重型工程装备液压驱动系统的匹配控制

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1、TECHNICFoRUM／技术论坛l2013／01重型工程装备液压驱动系统的匹配控制MatchingControlandResearchofHydraulicDrivingSystemforHeavy-dutyMachinery滕达岳萍贾军池贾洪云TENGDaetaI湖北三江航天万山特种车辆有限公司湖北孝感432000摘要：简述了WTW150A6平板车液压驱动系统的控制方法，讨论了液压驱动系统柴油机与变量泵功率匹配的方法，并推导了车辆牵引力与速度的函数方程。通过实例计算证明了相关计算方法和控制策略的正确性，最后通过Matlab程序优化了计算过程，提高了动力匹配的计算效率。关键词：液压驱动系

2、统功率匹配Matlab重型工程运输装备第一作者：滕达，男，1985年AbstractThecontrolmethodofhydraulictravellingsystemforWTW150A6wasspecified，andthe生，助理工程师，现从事重型工程装备液压系统的设计与研究工matching—methodbetweenengineandvariablepumpwasdiscussed．thefunctionbetweentractionand作。velocitywasderived．Throughaexamplethecorrectnessofcalculationalmetho

3、dsandcontrolling—strategywereproved．Finally，thecalculationalprocesswithMatlabwasoptimized，andthecalculationaleficiencyofpowermatchwasimprovedconsumedly．Keywordshydraulicdrivingsystem；powermatch；Matlab；heavy—dutymachinerytranspo~中图分类号：U469．6．03文献标识码：A文章编号：1004—0226(2013)01—0087—031前言—、r，近年来，国家对环保节能

4、汽车的要求越来越高，对工程机械的噪声和排放制定了明确的限制指标，而重型工程运输装备的能耗和污染排放均很高，对环境造成了较大影响，因此，提高重型—j竭lI圈l．}ll．中●一＼匡工程运输装备的能源使用率十分重要。由于液压驱动的自重较轻，可靠性较为稳定，故重型工程运li!J-薜输装备普遍选择液压驱动系统，而载质量为100-900t的重型工程。fF’亩’，一—运输装备，其驱动系统的传动扭矩很大，可见，液压驱动系统与I匕原动机的匹配问题成为提高重型工程运输装备传动效率的关键。圈1液压驱动系统原理圈本文针对重型工程运输装备的动力系统及其控制策略，提出了特定环境下参数的匹配策略，并进行了理论研究与计算

5、。2．1柴油机与变量泵的匹配控制2系统匹配的策略该车型的动力系统主要包括防爆型柴油机和某品牌EP系列的变量泵。由发动机的万有特性可知，发动机在任意转速下，都对以某公司生产的防爆重型平板运输车(以下简称平板车)为例，应着一个最大功率和最大扭矩，若驱动泵与发动机匹配，就必须对其液压系统进行匹配计算及分析。使发动机的输出功率与驱动泵的输入功率为一定值。该车的液压驱动系统采用闭式系统，即“变量泵+变量马柴油机的输出功率公式：达”的驱动方式，其工作原理如图1N示。变量泵内部的比例电磁前n(1)铁可在发动机转速不变的情况下控制泵输出排量的变化，从而控制整车的行驶速度。变量马达中比例换向阀的二次控制，也

6、可改式中，为柴油机输出功率，kW；Me为柴油机扭矩，Nm；ne为变马达的排量，亦即控制车速⋯。柴油机转速，r／min。TECHNICFORUM／技术论坛I2,1JI~／UI根据变量泵的选型手册可知，驱动泵功率的计算公式如算公式如下所示。下：=(6)Ⅳ=告(2)M~=Mjtl,(7)式中，为驱动泵功率，kW；为泵出口压力，MPa；为泵排式中，为马达排量；Ap为马达进出口压羞；，为马达机械效量，ml／r；n为泵转速，r／min。率；沩传动比；为系统的机械效率。由于柴油机与泵之间存在传递效率，外加驱动泵自身的效平板车的牵引力^r，则根据式(6)和式(7)可推导出平板车率，则由上述分析可知：牵引力

7、F的计算公式如下：F：—q,jrl,G,zZ：％(3)———P,,(8)^⋯式中，为传递效率，=0．95；为泵的效率，=0．95。平板车所需的牵引功率N=Gv，而牵引功率又是输出力矩与该平板车动力系统的结构形式是将驱动泵通过联轴器的形式转速的乘积，则平板车行驶速度v的计算公式如下：串联在柴油机的后部，因此两者的转速完全相同。当柴油机的转V：一：fl9y)J速为某一定值n时，驱动泵的扭矩与柴油机的输出功率基本相等，式中，为