针对液压无级变速传动系统在轮式挖掘机上的仿真及应用

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1、学兔兔www.xuetutu.com第9卷第1期中国工程机械学报VO1．9No．12011年3月CHINESEJOURNALOFCONSTRUCTIONMACHINERYMar．2011液压无级变速传动系统在轮式挖掘机上的仿真及应用栾文博，栾新立(1．同济大学汽车学院，上海201804~2．洛阳拖拉机研究所有限公司，河南洛阳471039)摘要：介绍了液压传动的类型，重点对液压无级变速传动系统的工作原理做了详细的分析，对匹配设计过程做了详细的推导．利用MATLAB／Simulink软件建立了液压无级变

2、速系统的仿真模型．在此模型中对变量泵、变量马达的排量匹配进行了优化，使行走速度和驱动力的发挥达到最佳状态，并将仿真结果应用在轮式挖掘机行走系统的设计中．经样机测试完全满足设计要求，取得了较好的结果．关键词：液压无级变速系统；仿真及应用；轮式挖掘机中图分类号：TH137．1文献标识码：A文章编号：1672—5581(2011)01—0087—05Simulationandapplicationofhydraulicc0ntinu0uslyvariabletransmissionsystemforwhe

3、el·typeexcavatorsLWen—bo。LX／n一2(1．CollegeofAutomotiveStudy，TonNiUniversity，Shanghai201804，China2．LuoyangTractorResearchInstituteCo．Ltd．，Luoyang471039，China)Abstract：Basedonanintroductiontohydraulictransmissiontypes，theworkingprinciplesofhydrauliccontin

4、uouslyvariabletransmission(CVT)systemisdetailedlyanalyzed．Mterdeducingthematchingdesignprocess，relevantsimulationmodelareestablishedusingMatlab／SimulinkTM．Byoptimizingthematchingofvariablepumpandvariablemotordisplacements，thewalkingspeedanddrivingforce

5、areledtoanoptimalstate．Pertainingtothesimulationresultsappliedforwalkingsystemdesign，theprototypetestingcanmeetdesignrequirements．Keywords：hydrauliccontinuouslyvariabletransmissionsystem；simulationandapplication；wheel-typeexcavator液压变速系统是指通过改变泵和马达排量或采取

6、节流控制流量的方式来调节马达转速的系统．液压传动变速系统中泵与马达有四种匹配方式：第一是定量泵和定量马达组合，马达转速随泵输入转速线性变化，泵转速恒定时，可用节流调速；第二是变量泵和定量马达组合，马达的转速与泵的流量成正比，马达输出转矩与转速成反比，马达输出功率与转速成正比，变量机构可通过零点实现换向，多用于闭式回路；第三是定量泵和变量马达组合，马达转速与马达排量成反比，由于泵流量不变，马达输出转矩与其转速成反比，而且马达排量过小时不能正常工作，多用于开式回路；第四是变量泵和变量马达组合，马达排量设

7、置可实现无级调速，马达输出转速与输人流量成正比，而与马达的排量成反比，马达输出转矩随马达进、出口压差增大及马达排量变大而增加，这种匹配方式调节范围宽，可满足高转速和大转矩的要求．轮式挖掘机行走系统必须满足高速度和大驱动力的使用要求，变量泵和变量马达匹配是轮式挖掘机的行走液压系统的最佳方案．工地间转移用高速挡，缩短转移时间；在工地用低挡，发挥大的驱动力．设计作者简介：栾文博(1985一)，博士研究生．E．mail：fiashlwb_168@163．tom学兔兔www.xuetutu.com中国工程机械

8、学报第9卷轮式挖掘机行走系统液压元件必须经多次匹配计算，才能确定较好的方案，工作量大而繁琐．需建立仿真模型对其变量泵、变量马达的排量匹配进行优化，以达到设计最优且缩短设计周期的目的．液压无级变速系统工作原理液压无级变速系统用于轮式车辆行走系统，主要由变量泵、变量马达和阀组成，根据行走阻力大小的变化，自动变化速度．其中变量泵的恒功率曲线如图l所示．横坐标为压力P，纵坐标为流量Q．在直线p。之间压力升高，流量不变；Pop一曲线为变量泵恒功率段．Po点是恒功率压力起调点，即