負載敏感技術在工程機械行駛液壓驅動系統的應用

摘 要：為了改善傳統全液壓輪式工程機械滑轉率高和前輪同步的問題，本文提出了泵控負載敏感輔助液壓驅動系統的方法。簡要介紹了負載敏感技術的工作原理，闡述了輔助液壓行駛驅動系統的工作原理，建立了該系統的AMESim模型，并進行相關的仿真與分析。

關鍵詞：工程機械;液壓行駛系統;負載敏感系統;AMESim

液壓傳動具有無級變速和易于實現自動化控制等優點，隨著技術的成熟，現越來越多的工程機械行駛驅動系統應用液壓傳動，[2]后輪驅動的驅動力小，采用全輪驅動來改善，但前輪滑轉率高，還有前輪同步的問題。本文提出將負載敏感技術應用于輪式車輛的前輪行駛系統來改善這些問題。

1 泵控負載敏感系統的工作原理

泵控負載敏感技術的工作原理如圖1所示，由變量泵、負載敏感閥、壓力補償閥和變量油缸等組成。[1]

泵控負載敏感系統根據負載所需的壓力PL調節恒壓閥與負載敏感閥的閥芯的位移，使變量油缸受力發生變化，進而改變泵的排量，實現泵的輸出壓力PP和輸出流量與負載的壓力PL和需求流量相匹配。泵控負載敏感系統中恒壓閥控制優先級高于負載敏感閥控制優先級，一般情況下恒壓閥在彈簧作用下處于左位工作。

2 前輪行駛液壓系統

本文前輪采用單泵-雙馬達負載敏感系統，圖2為其工作原理圖。當車輛負載較小，不需啟動輔助驅動，負載敏感變量泵1的排量最小，負載敏感變量泵只輸出很小的流量，而且液壓馬達在低壓油作用下處于自由輪狀態。當車輛負載較大，啟動輔助驅動，電比例閥5根據接收到的主驅動輪轉速信號，使流過電比例閥5的流量與主驅動輪轉速相適應，從而輔助驅動輪轉速與主驅動輪轉速同步，減小前輪的換轉率。壓力補償閥8，放置于電比例閥5進油口前，對電比例閥5的進口、出口之間的壓差進行補償，使其為固定值，保證進入兩個行駛馬達5中的流量相同，從而前輪同步。[4]

3 建立AMESim圖形化模型

在設計輔助液壓驅動系統時，會對其動、靜態特性都有所考慮，為了檢驗其可靠性，利用AMESim軟件對輔助液壓驅動系統進行建模及仿真。[3]

4 系統仿真分析

啟動輔助驅動系統時，電比例閥5通電，閥芯處于左位。系統加載階躍負載，如圖4（a）所示，模擬偏載工況。從圖4（b）可以看出，泵壓力可達到30Mpa，兩驅動馬達隨著負載的變化在變化，圖4（c）圖可看出流入馬達流量基本相同，左右同步誤差在1.02%，響應時間為0.8s。

5 結論

本文為工程機械驅動系統設計了一種負載敏感輔助驅動系統，來解決僅后輪驅動驅動力小，全驅時前輪驅動滑轉率較大問題。

參考文獻：

[1]王春行.液壓控制系統.北京：機械工業出版社，1995.5.

[2]張奕.液壓傳動與氣壓傳動.北京：電子工業出版社，2011.1.

[3]付永領，齊海濤.LMS Imagine.Lab AMESim系統建模與仿真實例教程.北京：北京航空航天大學出版社，2011.7.

[4]孫明棠.壓力補償閥在液壓系統上的應用.液壓與氣動，1996.

作者簡介：王瑜（1991-），女，陜西西安人，碩士，專業：機械電子工程。