【摘要】：差速器是車輛驅(qū)動橋中的重要部件,目前使用在輪式裝載機(jī)上的主要有普通式和被動限滑式兩種,而技術(shù)先進(jìn)的主動限滑式則未見使用。主動限滑差速器能夠根據(jù)路面條件的變化,及時(shí)調(diào)節(jié)限滑作用,使車輛處于較好的驅(qū)動狀態(tài),如果將其應(yīng)用到輪式裝載機(jī)上,必將對整機(jī)的驅(qū)動性能有較大幅度的提升。 本文對比了國內(nèi)外主動限滑差速器發(fā)展?fàn)顩r,以ZL50裝載機(jī)為研究對象,在分析普通差速器和摩擦片式被動限滑差速器的基礎(chǔ)上,根據(jù)低速大扭矩的傳動特點(diǎn),完成了電液式主動限滑差速器的選型、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)規(guī)劃和傳動過程分析。 根據(jù)ZL50裝載機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)中動力產(chǎn)生和傳遞的順序,依次考察了發(fā)動機(jī)的輸出特性、液力變矩器的傳動特性以及兩者的匹配特性,建立了變速器模型、驅(qū)動橋模型和輪胎模型。綜合發(fā)動機(jī)、液力變矩器和各傳動件的動力學(xué)關(guān)系,推導(dǎo)了ZL50裝載機(jī)四驅(qū)的動態(tài)微分方程,建立了直線行駛的驅(qū)動系統(tǒng)動力學(xué)模型。由于轉(zhuǎn)向中整機(jī)的重心、輪荷隨轉(zhuǎn)向角變化,相應(yīng)的輪胎側(cè)偏角也隨轉(zhuǎn)向角變化,因此,分析了鉸接轉(zhuǎn)向的運(yùn)動學(xué)特征,考慮輪胎的側(cè)偏角,建立了轉(zhuǎn)向行駛的驅(qū)動系統(tǒng)動力學(xué)模型。 將差速器從驅(qū)動系統(tǒng)中獨(dú)立出來,作為控制模型,設(shè)計(jì)了控制器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和控制算法。全面分析了需要差速器產(chǎn)生限滑作用的行駛工況,選擇附著系數(shù)分離路面作為仿真路面,建立了ZL50裝載機(jī)驅(qū)動過程的仿真系統(tǒng)。在分析輪胎力學(xué)性能的基礎(chǔ)上,確定了初始穩(wěn)定行駛的動力學(xué)參數(shù),設(shè)定了求解動態(tài)微分方程的迭代流程。在Matlab軟件中設(shè)計(jì)相關(guān)程序,進(jìn)行前驅(qū)直線行駛、前驅(qū)轉(zhuǎn)向行駛、四驅(qū)直線行駛、四驅(qū)轉(zhuǎn)向行駛的驅(qū)動性能仿真,對比分析了使用主動限滑器和使用普通差速器、被動限滑差速器的仿真結(jié)果。 仿真結(jié)果表明:電液式主動限滑差速器克服了被動限滑差速器的缺點(diǎn),能夠在路面附著條件變化后,迅速調(diào)節(jié)限滑作用,控制輪胎的滑轉(zhuǎn)狀態(tài),使輪式裝載機(jī)具有較高的驅(qū)動力和側(cè)向附著力;從側(cè)面證明了所使用的電液式主動限滑差速器的結(jié)構(gòu)參數(shù)、系統(tǒng)組成、控制策略、控制方法的合理性和適用性。
【圖文】：

圖 1.1 GKN ETMBMW 公司與 Magna Steyr 公司合作，為 BMW X3 和 X5 車型開發(fā)了專用的全時(shí)四驅(qū)統(tǒng)，BMW 將其命名為 xDrive，如圖 1.2 所示，中央差速器集成在分動箱內(nèi)。控制方式 GKN ETM 的控制方式相同，通過電機(jī)驅(qū)動傳動機(jī)構(gòu)，，調(diào)節(jié)限滑摩擦副的壓力，以實(shí)入扭矩在前后驅(qū)動軸間的分配達(dá)到最優(yōu)比例。Muti-plate clutchEletric motor + Brake(optional)Reducetion gear set

節(jié)限滑摩擦副的壓力，控制前后傳動軸間扭矩的分間小于 150 毫秒，電機(jī)關(guān)閉后傳動機(jī)構(gòu)通過彈簧復(fù)位的時(shí)間小于 80 毫秒,為了增加電機(jī)壽命和降低系用在一定時(shí)間內(nèi)恒定[8]。Eletric motor + Brake
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TH243

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2546296