本文關(guān)鍵詞：裝載機(jī)冷卻風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)特性研究

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【摘要】：隨著國(guó)家節(jié)能減排要求的日趨嚴(yán)格以及大功率發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展，裝載機(jī)散熱平衡問(wèn)題越來(lái)越被關(guān)注。性能優(yōu)良的散熱模塊能使裝載機(jī)各系統(tǒng)工作在最佳溫度范圍之內(nèi)，這對(duì)提高裝載機(jī)工作可靠性、燃油經(jīng)濟(jì)性和減少排放具有重要意義。而冷卻風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)技術(shù)對(duì)裝載機(jī)熱平衡控制起著重要作用，其發(fā)展水平不斷促進(jìn)裝載機(jī)熱平衡技術(shù)的進(jìn)步。本文結(jié)合國(guó)家科技支持計(jì)劃課題“面向節(jié)能與安全的集成化工程機(jī)械裝備研發(fā)”（課題編號(hào)：2013BAF07B04），以國(guó)內(nèi)某50型輪式裝載機(jī)冷卻風(fēng)扇為研究對(duì)象，對(duì)冷卻風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)特性分析、冷卻風(fēng)扇液壓驅(qū)動(dòng)及在裝載機(jī)上的應(yīng)用等進(jìn)行了研究。 首先，以效能單元法為理論基礎(chǔ)，采用C++語(yǔ)言編制程序，得到了冷卻液散熱器、傳動(dòng)油散熱器和液壓油散熱器以環(huán)境溫度和冷卻空氣流量為自變量的各散熱器的換熱特性與阻力特性。利用冷卻風(fēng)扇試驗(yàn)數(shù)據(jù)基于相似定律確定了冷卻風(fēng)扇性能計(jì)算關(guān)系擬合式，推導(dǎo)了裝載機(jī)散熱模塊中冷卻風(fēng)扇與散熱器合理匹配時(shí)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速與環(huán)境溫度關(guān)系式，以此確定了冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速、靜壓、轉(zhuǎn)矩、軸功率等與環(huán)境溫度關(guān)聯(lián)的冷卻風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)特性。 其次，將冷卻風(fēng)扇液壓驅(qū)動(dòng)分定量系統(tǒng)和變量系統(tǒng)展開(kāi)研究，按工程機(jī)械冷卻風(fēng)扇調(diào)速技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，確定了液壓系統(tǒng)工作原理并作分析，在定量系統(tǒng)中通過(guò)電液比例溢流閥節(jié)流調(diào)節(jié)控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，變量系統(tǒng)中采用電液比例恒壓變量泵進(jìn)行容積調(diào)速控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，并對(duì)關(guān)鍵液壓元件進(jìn)行了參數(shù)計(jì)算與選型。針對(duì)冷卻風(fēng)扇液壓驅(qū)動(dòng)定量系統(tǒng)，具體分析了電液比例溢流閥工作機(jī)理之后建立了AMESim的HCD仿真模型，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了靜態(tài)特性分析并確定了仿真參數(shù)，之后分兩種極端工況分析了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。分析了電液比例溢流閥的先導(dǎo)閥半錐角、主阻尼孔直徑、先導(dǎo)閥座孔直徑對(duì)定量系統(tǒng)性能的影響。分析了電液比例恒壓變量泵工作機(jī)理之后，建立了由變量泵與定量馬達(dá)組成的冷卻風(fēng)扇泵控系統(tǒng)仿真模型，結(jié)合靜態(tài)特性確定了仿真參數(shù)，得到了兩種極端工況下變量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。對(duì)冷卻風(fēng)扇的機(jī)械驅(qū)動(dòng)、液壓定量驅(qū)動(dòng)和液壓變量驅(qū)動(dòng)模式，從能耗角度對(duì)三種驅(qū)動(dòng)模式進(jìn)行了對(duì)比分析，得到了不同驅(qū)動(dòng)模式的隨環(huán)境溫度變化的輸入總功率、風(fēng)扇功率利用率及燃油消耗等狀況。 再次，將裝載機(jī)冷卻風(fēng)扇由機(jī)械驅(qū)動(dòng)改進(jìn)為液壓驅(qū)動(dòng)進(jìn)行分析研究，在工作裝置機(jī)液耦合仿真原理的基礎(chǔ)上，分析了液壓系統(tǒng)工作原理，依據(jù)工作裝置建立動(dòng)力學(xué)仿真模型，，并對(duì)作業(yè)阻力進(jìn)行了預(yù)估；利用AMESim軟件建立了裝載機(jī)工作裝置機(jī)液耦合仿真模型，依據(jù)工作裝置技術(shù)參數(shù)設(shè)置仿真邊界條件，對(duì)工作裝置的工作特性和能耗進(jìn)行了分析；以裝載機(jī)I型作業(yè)工況的一個(gè)工作循環(huán)為代表，作了冷卻風(fēng)扇由機(jī)械驅(qū)動(dòng)和液壓驅(qū)動(dòng)時(shí)的總功率對(duì)比分析。 綜上所述，冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速與散熱功率的合理匹配需要對(duì)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速，本文相關(guān)研究?jī)?nèi)容對(duì)國(guó)內(nèi)50型輪式裝載機(jī)冷卻風(fēng)扇由機(jī)械驅(qū)動(dòng)改進(jìn)為調(diào)速液壓驅(qū)動(dòng)具有參考價(jià)值和指導(dǎo)意義，其方法可應(yīng)用到其他工程機(jī)械中。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH243

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本文編號(hào)：1302843