常数的整定法、ISTE最优设定法等。其中普遍采用Ziegler-Nichols经验公式法。

Ziegler-Nichols经验公式法确定PID控制器三个参数的方法:首先假设微分Kd=0, 然后通过改变比列参数Kp直到系统开始振荡, 并且记录下次临界状态的Kp值是Kcr, 其振荡周期是Tcr。

3 无刷直流电机的控制

本文中转速作外环、电流作内环的双闭环系统的PID控制调节无刷直流电机的转速。转速、电流的双闭环PID控制系统需要分别检测电机的转速、电流分别作为反馈量, 与预先设定的值进行比较构成控制信号。采用串联方式将电流环和速度环连接, 外环为速度环, 内环为电流环, 电流调节器的输入为速度调节器的输出。一方面由于电磁时间常数比较小, 系统的响应速度比较快, 将内环设置为电流环可以改善系统的调节速度, 从而提高系统的动态性能;另一方面电流内环可以进一步控制电机的电流, 提高了电机的抗扰动能力起动能力和抗负载能力。

整个转速、电流双闭环电机调速系统的控制策略可以分为两层:第一, 无刷直流电机实际转速通过调节转速PID控制器的三大参数与电机的目标转速保持一致;第二层, 电机实际电流通过调节电流PID控制器的三大参数与电机的目标电流保持一致。

PID双闭环调速系统的工作特点是, 电流调节器和转速调节器是相互独立的, 而且转速调节器的输出作为电流调节器的输入, 从而通过调节速度偏差, 电流调速器随着速度偏差的改变调节电机的实际电流值。当实际的电机速度比转速给定值小时, 促使转速调节器的的积分环节作用加大, 使系统的速度输出提高, 即电流调节器的输入增加, 通过电流环调节器调节电机电流不断增加, 从而电机转矩增加, 电机转速也不断提高;当实际的电机速度比速度给定值高时, 速度调节器的输出减小, 即电流环的输入减小, 然后通过电流环调节器调节电机电流下降, 从而电机的转向不断减小。

由于PID控制器电流环的等效时间常数比较小, 当PID控制器系统受到外来的干扰时, 能够立即地作出反应, 抵制干扰的影响, 提高系统的稳定性和系统响应的抗干扰能力。并且双闭环调速系统具有“以速度调节系统的输出值作为电流调节系统的给定输入值”的特点, 对电机的逻辑功率元件起到有效的保护作用。因此, 无刷直流电机的转速、电流双闭环控制的直流调速系统得到了广泛的应用, 具有一定的价值。

4 结论

本文通过对电机的工作结构、工作原理以及PID控制器的原理、PID三大参数的确定方法的分析, 提出采用转速、电流的双闭环的调节方法控制对无刷直流电机转速。

参考文献

[1]惠晓丹.汽车电控液压助力转向系统的动力学分析和仿真[D].重庆:重庆交通大学, 2010, 4.

液压助力 篇6

随着科技的发展,人们对汽车行驶的舒适性和安全性要求逐渐提高,汽车已越来越趋向于高端化、安全性方面的发展,转向系统对汽车行驶安全性起着至关重要的作用。

但是多轴转向的重型卡车当转向泵失效或发动机突然熄火时,系统液压油会形成较大的回油阻尼,增大转向阻力,使转向变得异常困难,甚至转向失控。光靠驾驶员的手力是转不动方向盘的,欧洲经济委员会第79号法令及我国GB17675也规定了汽车转向系的基本要求,对于转向失效的助力转向器都规定了其转向力和转向操作时间,这就是说当转向系统失效时,要有一套应急系统来保证汽车短时间内的助力转向,因此可实现应急转向功能的双回路液压控制转向系统应运而生。

1、双回路液压控制转向系统简介

1.1 原理

双回路液压控制转向系统是在原液压动力转向系统的基础上添加了新的功能部件,为车辆转向增加一套可自动选择的安全装置。在车辆行驶过程中,一旦发动机停车或主转向油泵出现故障,系统将自动切换到应急供油管路,从而保证转向系统正常工作,保障驾乘人员和车辆的安全。

