基于机液缓冲阀的装载机变速箱电液换挡系统的研究

摘要

装载机作为一种高作业效率的工程机械，能够在环境恶劣，工况复杂的情况下进行作业，因而被广泛应用于城建、矿山、铁路、公路、水电、国防以及机场建设等工程施工中。变速箱作为装载机重要的传动模块，其性能的好坏将直接影响装载机的作业效率。由于装载机在作业过程中需要不断的切换挡位，如果换挡不平稳，冲击大，不仅会降低工作效率，还会对驾驶人员造成很严重的驾驶疲劳感和很大的安全隐患，因此，有必要对装载机变速箱电液换挡系统进行研究，提高换挡平顺性，降低换挡冲击，这也是本文研究的目的所在。
　　论文第一章总结了装载机变速箱电液换挡系统的国内外研究现状与目前机液缓冲阀的研究现状。对比现有的降低换挡冲击的策略，提出了基于机液缓冲阀的装载机变速箱电液换挡系统的研究方式，并明确了本课题的研究内容，为后续工作指明了方向。
　　论文第二章以ZL50型装载机为研究对象，对其换挡系统的组成与工作原理进行了阐述，提出了装载机换挡平顺性的评价指标，并对换挡的传动过程进行了动力学分析，结合评价指标与动力学分析的数学模型，找到了影响换挡平顺性的具有可控性的因素，为下文的控制与研究目标提供了理论依据。
　　论文第三章首先提出了换挡过程理想的升压曲线，针对电液换挡系统采用了一种机液缓冲阀，对该阀的结构进行了分析，并且对该缓冲阀的缓冲机理进行了理论研究，从理论上验证其缓冲效果。
　　论文第四章对安装机液缓冲阀的电液换挡系统进行了研究。首先针对该电液换挡系统提出了一种新的换挡控制策略，并使用AMESim软件搭建了该电液系统的仿真模型，分析了不同系统参数的改变对换挡过程挡位离合器升压曲线的影响，从仿真的角度验证了该电液系统对于降低换挡冲击的可行性，为下文的实验提供了仿真依据。
　　论文第五章对装载机换挡进行了实验研究。使用ZL50型装载机搭建了实验平台，以仿真模型为参考，测试了不同工况下换挡时挡位离合器的升压曲线和换挡过程的冲击加速度，通过不断的调节公共油路节流孔径以及换挡时间参数，获得了最优解。
　　论文第六章总结了本研究课题的主要工作，并就本课题存在的问题和后续的研究工作做了展望。

目录

声明

致谢

摘要

第1章 绪论

1．1．1 装载机变速箱电液换挡系统国外研究现状

1．1．2 装载机变速箱电液换挡系统国内研究现状

1．1．3 装载机变速箱机液缓冲阀的研究现状

1．2 课题的研究意义

1．3 课题的研究内容

1．4 本章小结

第2章 装载机变速箱电液换挡系统分析

2．1 变速箱传动系统和工作原理

2．1．1 交速箱传动结构组成与工作原理

2．1．2 离合器结构与原理

2．2 变速箱电液换挡系统的基本组成和工作原理

2．2．1 变速箱电液换挡系统的基本组成

2．2．2 变速箱电液换挡系统的工作原理

2．3 变速箱换挡评价指标和动力学分析

2．3．1 换挡平顺性评价指标

2．3．2 换挡快速性评价指标

2．3．3 换挡过程动力学分析

2．4 本章小结

第3章 机液缓冲阀的机理分析

3．1 换挡缓冲原理

3．1．1 换挡缓冲过程理想升压曲线分析

3．2 机液缓冲阀的结构和工作原理

3．2．1 机液缓冲阀的结构

3．2．2 机液缓冲阀的工作原理

3．3 机液缓冲阀的数学建模研究

3．5 本章小结

第4章 基于机浪缓冲阀的变速箱电液换挡系统仿真研究

4．1 变速箱电液换挡系统新的换挡控制策略的提出

4．2 变速箱电液换挡系统的AMESim仿真模型的建立

4．2．1 电磁换向阀AMESim仿真模型的建立

4．2．2 换挡离合器AMESim仿真模型的建立

4．2．3 机液缓冲阀AMESim仿真模型的建立

4．2．4 液压泵与安全阀仿真模型的建立

4．2．5 电液换挡系统AMESim整体仿真模型的建立

4．3 仿真结果分析

4．3．1 仿真压力曲线分析

4．4 系统参数的改变对升压曲线的影响

4．5 本章小结

第5章 装载机变速箱换挡实验测试

5．1 实验平台的搭建

5．1．1 数据采集硬件设施的搭建

5．1．2 数据采集软件平台的搭建

5．1．3 控制模块的搭建

5．2 实验工况

5．2．1 无缓冲措施工况

5．2．2 使用缓冲阀配合换挡策略后的换挡工况

5．3 实验结果

5．3．1 无缓冲措施的测试结果

5．3．2 使用缓冲阀且公共油路节流孔直径为1．5 mm时的优化实验

5．3．3 使用缓冲阀且公共油路节流孔直径为2．0 mm时的优化实验

5．3．4 使用缓冲阀且公共油路节流孔直径为3．0 mm时的优化实验

5．4 本章小结

第6章 全文总结与展望

6．1 全文总结

6．2 展望

参考文献

附录