基于路面状态识别的轮式装载机驱动防滑研究

摘要

近年来，关于车辆驱动防滑的研究取得了很大的进展，但是关于工程机械上驱动防滑系统的研究却寥寥无几。特别是较为先进的路面状态识别技术，在工程机械上的应用更是遥不可及。本研究以ZL50装载机为研究对象，在深入研究工程机械上驱动防滑系统设计与应用的同时，将路面状态识别技术与之融合，进行深入分析。
　　 通过查阅文献，从控制手段和控制策略两方面入手，掌握国内外关于驱动防滑系统的研究现状及其应用。同时，结合工程机械的工作特点，搜索相关方面的研究进展，确定研究思路。以差速器为着手点，分析当前使用的普通差速器和被动式限滑差速器的优点与不足。根据装载机工作特点，设计并改进了一种新型的液压式主动限滑差速器。对液压式主动限滑差速器的结构和性能进行分析，以确保适用于装载机的工作环境。
　　 在MATLAB环境下建立ZL50装载机发动机、液力变矩器、变速器、差速器等传动部件模型，完成各个部分工作特性曲线的拟合后建立整机动力学模型。设计一套以驱动轮滑转率和整机纵向加速度为逻辑参数的高效率、高实时性的路面状态识别系统。以液压式主动限滑差速器为被控对象，选取逻辑控制作为控制策略，设计编写控制流程以及整机控制逻辑。以分离路面作为仿真路况，对ZL50装载机基于路面状态识别的驱动防滑系统进行仿真分析，并得出结论。
　　 仿真结果表明:液压式主动限滑差速器在应对驱动轮滑转方面有着良好的表现;基于路面状态识别的驱动防滑系统能及时抑制驱动轮的过度滑转，大大提高驱动轮对路面附着条件的利用率。在驱动轮发生过度滑转时，新型限滑差速器在控制系统的控制下能迅速控制滑转率，提升整机驱动力，获得良好的动力性和通过性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 车辆驱动防滑系统(ASR)及其意义

1．2 车辆驱动防滑技术的发展

1．3 驱动防滑技术现状

1．3．1 控制方法

1．3．2 控制策略

1．4 课题背景及意义

第二章 差速器结构设计及其传动分析

2．1 普通差速器

2．1．1 差速器结构

2．1．2 工作过程

2．2 被动摩擦片式限滑差速器

2．2．1 差速器结构

2．2．2 工作过程

2．3 液压式主动限滑差速器的设计与分析

2．3．1 分类与选型

2．3．2 结构设计与分析

2．3．3 工作过程分析

2．4 本章小结

第三章 ZL50装载机动力学建模

3．1 ZL50装载机的动力总成

3．2 发动机与液力变矩器

3．2．1 X6130柴油发动机

3．2．2 YJ355型液力变矩器

3．3 变速器

3．4 驱动桥模型

3．4．1 驱动桥传动特性

3．4．2 液压式主动限滑差速器工作特性

3．5 整机动力学模型

3．5．1 装载机驱动力

3．5．2 装载机行进阻力

3．5．3 装载机工作动力学方程

3．6 本章小结

第四章 路面状态识别及仿真参数

4．1 路面状态识别

4．1．1 意义及研究现状

4．1．2 路面状态识别逻辑

4．2 仿真控制

4．2．1 控制策略

4．2．2 参数整定

4．3 仿真参数

4．3．1 ZL50装载机技术参数

4．3．2 路面模型简化

4．3．3 仿真初始条件

4．4 本章小结

第五章 仿真与结果分析

5．1 仿真工况

5．2 仿真流程

5．3 仿真结果分析

5．3．1 路况一

5．3．2 路况二

5．4 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

致谢

参考文献

研究成果