双回路转向系统原理简图如下:

如图1所示,整车双回路液压控制转向系统包括两个三口油罐(1)、应急泵(2)、转向叶片泵(3)、应急阀(4)、方向机(5)、助力缸(6)及油管接头附件。

车辆正常行驶情况下,转向叶片泵输出油通过应急阀进入转向机,应急泵油液通过应急阀回油罐。当发动机熄火或转向叶片泵出现故障时,应急阀将应急泵油液切换到转向机,由应急泵和转向叶片泵同时为转向机供油,实现应急转向。应急泵动力来源于变速箱或分动箱,是由车轮拖动的,只要车辆在行走,车轮在转动,应急泵就可以工作,为系统提供压力油。应急泵具备双旋向工作特点,能够保证在任何情况下为转向系统提供液压助力,保证车辆正常转向。

1.2 车辆带有应急系统的功用

带有应急系统的车辆转向系统在以下状况中能正常工作:

(1)发动机熄火不能正常运转等故障时;

(2)主转向泵失效不能提供所需流量时;

(3)怠速转向流量小(此时主泵和应急泵同时供油)从而解决怠速方向沉重问题。

总之,应急转向系统在发动机和主转向系统出现任何故障时,都能保证行走车辆具备转向能力,最大程度提高车辆的安全性能。

2、双回路液压助力转向系统流量需求分析

2.1 主泵流量分析

当主泵正常工作时,应急泵不参与方向机流量供应,动转泵控制流量计算如下:

对于双前桥转向的汽车,转向系统存在转向助力缸,所以计算增加转向助力缸需求流量,双前桥转向系统的简图如下:

Fasist——助力缸输出力,N

V——转向助力缸推进速度,mm/s

实际的动转泵流量计算:

动力转向泵流量25 L/mmin可满足整车转向过程中流量需求。

2.2 应急转向泵流量需求计算

应急泵安装在分动器上,当车速10km/h时,分动器取力口输出转速为:446.9 r/min;正常行驶时,转向系统控制流量:25 L/min;系统最高压力:15MPa;国家标准要求:转向系统匹配计算时,基准方向盘角速度为:1.25 r/s;在该条件下,油泵输出流量为25 L/min;

根据欧盟法规要求:N3车型,6S内转到半径20米的圆上,转向手力小于450N;(如下图)

在上述条件下,车辆从直行到转到直径40m圆上,方向盘转角与车辆配置有关,匹配车型实际测试结果为依据进行如下计算:

经测试,方向盘实际转角为459°,时间为6S,则方向盘角速度为:0.2125 r/s;则转向系统在该工况下需求流量

Q2>>Q1;能够满足系统应急转向流量需求。

3、结论

双回路液压应急助力转向系统的出现,解决了当液压系统主油泵出现故障时不能提供助力转向的问题,应急系统能够为方向机提供液压助力,使车辆易于操纵,以满足法规要求,极大提高安全性,有效避免由于车辆转向失控造成的安全事故。

参考文献

[1]汽车转向系基本要求,中华人民共和国国家标准,1999.

[2]液压工程手册.北京理工大学出版社.1998.12.

[3]汽车设计手册整车·底盘卷.长春汽车研究所.1998.

