液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)雙流工況動(dòng)態(tài)特性研究有英文原文-中英文翻譯

1、液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)雙流工況動(dòng)態(tài)特性研究加我qq： 1985639755要英文原文川摘要：研究液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。根據(jù)功率鍵合圖規(guī)則，建 立二段式液壓機(jī)械雙流無(wú)級(jí)傳動(dòng)裝置雙流傳動(dòng)工況的鍵合圖模型，并 以慣性元的廣義動(dòng)量和容性元的廣義位移作為狀態(tài)變量，推導(dǎo)出系統(tǒng) 的狀態(tài)方程。根據(jù)鍵合圖模型，分析了該無(wú)級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特 性，分別得到負(fù)載、輸入轉(zhuǎn)速和斜盤(pán)擺角變化時(shí)，系統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)速和系 統(tǒng)主油壓的響應(yīng)曲線(xiàn)，同時(shí)分析了液容變化對(duì)系統(tǒng)響應(yīng)速度的影響。 分析結(jié)果表明，該系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間為0.5s ,當(dāng)液容增大 時(shí)，達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間將延長(zhǎng)。關(guān)鍵詞：液壓機(jī)械無(wú)級(jí)傳動(dòng)；鍵合圖；動(dòng)態(tài)仿真i、簡(jiǎn)介液壓

2、傳動(dòng)與機(jī)械傳動(dòng)復(fù)合構(gòu)成了液壓機(jī)械雙流無(wú)級(jí)傳動(dòng)。液壓傳 動(dòng)部分的輸出轉(zhuǎn)速與機(jī)械傳動(dòng)部分的輸出轉(zhuǎn)速通過(guò)差速裝置匯流后 輸出，當(dāng)變排量液壓元件的排量變化時(shí)，就可獲得連續(xù)變化的輸出轉(zhuǎn) 速。液壓機(jī)械傳動(dòng)作為一種無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)形式，已應(yīng)用在軍用車(chē)輛的 直駛和轉(zhuǎn)向上。但目前對(duì)液壓機(jī)械無(wú)級(jí)傳動(dòng)的研究還主要停留在結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)和靜態(tài)特性上。通過(guò)功率鍵合圖理論的應(yīng)用，我們建立了一個(gè)兩 范圍液壓機(jī)械傳輸系統(tǒng)的鍵合圖模型，并模擬了其動(dòng)態(tài)特性。二、液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)模型1、液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究的二段式液壓機(jī)械雙流無(wú)級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖1所 示，該系統(tǒng)由3個(gè)制動(dòng)器、4個(gè)行星排、1個(gè)變排量液壓元件和1個(gè) 定排量液壓元件組成

3、。制動(dòng)器Cl制動(dòng)、制動(dòng)器Ch和Cr分離時(shí)，行 星排P2和P3工作，為液壓機(jī)械雙流傳動(dòng)工況。止匕時(shí)，由齒輪Z1輸入1 / 13 的功率經(jīng)齒輪Z21和Z22分流后，一路功率經(jīng)齒輪Z3給液壓傳動(dòng)部分， 一路經(jīng)齒輪Z4給機(jī)械傳動(dòng)部分，最后兩路功率在P2行星排匯流后， 經(jīng)齒輪Z5 , Z6和Z7輸出。圖1液壓機(jī)械無(wú)極傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖2、系統(tǒng)建模通過(guò)分析圖1所示的液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的功率流程，并根據(jù)鍵合 圖規(guī)則，建立了該系統(tǒng)雙流傳動(dòng)工況的鍵合圖模型。通過(guò)分析圖1 所示的液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的功率流程，并根據(jù)鍵合圖規(guī)則，建立了該 系統(tǒng)雙流傳動(dòng)工況的鍵合圖模型。如圖2所示，圖中對(duì)所有的鍵進(jìn)行 了編號(hào)，不同鍵上的變量用相

4、應(yīng)鍵的編號(hào)作為下標(biāo)進(jìn)行區(qū)分，例如標(biāo) 號(hào)為25的鍵上的勢(shì)變量和流變量可表示為e25和f25。鍵合圖中各符號(hào)定義如下：n0為動(dòng)力源，可看作一個(gè)流源，向系 統(tǒng)輸入轉(zhuǎn)速；Tb為負(fù)載，可看作一個(gè)勢(shì)源，向系統(tǒng)輸入轉(zhuǎn)矩；pdi為 補(bǔ)償系統(tǒng)，此處為一個(gè)勢(shì)源，用以保持液壓回路中低壓油路壓力恒定； i 0為齒輪Z1到Z21的傳動(dòng)比；i jZ為機(jī)械路傳動(dòng)比；ip為齒輪Z22到Z3 的傳動(dòng)比；ihZ為機(jī)械路匯流傳動(dòng)比；ihy為液壓路匯流傳動(dòng)比；ib為 齒輪Z5到Z7的傳動(dòng)比；MTF 1為變排量液壓元件，此處用可變回轉(zhuǎn)器 表小，回轉(zhuǎn)器模數(shù)由信號(hào)發(fā)生器參數(shù)qp給定；q m, qm1為定排量液壓 元件變換系數(shù)，且qmqm1

