装载机传动与液压系统协同匹配研究
1 绪论1
2 装载机液压系统概述1
2.1 转向液压系统 1
2.2 优先阀 3
2.3 工作装置系统 3
2.4 多路换向阀 4
2.5 多路阀辅助元件 4
2.6 双泵合流系统 6
3 利用AMEsim对液压系统建模6
3.1 AMEsim软件简介 6
3.2 优先阀模型 6
3.3 转向系统模型 7
3.4 工作装置模型 8
3.5 装载机液压系统模型 10
4 动力传动系统概述 11
4.1 发动机外特性及调速特性数学模型 11
4.2 发动机万有特性数学模型 12
4.3 发动机动力学模型 12
5 基于ADVISOR装载机建模 13
5.1 汽车仿真软件ADVISOR的介绍 13
5.2 汽车仿真方法 13
5.3. 传动系模型的建立 15
5.4 装载机子模块的嵌入 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
和连接 17
5.5 面向用户的GUI操作界面设计 18
6 AMEsim与MATLAB的联合仿真 20
6.1 联合仿真前期设置 20
6.2 传动系统和液压系统联合仿真模型建立 21
6.3 设置仿真参数并运行仿真 23
结论 28
致谢 29
参考文献 30
1绪论
装载机是工程机械中应用十分广泛的机种，它在施工建设中发挥着不可替代的作用，主要进行散装物料的铲装和运输工作，也能进行适量的挖掘等工作，现在的小型装载机更是具有多种功能，可以通过更换属具进行完全不同的工作，如
刮平、起重、清扫、抓取等。由于其操作轻便容易、作业高效灵活而深受用户的
欢迎，成为工程机械之中使用量最大的机种。
装载机作为工程机械中重要组成部分，牵引特性与燃油经济性是装载机最重要、最基本的性能，牵引特性与燃油经济性的好坏，在很大程度上取决于发动机的性能、传动系统形式与参数的选择以及液压系统元件的形式与参数的选择。目前在工程实践中，装载机还很难达到牵引特性、经济性等性能的最佳匹配。原因主要有以下几点：(1).装载机应用环境广泛，运行工况复杂，不同的使用场合有不同的要求，但目前的装载机传动系统设计没有考虑到不同用户的具体要求，也没考虑不同场合、工况、负载的实际需要。(2).柴油机与液力变矩器之间的匹配优化现有的匹配方式难以兼顾运输工况和铲倔工况两者的作业要求，在两者匹配之间还没有一个统一的匹配标准。(3).装载机的传动和液压系统之间缺乏整体性能匹配研究。这方面主要体现在：发动机研制部门着重改善发动机的工作过程，降低机械损失，减少燃油消耗率，改善排放效果；整车研制部门致力于提高传动系统的效率；液力传动系统研制部门着重运用先进的设计理论改进液力变矩器的设计，提高其效率和性能。因此，构建科学合理的装载机虚拟样机，深入研究装载机典型工况测试参数处理方法，综合运用虚拟试验技术等研究装载机传动与液压系统协同匹配优化技术，对于提高装载机牵引特性与燃油经济性有着重要意义。
装载机液压系统概述
2.1转向液压系统
转向液压系统采用的为合流系统，这种回路是基于铰接式装载机在正常使用的情况下，工作装置的高负荷和转向的高负荷并不同时发生，因此在转向系统不工作时，将转向泵的油引到工作装置液压系统中。优点是减小工作泵的排量，提高了系统的效率。图2-1为全液压转向系统。
图2-1 转向液压系统原理图
1.滤油器；2.液压泵；3.溢流阀；4.优先阀；5.补油阀；6.缓冲阀；7.转向液压缸；8阀套；9复位弹簧；10.转向盘；11.阀芯；12.单向阀；13.计量马达；14.油箱
转向系统处于中位时，液压泵将油箱中的液压油经滤油器输至优先阀，经过转向器负载敏感口的反馈调节使优先阀处于右位，由液压泵流出的液压油经EF口流回油箱，此时阀套和阀芯之间由于复位弹簧的作用使两者处于中位状态，同时计量马达的进出油口M1 和M2也处于封闭状态，所以转向油缸的进出口R及L也被阀芯封死,转向液压缸没有油液流入，故车辆保持直线行驶。
EF是通向工作装置的油路，当EF出口处连接的工作回路与转向系统同时工作时，转向泵输出的液压油经过CF口进入转向系统，LS口感应系统的压力以确保给转向系统用油，其余的油液经过EF口进入工作装置；由于此处采用的为定量泵，所以优先阀的负载敏感油口只参与了优先阀的动作控制，而对其他没有影响。
若车辆右转，转向盘低速转动，优先阀上的LS口感应CF的压力，使阀芯位于左侧位置，转向泵来油大部分都进入转向系统。同时阀芯上的油道和阀套上的油孔相连，构成所需的配油通道，液压油经阀体上的P口进入，流经阀芯中的通道，经阀套上的油孔流至计量马达的入口M1，并经过M2和阀套上油孔流回阀芯上通道，最后经阀体上R口进入转向液压缸，推动转向液压缸的活塞移动，使车轮偏转，实现转向。当油液流经计量马达，该计量马达的转子是通过连接轴与阀套的方式使阀套跟随转向盘转动的。当转动结束时，马达的反馈信号消除了阀与阀盖的输出信号，阀芯在阀套的位置重新归位，流向计量马达的油孔关闭，没有液压油流出转向器，车轮位置保持在转向之后。
2.2优先阀
图2-2为优先阀示意图，其结构原理：优先阀实际上是一个定压减差阀，与转向器一起使用，在压力和液压泵油变化的情况下，优先阀可以保持在可变节流口转向装置在两端的压差基本不变，保证供应转向流量始终等于转向盘转速和转向位移的乘积。此处选用一种动态信号阀，阀上的LS油路上节流口是优先阀内用于反馈全液压转向器中负载敏感LS口的压力而设置的。
图2-2优先阀结构图
1.安全阀总成；2.控制弹簧；3.阀芯；4.阀体；5.螺塞
图3-1 优先阀仿真模型
3.3转向系统模型
转向系统模型采用两个单活塞杆液压缸模拟转向油缸，当高压油进入缸的无杆腔而使有杆腔通低压时，活塞杆伸出;当高压油进入有杆腔而使无杆腔通低压时，活塞杆退回。图3-2为转向油缸模型，模型中作用在转向油缸活塞上外部载荷力由信号转换成力通过质量块加载到转向油缸的活塞上。
3.4.2过载补油阀
图3-5为过载补油阀模型，它是由并联在转斗油缸大小腔回路上的溢流阀和单向阀组成的。
图 3-5 过载补油阀模型
原文链接：http://www.jxszl.com/jxgc/qcgc/32197.html