液压助力 篇7

随着世界经济的发展, 连续油管作业技术作为一种年轻的技术得到了越来越广泛的应用, 同时由各种原因导致连续油管施工中断裂造成的落井事故也逐渐引起了人们的关注。相比常规作业, 连续油管更多的应用在水平井作业中。目前水平井的打捞作业中, 有针对打捞钢丝的钢丝套铣闭窗捞筒, 有针对桥塞打捞的母锥套铣打捞筒, 有针对打捞液压封隔器的特制引管母锥。尽管国内外的常规的打捞工具有很多, 各种新型打捞工具被设计用来面对近年来出现新工况。但是大多的管柱打捞手段因连续油管结构的特殊性在施工中受到限制, 打捞效果不好。于是周传喜等[1,2,3,4,5,6]研制了一种连续油管落鱼专用打捞筒和打捞筒, 其工具可以在不修整烂鱼头, 直接打捞, 并可适应同一直径连续管不同壁厚的情况, 并取得了良好的效果。但是这种类型的打捞工具在垂直浅井中效果不错, 当井深较深时或者是在水平井中, 由于入井管柱的屈曲, 导致管柱上部的压力难以传递到底部, 从而使得落鱼抓卡失败。针对这种问题研制出一种利用液压抓卡的落鱼打捞工具, 从而应对水平井和深井连续油管落鱼打捞的问题。

1 连续油管落鱼打捞分析

根据多次连续油管断裂落井鱼头分析, 落井的连续油管鱼头的形状多为不规则形状, 但是主要可以分为两类:扩口和扁口。其中在打捞扩口的落鱼时, 还要考虑连续油管的内壁存在的焊接筋的影响。图1分别扩口和扁口显示了连续油管断裂处的情况, 红线描绘的是正常时的连续油管形态。所以针对这两种情况分别设计有打捞筒和打捞矛, 扩口采用使用打捞矛的内捞方案, 扁口采用使用打捞筒的外捞方案。

相较于常规的落鱼打捞方式, 其特征主要是使用打捞矛内捞连续油管落鱼。打捞过程中, 如何实现有效的抓卡是其核心问题。首先需要克服的是如何有效避开连续油管焊接筋的影响。在连续油管打捞矛的设计中, 芯轴被设计成可以轴向旋转, 配合装配在芯轴的引导笔尖和卡瓦形成的连续油管焊筋槽, 从而使打捞矛顺利进入扩口情况的连续油管烂鱼头内, 如图2所示。

使打捞矛顺利的进入到连续油管扩口烂鱼头后部的未变形区域后, 如图3所示。此时卡瓦在管柱的轴向力和连续油管的摩擦力的作用下处于收缩状态, 其卡瓦外表面与连续油管内壁贴合在一起。此时上提打捞矛, 在卡瓦外表面倒齿作用下, 连续油管内壁带动卡爪位移, 通过芯轴变径齿和卡瓦变径齿的配合, 迫使变径卡瓦产生径向形变, 从而使倒勾齿紧紧地咬合在连续油管内壁, 如图4所示, 最终实现打捞续油管落鱼头的目的[9,10]。

2 液压助力式连续油管打捞工具的结构和原理

连续油管专用打捞矛对连续油管扩口烂鱼头的成抓卡需要在井口对管柱提供足够的轴向压力, 从而使打捞矛顺利进入到连续油管未变形区域, 但是当井深较深时或者是在水平井中, 由于连续油管屈曲, 使得管柱上部的压力难以传递到底部, 导致打捞矛很难进入到烂鱼头的合适抓卡部分, 造成落鱼抓卡困难。除此以外, 当连续油管专用打捞筒的卡瓦抓住落鱼上提过程中, 由于工具的轴向振动可能会导致落鱼脱钩。针对这些问题, 决定在此基础上为打捞工具设计液压助力装置, 从而更好地应对水平井和深井连续油管落鱼打捞困难的问题。

2.1 液压助力式连续油管落鱼专用捞矛

液压助力式连续油管烂鱼头专属捞矛的主体结构图如图5, 相较于主要由引锥头、引导笔尖、卡瓦、平面推力轴承、弹簧组成的非液压式打捞矛其部件额外添加了O型密封圈和活塞[11]。