5、=1 ; 1結(jié)點(diǎn)為共流結(jié)，流變量相等；0結(jié)點(diǎn) 為共勢(shì)結(jié)，勢(shì)變量相等。2 / 13圖2液壓機(jī)械無(wú)極傳動(dòng)系統(tǒng)鍵合圖模型L0為輸入軸粘性摩擦系數(shù)（單位：N - s - m-1）； Lfp為阻礙變量液 壓元件轉(zhuǎn)動(dòng)的粘性摩擦系數(shù)；Lfm為阻礙定量液壓元件轉(zhuǎn)動(dòng)的粘性摩 擦系數(shù)；Lb為輸出軸粘性摩擦系數(shù)；Rgi為高壓油路中油液的泄漏液 阻（單位：Ns- m-5） ； Rdi為低壓油路中油液的泄漏液阻；Rp為變量 液壓元件的泄漏液阻；Rm為定量液壓元件的泄漏液阻；Ljzl為機(jī)械路 傳動(dòng)比主動(dòng)部分軸系粘性摩擦系數(shù)；Lj Z2為機(jī)械路傳動(dòng)比被動(dòng)部分軸 系粘性摩擦系數(shù)；Lj Z3為匯流軸系粘性摩擦系數(shù)；Co為輸入軸

6、柔度系 數(shù)（單位：m - N-1） ; Cb為輸出軸柔度系數(shù)；Cp為變量液壓元件內(nèi)部 油液的液容（單位：m5 - N-1） ； Cm為定量液壓元件內(nèi)部油液的液容； Cjz1為機(jī)械路傳動(dòng)比主動(dòng)部分軸系的柔度系數(shù)；Cjz2為機(jī)械路傳動(dòng)比 被動(dòng)部分軸系的柔度系數(shù)；I0為輸入軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；Ip為變量液壓元件 的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；Im為定量液壓元件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；Ib為輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量； I g1為高壓油路中油液的液感（單位：N S - m-5） ； Idl為低壓油路中油 液的液感；Ijz1為機(jī)械路傳動(dòng)比主動(dòng)部分軸系的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；Ij z2為機(jī)械 路傳動(dòng)比被動(dòng)部分軸系的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；Ijz3為匯流軸系的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。 3、系統(tǒng)狀

7、態(tài)方程應(yīng)用鍵合圖法進(jìn)行系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析，就是根據(jù)所建立的系統(tǒng)鍵 合圖模型，合理地選擇系統(tǒng)狀態(tài)變量，建立系統(tǒng)狀態(tài)方程。一般取慣 性元件的廣義動(dòng)量p和容性元件的廣義位移q作為系統(tǒng)的狀態(tài)變量510。3 / 13按照優(yōu)先積分因果關(guān)系的原則進(jìn)行鍵合圖因果關(guān)系的標(biāo)注時(shí)，有 時(shí)系統(tǒng)鍵合圖部分儲(chǔ)能元件具有微分因果關(guān)系，在這種情況下，系統(tǒng) 狀態(tài)變量的個(gè)數(shù)等于具有積分因果關(guān)系儲(chǔ)能元件的個(gè)數(shù)。具有微分因 果關(guān)系儲(chǔ)能元件的能量變量，依賴(lài)于系統(tǒng)的狀態(tài)變量，為非獨(dú)立變量。 在列這種類(lèi)型的鍵合圖的狀態(tài)方程時(shí)會(huì)產(chǎn)生代數(shù)環(huán)問(wèn)題，建立的液壓 機(jī)械無(wú)級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)鍵合圖模型即為這類(lèi)模型。在圖2中，慣性元I0, Ijz2 和Im上的能量

8、變量即為微分因果關(guān)系。解決的辦法是用有關(guān)的狀態(tài) 變量表示微分因果關(guān)系儲(chǔ)能元件的廣義動(dòng)量和廣義位移，將所得的表 達(dá)式對(duì)時(shí)間求一階導(dǎo)數(shù)。由此可解得慣性元I0, Ijz2和Im的變量表達(dá) 式為：lol p I o P4p27I P I jz2 (2)P15 - ：. 一 pll(2)i Ijz jz1P49P43Idl這樣，系統(tǒng)的狀態(tài)變量就只有12個(gè)，q2(t) , q9(t) , p11(t) , q18(t), p20(t) , p27(t) , q31(t) , p34(t) , q37(t) , p43(t) , q55(t) , p58(t)。該系統(tǒng)的輸入向量：U=n叩dlTb T。根據(jù)鍵

