履带搬运车传动系统建模及仿真

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1、万方数据第35卷第02期履带搬运车传动系统建模及仿真35文章编号：1004—2539(201I)02—0035—03履带搬运车传动系统建模及仿真师永强穆希辉杜峰坡来升(军械工程学院军械技术研究所，河北石家庄050003)摘要在Matlab／Simulink环境下，建立了履带搬运车的传动系统模块化仿真模型，参考样机试验条件，对履带搬运车的动力性和燃油经济性进行仿真，并与样机试验数据对比，验证仿真模型的正确性。该模型能够对样机的改进和性能预测提供依据。关键词履带车辆传动系统建模仿真ModelingandSimulationofTransmissionSystemofTrackedVehi

2、cleShiYongqiangMuXihuiDuFengpoLaiSheng(ResearchIntgitute0fOntnanceTechnology。OntnanceE

3、lgir目一nsCollege，驯i曲laIlg060003，Ofina)AbstractThemodularizationsimulationmodeloftrackedvehicletransmissionsystemisestablishedinMatlab／Simulink．Thenthedynamicqualityandfuel·consumptionoftrackedvehicleissimulate

4、dbyreferingtotheprototypetestcondition．Thecon：ectrIessofsimulatemodelisverifiedbycomparingwiththetestdataofprototype．Theresultshowsthatthemodelcanprovidethebasisforimprovementandperformancepredictionoftheprototype．KeywordsTrackedvehicleTransmissionsystemModelingSimulationO引言动力性和燃油经济性是履带车辆的重要性能指

5、标，直接影响其作业效率和成本。开发动力性能好、油耗低的履带车辆，是当今车辆研究开发的主要任务。以某履带搬运车为研究对象，根据其传动系统各部件工作原理，建立了Simulink模块化、参数化仿真模型。对履带车辆的动力性和燃油经济性进行仿真，并将仿真与试验结果进行对比，验证仿真模刑的正确性，可以对车辆的性能进行预测和匹配，为履带搬运车的改进设计及优化提供经济、可靠的方法，使设计者能够在诸多方案中选择最佳方案，缩短产品研制生产周期[1—2

6、。1传动系统建模[3-7】履带搬运车的动力传动系统包括发动机、离合器、主减速器、变速箱、轮边减速器和车辆一地面系统。传动系统结构简

7、冬I如图l所示。1．1

8、发动机模型发动机模型的建立一般均采用试验的方法，测试其稳态特性，如外特性、负倚特性等。通过对试验数据的拟合，并采用插值法，可以建立发动机稳态工况下的动力学模型和燃油消耗模型。采用修正系数对发动机稳态工况下的模型进行修正，将得到发动机非稳态工况下的模型。履带驱动轮边减速器图l传动系统简图(1)发动机使用特性模型通过大量研究表明，发动机的使用特惟曲线中，发动机输出转矩是发动机油门开度和发动机转速的函数，即Me=八口，‰)(1)式中肌——发动机输出转矩，N·m口——发动机油门开度，0≤口≤ln。——发动机输出转速，r／rain(2)发动机万有特件模型发动机的万有特性曲线是将发动机的燃油消耗

9、作为发动机转速和转矩的函数，它可用于分析各种工况下的发动机的燃油经济性。＆=八‰，Me)(2)万方数据机械传动201I正式中ge——燃油消耗率，g／kW·h(3)发动机非稳态数学模型由于履带搬运车实际工作中，大部分时间处于非稳态工况下，发动机的转速和转矩是不断变化的。车辆加速时，与稳态工况相比，发动机的转矩有所下降，并与曲轴的角加速度线性相关，下降量不超过发动机最大转矩的5％。因此，采用修正系数对发动机稳态工况下的转矩进行修正，得到非稳态工况下的发动机转矩Mea=帆一A警(3)式中慨——动态输出转矩，N·InA——动态转矩输出修正系数警——发动机角加速度，n∥s2U‘1．2主减速器模

10、型主减速器的作用是增加发动机的转矩，降低转速。假设主减速器为刚性元件，转动惯量分别等效到输入、输出轴，其输入、输出转矩和转速的关系分别为Mo，∞t=Mo，j。×io×710(4)式中Mo圳——主减速器输入转矩，N·rnMo．in——主减速器输出转矩，N·mio——主减速器传动比砌——主减速器传动效率∞D。in=10D．∞txio(5)式中COD,iII——主减速器输入转速，rad／srOD,。；广一主减速器输出转速，lad／s1．3主离合器模型在车辆起步和