在打捞的过程中, 外筒引导鱼头使其一定的作业范围内。芯轴上的引导笔尖有连续油管焊筋槽, 与平面推力轴承相配合, 能有效避免焊接筋对打捞结果的影响。芯轴上有变径齿, 通过卡瓦内表面的变径齿相配合, 能使卡瓦产生径向形变, 并通过卡瓦外表面的倒勾齿与连续油管落鱼头内表面的相互作用来实现抓卡。弹簧处于非伸缩状态, 其一侧与平面推力轴承接触, 另一侧与芯轴凸台相配合。活塞与芯轴之间有平面推力轴承。两个推力轴承能更好地保证芯轴自由转动, 保证打捞过程中连续油管焊接筋顺利进入连续油管焊筋槽。活塞与外筒构成液压腔, 且外筒上有泄压孔。当注压时, 带压流体从接头内的通道内进入, 压迫活塞, 同时活塞通过芯轴压缩弹簧使矛体挺进落鱼鱼头内部, 如图6所示。当弹簧被活塞完全压缩时, 活塞行程越过泄压孔, 液压腔内的流体通过泄压孔排出, 受压缩的弹簧开始回弹, 芯轴在弹簧的作用下倒退, 此时芯轴与卡瓦产生轴向位移, 从而使卡瓦与连续油管内壁有了一定的预紧力。活塞与外筒间设置有O型密封圈, 保证液压腔在未越过泄压孔前的密封性。

其施工步骤如下:1) 下入连续油管液压助力式连续油管烂鱼头专属捞矛;2) 下至鱼顶遇阻后上提1 m, 缓慢下放;3) 增加井口管柱顶部的轴向压力, 并注压;4) 等管柱自动泄压, 上提管柱, 看悬重是否增加;5) 如果悬重未明显增加, 继续增加井口管柱顶部的轴向压力, 并注压后泄压;6) 悬重明显增加, 则认为打捞成功, 此时将落鱼起出井口。

2.2 液压助力式连续油管落鱼专用打捞筒

液压助力式连续油管落鱼专用打捞筒的主体结构图如图7, 相较于主要由引鞋、锥套、导向叉、卡瓦、平面推力轴承、弹簧组成的非液压式打捞筒其部件额外添加了O型密封圈和活塞[12]。

在打捞过程中, 引鞋首先引导鱼头进入捞筒。锥套和卡瓦通过导向叉配合在一起, 保证了锥套和卡瓦上的开口方向一致, 且通过平面推力轴承的作用下, 卡瓦等核心部件可以灵活转动, 从而使连续油管扁口鱼头能够很好地通过锥套和卡瓦上的开口。开口有足够的尺寸, 以确保卡瓦有效地抓卡在连续管落鱼的未变形部位。连续油管落鱼进入到位后, 通过可以通过外筒内施压, 在压力的作用下, 卡瓦整体向引鞋方移动。在这一过程中, 由于卡瓦的顶部呈锥形, 卡瓦顶部的内表面设置有倒钩齿, 锥套的中心孔同为与卡瓦顶部相对应的锥形, 且锥套套装在卡瓦顶部上。因此在卡瓦整体向引鞋方移动的过程中, 锥套对卡瓦顶部形成挤压, 迫使卡瓦顶部产生形变, 同时在倒钩齿的作用下, 连续油管落鱼牢牢地被卡瓦卡住, 即可随该打捞筒提出, 从而实现连续油管落鱼的打捞。卡瓦向引鞋方向移动所需要的力主要由上部的管柱提供。当烂鱼头被卡瓦顺利抓卡后, 通过对工具打压, 活塞移动, 压缩弹簧, 弹簧给卡爪向引鞋方移动的压力, 使锥套一直对卡瓦顶部形成挤压, 提供了卡瓦内侧倒齿与连续油管的一定的咬合力, 更好地保证了在管柱上提过程中不会因为轴向振动使的落鱼脱钩, 如图8所示。

其施工步骤如下:1) 下入连续油管液压助力式连续油管烂鱼头专属捞筒;2) 下至鱼顶遇阻后上提1 m, 缓慢下放;3) 增加井口管柱顶部的轴向压力;4) 打压。5) 上提管柱, 看悬重是否增加;6) 如果悬重未明显增加, 继续增加井口管柱顶部的轴向压力, 后打压;7) 悬重明显增加, 则认为打捞成功, 此时将落鱼起出井口。