9、合圖反映的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特各狀態(tài)變量的微分寫(xiě)成各狀態(tài)變量和輸入變量的函數(shù)關(guān)系，經(jīng)推導(dǎo)整理后，可得到下列12階狀態(tài)方程:(4)ioip(4)q2 = n。P27I p.2jz1P1P1ijzjz1jz2Cz1.2jz1P1P1ijzjz1jz2Cz1ijz I jz1P1C1ijzCjz2q1811q18 = P11 - P20jzI jz1I jz3(6)4 / 131jz31p20 - - q18 一 I1jz31p20 - - q18 一 Ip20 一 ：-q55Cjz2I jz3ihzibCb, lolpp27q2C2C0i p qg C2Cjz12 2% 沉，；(t)qp；(t)qpClP

10、27 一 c c q31c PdlC2 1PC2cpC2 (t)qp 11q31 = . p27 -q31 - p34I pRpCpI gl1Rgi1訪(fǎng)4 = - q31p34 一 T- q37Cp1 glCm111q37 = p34 - p qq37 一 - p431 glRmCmIdl1p43 二C3cm.2 、fm qmRdl11q372p43q55 一PdlC3qm I dlC3qmihyibCbC3, _11_ 1q55 = ；p20p43 一7 p58ihzib I jz3ihyIbqmIdl Ib1” 十p58 = - q55p58TbCbI bi2i2I1式中，C1 =1 +j

11、二; ijtIjz1式中，C1 =1 +j二; ijtIjz1C2 =1+ ； C3=1 + m2 。I pI dl qm三、動(dòng)態(tài)仿真將已知的液壓機(jī)械無(wú)級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)和計(jì)算參數(shù)帶入上述狀態(tài)方程，并應(yīng)用仿真軟件在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真。仿真時(shí)，首 先為系統(tǒng)賦初值，待系統(tǒng)穩(wěn)定后，再施加激勵(lì)，記錄此時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài) 響應(yīng)結(jié)果。圖3至圖8是系統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)速和泵馬達(dá)系統(tǒng)主油壓在不同激 勵(lì)狀態(tài)下的響應(yīng)曲線(xiàn)5 / 13Pres* urer1D1mlput speedPres* urer1D10141610ThnCibfi圖3系統(tǒng)的階躍響應(yīng)AQ o o o4 3 1 1 Q圖3是負(fù)載躍變時(shí)輸出轉(zhuǎn)速和系統(tǒng)主油壓的階

12、躍響應(yīng)曲線(xiàn)，油壓 響應(yīng)的上升時(shí)間為22ms ,調(diào)節(jié)時(shí)間為445ms ,超調(diào)量為Q o o o4 3 1 1 Q圖4系統(tǒng)的階躍響應(yīng)B圖4是輸入轉(zhuǎn)速躍變時(shí)輸出轉(zhuǎn)速和系統(tǒng)主油壓的階躍響應(yīng)曲線(xiàn)， 輸出轉(zhuǎn)速響應(yīng)的上升時(shí)間為17ms ,調(diào)節(jié)時(shí)間為479ms，超調(diào)量為65% 。1.Z1 41 b1.Z1 41 b1 gTime事-月E3上MuockvJIBOISD匐 m 。圖5角擺動(dòng)板改變的系統(tǒng)斜坡響應(yīng)6 / 13圖5是變量泵斜盤(pán)擺角斜坡激勵(lì)時(shí)的一族響應(yīng)曲線(xiàn)，斜盤(pán)擺角由 0到最大值（相對(duì)變化率E取值為01）的上升斜率分別取50, 20, 8, 4（對(duì)應(yīng)斜坡上升時(shí)間分別為0.04 , 0.10 , 0.25 , 0.50s）,輸出轉(zhuǎn)速響應(yīng) 的上升時(shí)間分別為43 , 108 , 255 , 505ms ,超調(diào)量分別為47% , 12% , 4% , 2%。( J ulp ul speedFirssurc( J ulp ul speedFirssurc11 214_161 aTimcfs）圖6系統(tǒng)的階躍響應(yīng)C圖6是斜盤(pán)擺角階躍變化時(shí)輸出轉(zhuǎn)速和系統(tǒng)主油