连续式捣固车行走驱动液压系统的研究

摘要

目前铁路车辆不断朝着高速重载方向发展,导致现有大型养路机械无论在品种、数量,还是在工作性能和作业效率等方面,都面临着新的压力。其中连续式捣固车主要用于区间线路的连续式双枕起道、拨道、抄平、捣固等,目前国内已开发出类似的产品,但国产的连续式捣固车在使用中效果不好,如存在作业运行过程中速度不平稳和故障率较高的缺点。因此,对连续式捣固车液压系统进行研究具有十分重要的意义。主要研究内容如下:
　　 1.介绍了国内外连续式捣固车驱动系统平台,针对国产连续式捣固车在试验期间出现运行不平稳及作业小车驱动马达频繁断轴现象等问题,对作业小车的结构和液压系统进行了详细的计算和仿真分析,结果表明:上述问题是由整体结构布置不合理以及驱动马达与加速油缸存在不当的耦合关系引起。
　　 2.根据该型连续式捣固车的结构特点,提出了限制油缸流量、控制油缸动作时间以及作业小车和油缸分离等三种解决运行平稳性和断马达轴问题的方法,并通过建模仿真表明:改进后的系统解决了上述问题。
　　 3.通过分析现有国产连续式捣固车行走驱动系统的特点与不足,比较了四种经典传动方式,在此基础上推出了连续式捣同车静液压闭式驱动系统,该系统具有结构简单,响应速度快,加速时间短,稳定等优势。
　　 4.分别对闭式静液压主机行走驱动系统和作业小车驱动系统的加速模式选择及加速过程进行洋细分析和计算,并建立AMESim仿真模型。结果表明:连续式捣固车上使用闭式静液压驱动相比传统驱动具有响应速度快,加速性能高,作业效率高等优势,突破了静液压传动技术不适宜应用于高速车辆这一瓶颈。
　　 5.对改进后的国产连续式捣固车进行了试验,验证了改进方案在样车上应用的合理性。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 国外捣固车的发展状况

1.2.1 捣固车概述及分类

1.2.2 08系列步进式捣固车

1.2.3 09系列连续式捣固车

1.2.4 08系列到09系列捣固车的进化特点

1.3 国内捣固车的发展状况

1.3.1 引进国外捣固车技术

1.3.2 自主研发捣固车

1.4 课题研究的科学意义和主要内容

1.4.1 本文研究的科学意义

1.4.2 本文研究的主要内容一

第二章 国产连续式捣固车驱动系统分析

2.1 连续式捣固车系统平台

2.1.1 主机行走驱动系统

2.1.2 作业小车液压驱动系统

2.2 作业小车加速性能的提高方式探讨

2.2.1 08系列步进式捣固车极限加速性能分析

2.2.2 09系列作业小车极限加速性能分析

2.3 作业小车行走加速性能分析

2.3.1 驱动马达动力学计算

2.3.2 加速油缸动力学计算

2.3.3 AMESim仿真模型建立

2.3.4 仿真结果分析

2.4 作业小车驱动系统改进分析

2.4.1 驱动马达断轴问题分析

2.4.2 液压系统改进

2.4.3 仿真结果及分析

2.5 本章小结

第三章 连续式捣固车行走装置液压驱动系统设计

3.1 国产连续式捣固车存在的问题

3.2 连续式捣固车的驱动方式探讨

3.2.1 行走驱动系统设计中的问题和要求

3.2.2 车辆驱动方式的对比研究

3.3 静液压驱动系统总体方案

3.3.1 行走驱动方式选择

3.3.2 液压驱动回路结构

3.3.3 主要液压元器件选择

3.4 连续式捣固车静液压驱动系统设计

3.5 本章小结

第四章 连续式捣固车静液压驱动加速性能研究

4.1 车辆动力学理论

4.1.1 驱动牵引力

4.1.2 行驶阻力

4.1.3 行驶方程式

4.1.4 加速度

4.2 大小车起步牵引力分析

4.2.1 大小车起步阻力计算

4.2.2 大小车驱动马达牵引力计算

4.2.3 大小车极限粘着校核

4.4 作业小车加速性能分析

4.4.1 阻力参数

4.4.2 小车加速过程分析

4.5 连续式捣固车主机液压驱动动力性分析

4.5.1 最高车速

4.5.2 最大爬坡能力

4.5.3 加速性能

4.6 连续式捣固车主机加速牵引特性分析

4.6.1 车辆行驶参数的确定

4.6.2 电比例泵与HA2自动变量马达匹配控制

4.7 本章小结

第五章 连续式捣固车静液压驱动行走系统建模与仿真

5.1 AMESim仿真软件简介

5.2 连续式捣固车作业小车闭式驱动系统仿真分析

5.2.1 作业小车急加减速过程仿真的目的

5.2.2 仿真模型的建立

5.2.3 小车驱动仿真模型参数设置

5.2.4 仿真结果与分析

5.3 连续式捣固车区间行走闭式驱动系统仿真分析

5.3.1 高速区间行走加速过程仿真的目的

5.3.2 仿真模型的建立

5.3.3 模型参数设置

5.3.4 仿真结果及分析

5.4 小结

第六章 国产连续式捣固车作业小车加速性能试验

6.1 试验目的与内容

6.1.1 试验目的

6.1.2 试验内容

6.2 试验设备

6.3 试验数据采集及分析

6.4 小结

第七章 总结与展望

7.1 总结

7.2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间主要的研究成果