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80型轮式装载机动力传动系统性能仿真分析

作　者: 王晓峰
导　师: 秦四成
学　校: 吉林大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 动力传动系统 Simulink仿真分析铲土工况行驶工况
分类号: TH243
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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引　用: 7次
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内容摘要

装载机动力传动系统是装载机的重要组成部分。随着计算机技术的飞速发展和广泛应用,为仿真技术提供了强有力的工具和手段。因而本文通过对80型轮式装载机动力传动系统进行分析研究,结合其结构功能要求,应用MATLAB集成系统中提供的动态仿真建模工具箱Simulink开发了轮式装载机动力传动系统动态仿真模型。本文所建立的动力传动系统Simulink模型,包括发动机模块、液力变矩器模块、变速箱和驱动桥模块、整车模块。并且应用该模型对轮式装载机各种工况进行仿真,优化了轮式装载机动力传动系统的性能匹配,并为动力传动系统的设计奠定了基础。进行了发动机与液力变矩器共同工作特性研究,得到了发动机全功率匹配时,两者的共同工作输入特性和输出特性。并以铲土工况“V”形作业为研究对象,得到扣除液压系统分流后发动机部分功率与液力变矩器的共同输入特性曲线。讨论几个工况下的两者匹配情况,与后续仿真结果一致,表明所建立的模型是正确的。利用所建立的动力传动系统Simulink模型,对80型轮式装载机起步加速、换挡、高速运行、铲土工况循环作业过程进行了仿真研究:在起步加速性能上,分1挡、2挡相同路面下的起步加速仿真研究和1挡不同路面的起步加速仿真研究;对于换挡方式上,分别用1挡到2挡优化换挡方式和1挡到2挡手动换挡方式进行对比仿真分析;对装载机高速运行工况,分别用2挡起步连续换挡和1挡起步连续换挡进行了对比仿真分析,得到了1挡起步和2挡起步的各自优缺点。针对“V”形作业方式下铲土工况中的铲装、满载后退、前行举升卸料和后退四个过程,用手动换挡方式、KD换挡方式、2挡起步方式进行了仿真分析,通过对比手动换挡方式和KD换挡方式,KD换挡方式和2挡起步方式得到了三者各自的优缺点。

全文目录

提要  4-8
第1章绪论  8-18
  1.1 课题背景  8
  1.2 装载机动力传动系统简介  8-15
    1.2.1 动力装置  9-10
      1.2.1.1 柴油发动机  9-10
    1.2.2 传动系统  10-13
      1.2.2.1 液力变矩器  11-12
      1.2.2.2 变速箱  12-13
    1.2.3 国外发展概况  13-14
    1.2.4 国内发展概况  14-15
  1.3 本文的主要工作目的和内容  15-16
  1.4 本章小结  16-18
第2章 MATLAB/Simulink软件介绍与应用技巧  18-24
  2.1 MATLAB/Simulink软件简介  18-20
  2.2 MATLAB/Simulink代数环问题解决技巧  20-22
    2.2.1 代数环的产生  20-21
    2.2.2 代数环的消除  21-22
  2.3 本章小结  22-24
第3章装载机动力传动系统模型  24-42
  3.1 动力传动系统模型结构概述  24-25
  3.2 发动机模型  25-27
  3.3 液力变矩器模型  27-30
  3.4 变速箱和驱动桥模型  30-38
    3.4.1 变速箱结构功能简述  30-32
    3.4.2 变速箱模型  32-33
    3.4.3 换挡离合器模型  33-38
      3.4.3.1 换挡离合器结构和工作特点  33-34
      3.4.3.2 换挡离合器动力学模型  34-35
      3.4.3.3 换挡离合器参数确定  35-36
      3.4.3.4 换挡离合器Simulink仿真模型  36-38
  3.5 整车模型  38-40
  3.6 驾驶员、外界环境模块  40
  3.7 动力传动系统动态仿真系统  40
  3.8 本章小结  40-42
第4章装载机行驶工况工作特性仿真分析  42-64
  4.1 发动机与液力变矩器的共同工作输入特性  42-45
    4.1.1 液力变矩器负载特性的确定  42-43
    4.1.2 共同输入特性  43-45
  4.2 发动机与液力变矩器的共同工作输出特性  45-47
    4.2.1 确定共同工作点的参数  45-46
    4.2.2 共同工作输出特性的确定  46
    4.2.3 发动机与液力变矩器的共同工作匹配研究  46-47
  4.3 车辆换挡规律简介  47-48
  4.4 装载机的换挡规律研究  48-52
    4.4.1 装载机动力换挡  49-50
    4.4.2 装载机效率换挡  50-52
  4.5 起步加速工况仿真  52-57
    4.5.1 装载机空载下1、2挡起步仿真  52-53
    4.5.2 装载机满载下1、2挡起步仿真  53-55
    4.5.3 不同路面起步仿真  55-57
  4.6 优化换挡方式与手动换挡方式仿真  57-60
    4.6.1 1挡到2挡换挡仿真  57-60
  4.7 装载机高速运行工况仿真研究  60-63
  4.8 本章小结  63-64
第5章装载机铲土工况工作特性仿真分析  64-94
  5.1 轮式装载机作业方式介绍  64-66
  5.2 铲装过程  66-74
    5.2.1 手动换挡与KD换挡对比仿真分析  66-70
    5.2.2 装载机与料堆距离优化  70-72
    5.2.3 2挡起步与1挡起步对比仿真分析  72-74
  5.3 满载倒退过程  74-78
    5.3.1 手动换挡与KD换挡对比仿真分析  74-76
    5.3.2 倒2挡起步与倒1挡起步对比仿真分析  76-78
  5.4 前行举升卸料过程  78-85
    5.4.1 手动换挡与KD换挡对比仿真分析  78-81
    5.4.2 装载机与运输车距离优化  81-82
    5.4.3 2挡起步与1挡起步对比仿真分析  82-85
  5.5 后退过程  85-91
    5.5.1 手动换挡与KD换挡对比仿真分析  85-87
    5.5.2 倒2挡起步与倒1挡起步对比仿真分析  87-91
  5.6 本章小结  91-94
第6章结论与展望  94-96
  6.1 研究工作内容和结论  94-95
  6.2 展望  95-96
参考文献  96-98
致谢  98-99
摘要  99-101
ABSTRACT  101-102

80型轮式装载机动力传动系统性能仿真分析

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