(车辆液压传动与控制技术)第9章车辆液压行走驱动系统.ppt

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2018-09-07 发布于浙江
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9.2液压驱动车辆的动力特性阅读材料9-1 采用变量泵和变量马达组成的闭式油路是静液传动核心技术特征，图9.15所示为闭式静液传动的原理。发动机驱动图9.15 静液传动系统原理发动机变量泵补油泵变量马达减速器车轮油泵旋转，改变泵斜盘角度即调节泵的排量。压力油驱动马达，通过减速器驱动车轮，油压取决于车轮载荷。油泵斜盘可以双向调节，使得油液双向流动，因而不需要换向机构实现车轮正反转。根据容积调速原理，调节发动机转速或油泵排量可改变流量，实现车速调节，改变马达排量同样可以达到调节车速的目的。当泵或马达排量无级可调时，传动系统实现无级变速。变量泵和变量马达组合能够实现在较大传动比范围内（8～10）总传动效率大于75％，因而在要求大变速范围的行走车辆静液传动中被广泛采用。上一页下一页 9.2液压驱动车辆的动力特性上一页下一页图9.15 静液传动系统原理发动机变量泵补油泵变量马达减速器车轮 9.2液压驱动车辆的动力特性 1.仿真模型参数车辆基本动力指标如下：最高车速100km/h，最大爬坡大于30度，0～60km/h加速时间小于10秒。静液传动系统由4台变量泵和4台高速变量马达构成。油泵全排量56ml，最小零排量，马达全排量qm_max＝107ml，最小排量qm_min＝30.8ml，最高工作转速4000rpm，最大工作差压30Mpa。整车满载质量5000Kg，迎风面积3.9m2，风阻系数0.6，轮边减速器速比8，车轮直径1.2m。4缸电控柴油发动机，额定功率136KW，工作转速范围800～2500rpm，附件消耗发动机功率12Kw。当车速低于72km/h时，每台泵单独驱动一台马达，即四轮独立驱动，高于72km/h时，每两台油泵并联驱动一台马达，仿真过程中假定各车轮的驱动扭矩相同。马达高压自动变量控制参数：△P1＝10Mpa，△P2＝20Mpa 油泵控制参数：n0＝1000rpm，n1＝2100rpm，nmax＝2500rpm 仿真步长为0.1秒。上一页下一页 9.2液压驱动车辆的动力特性 2. Simulink仿真结果与分析采用了某典型公路行驶工况对静液传动系统的最高车速和燃油经济性进行仿真评价。行驶工况的基本参数如下：最高车速100.58km/h，平均车速54.8km/h，最大加速度1.42m/s2，最大减速度-1.86m/s2，全程24.97km。图9.16所示为目标车速与实际车速比较，可以看到，两曲线基本重合，实际最高车速达100.51km/h。图9.17所示为静液传动总传动效率，即油泵、马达容积效率和机械效率之积，由于低速工况下系统的压力、转速和排量均比较小，传动系统效率较低，当车速大于12km/h时，总传动效率在75％～82％。全程燃油消耗3.79升，折合百公里油耗15.1升。上一页下一页 9.2液压驱动车辆的动力特性图9.16 典型公路行驶工况车速轨迹图 9.16典型公路行驶工况静液传动总效率上一页下一页本章小结上一页下一页本章主要讲述了车辆系统发动机与液压传动装置的参数匹配，控制方式以及车辆的动力性能。工程车辆驱动系统是一个功率输入的自适应速度输出控制系统，因而是一种力和速度的负荷控制系统。习题 1. 图9.1为车辆传动模型，分析这些部件的特点，并提出车辆的控制方案。 2．题图9.1是德国Rexroth公司的A4VG系列液压泵的一种，试分析其工作过程。上一页下一页题图9.1 A4VG的工作原理图习题 3. 题图9.2是BPV泵的AU控制原理图，试分析其工作原理。并进一步分析控制压力与转速的关系。并与题2比较在控制方面的差异。上一页下一页题图9.2 BPV泵的AU控制原理图习题 4.根据掘进机回转液压系统原理题图9.3，采用MATLAB/Simulink软件，利用Simulink对掘进机回转液压系统进行建模、仿真与分析。上一页下一页题图9.3 回转系统液压原理 1-复合动力源； 2-功率传递与控制单元 3-执行机构； 4-溢流阀 9.1.液压行走驱动系统的设计 (5)确定在最小排量时马达最高转速标定值。马达供应商一般给出马达在小排量下的最高标定转速和全排量下最高标定转速，但未给出对应之马达排量比，如图9.4示，当最小排量比时，其相应的最高标定转速仍为不再增加，当大于时其对应的最高标定转速需重新计算确定。上一页下一页图9.4 nmin 与?m关系上一页下一页（9-18） ① 时按下式校核（9-1