3 流动分析

针对液压助力式连续油管落鱼专用打捞筒, 使活塞能正常工作的液压为0.7 MPa, 在实际作业, 为了使工具能正常工作, 还需考虑连续油管造成的液压损失。其中流体的压降损失的计算公式为:ΔPf=2f Lρv2/d。其中:L和d分别是连续油管的长度和内径;ρ为流体的密度;v为管内的平均速度;f为范宁Fanning摩擦因子, 它与流体的雷诺数、管壁的粗糙度等因素有关。

我国连续油管的作业深度一般在4000 m以内, 近几年随着大管径连续油管装备的出现, 井深超过4000 m的越来越多, 其中最大的作业深度达到了7060 m[7]。所以笔者这里主要考虑井深为4000 m和7000 m的情况。接箍打捞筒的连续油管, 笔者分别选用用44.5 mm和50.8 mm的连续油管进行计算, 流体选用水, 利用连续管钻井水力参数计算软件[8], 计算得到流量从4 L/s到10 L/s下, 流体从井口到工具的压降损失。

由计算结果表1可知, 接箍工具的连续油管的口径越大, 其沿程压降损失越小, 所以当井深较深时, 推荐使用大口径的连续油管。考虑到作业安全和装备实际工作能力, 一般泵的泵压为30 MPa, 所以建议流体从井口到工具的压降损失控制在28 MPa以内, 从而保证有足够的泵压使工具正常工作。例如, 当井深为4000 m时, 使用50.8 mm的连续油管接箍工具此时用6 L/s的排量比较合适。

4 实验测试

通过实验采用外径为50.8 mm壁厚为2.8 mm的连续油管分别连接液压助力式连续油管落鱼专用打捞筒和打捞矛对外径为31.8 mm壁厚为2.2 mm连续油管扩口和扁口烂鱼头进行打压测试。当对打捞压打压到压强为0.7MPa时, 活塞推动弹簧使其完全压缩, 此时扩口烂鱼头被顺利抓卡。当对打捞筒打压到压强为0.7 MPa时, 活塞推动弹簧使其完全压缩, 此时扁口烂鱼头被抓卡得更加牢固, 有效缓解了轴向振动带来抓卡松动影响, 取得了设计预想的效果。

5 结语

1) 对打捞连续油管烂鱼头面临的问题进行了分析, 并叙述了对烂鱼头的抓卡的解决方式。

2) 针对打捞井深较深的井或者是在水平井中的连续油管烂鱼头的工况设计了液压助力式连续油管落鱼专用打捞筒和打捞矛, 其工具结构合理, 适应性高。并对其正常工作所需的流体进行了分析, 得到了合适的排量推荐。

3) 对设计工具进行了实验验证, 其性能可靠稳定, 达到了设计预想效果, 能有效提升打捞作业效率。

参考文献

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[2]王玲玲, 姜增所, 张建忠, 等.水平井解卡打捞工艺技术研究[J].石油矿场机械, 2012, 41 (9) :64-68.

[3]曹珍珍.常用的打捞工具及其工作原理探讨[J].科技资讯, 2015 (14) :189.

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[7]张士彬, 杨高.塔里木油田连续油管技术应用现状及前景分析[J].科技创新导报, 2015 (16) :99-101, 103.

[8]管锋, 马卫国, 周传喜, 等.连续管钻井水力参数计算软件开发[J].石油机械, 2014 (3) :29-32.

[9]周传喜, 苗芷, 管锋.一种连续油管落鱼专用打捞筒:CN.201410618914.4[P].2014-11-06.

[10]周传喜, 苗芷, 管锋.一种连续油管落鱼专用打捞矛:CN:201410618909.3[P].2014-11-06.

[11]钻修井用打捞矛:SY/T5069-2000[S].