淺析非公路自卸汽車全液壓式舉升機構的建模與仿真論文
自卸車中使用的舉升液壓系統通常分爲液壓助力式和全液壓式兩種。首鋼汽車製造廠生產的SGA3550 型非公路自卸式汽車是由北京科技大學研製開發的擁有獨立知識產權的產品,採用的是技術成熟、作用力大、系統剛性好的全液壓式舉升系統,整車長7 578 mm,寬3 890 mm,高3 570 mm,前輪距3 100 mm,後輪距2 550 mm,軸距3 650 mm,主銷中心距2 100 mm,滿載爬坡度15%,接近角20°,離去角48°,最小轉彎半徑<9 m,本文利用ADAMS軟件對該車的全液壓舉升機構進行建模與仿真。
1 SGA3550 型自卸車全液壓舉升系統組成
SGA3550 型自卸車舉升系統主要由舉升缸、節流閥、單向閥、電液換向閥、溢流閥、舉升泵、油箱及各管路組成。舉升泵採用“常齧合取力器+齒輪泵”型式,通過取力器從變速箱上取力,採用4 級伸縮末級雙作用液壓缸作爲執行元件,用一個三位四通電液換向閥來控制貨廂的舉升和回落,有杆腔回油路上使用可調單向節流閥,控制舉升的速度。系統流量245.4L/min,舉升缸實際工作中最大工作壓力爲12.7MPa。
2 舉升系統機械結構仿真模型
爲了簡化模型加快設計進度,本設計利用ADAMS 軟件對SGA3550 型自卸車舉升機構建立仿真模型。
3 舉升液壓系統的設計
3.1 舉升液壓系統的設計流程
國內對於礦用自卸汽車液壓舉升系統的設計,基本上採用的是傳統的經驗性設計,即分別對舉升機構和舉升液壓系統進行設計,二者再通過舉升液壓缸最大舉升力和舉升液壓系統最高油壓來相互協調,而對貨箱舉升回落過程中,機械系統與液壓系統間的`相互作用則不予考慮,這樣就無法瞭解舉升過程中,機械和液壓系統的真實情況。
作者根據設計經驗,提出自卸汽車舉升液壓系統的一般設計流程:首先確定最大舉升力和系統壓力,計算出舉升缸最大內徑,並根據舉升高度來確定各個舉升缸的內徑和行程;其次根據舉升容量和時間確定舉升時流量,並通過流量、泵轉速及其所要實現功能擬定出的液壓原理圖來確定所需要的舉升泵,進而確定液壓閥和各附件;最後對舉升液壓系統進行建模與仿真。此設計流程優勢在於能根據仿真結果再次對舉升機構進行優化設計、建模,以此循環,找到最優解。
3.2 舉升缸的結構
爲使整車結構緊湊,重心降低,達到貨廂對車架的衝擊減小、貨廂到達舉升終點時的限位以及貨廂回落時的限速等目的,SGA3550 型自卸車舉升機構採用後置雙缸直頂式舉升機構,採用液體壓力作爲舉升動力,舉升液壓缸爲4 級伸縮,末級雙作用,內泄式限位,回落時限速採用回油節流形式ADAMS/Hydraulics 中沒有多級液壓缸的模型,根據舉升液壓缸工作原理,可將其分解爲若干個相互連通的單級液壓缸的組合,將4 級伸縮末級雙作用舉升液壓缸分解成3 個柱塞缸和1 個單杆活塞缸
4 舉升液壓系統的建模
根據對國內文獻的統計,對礦用自卸汽車液壓系統的研究,主要還是通過建立數學模型,利用MATLAB/SIMULINK 等工具對所建立的模型進行仿真,很少對由機械系統、液壓系統和控制系統等組成的耦合系統進行多領域協同仿真。本文將虛擬樣機技術引入礦用自卸汽車設計中,通過分析多級伸縮末級雙作用液壓缸的內部結構和工作原理,採用實體建模方式,利用ADAMS/Hydraulics 對舉升液壓系統進行建模。
其中一級缸、二級缸、三級缸爲柱塞缸,四級缸爲單杆活塞缸,4 個單級液壓缸的無杆腔通過集流器相互連通,四級缸的有杆腔通過限位閥(可調節流閥)與4 個液壓缸的無杆腔相連。貨箱舉升過程中,該閥是關閉的,當舉升至終點(舉升缸伸長量大於某一值)時,限位閥打開,舉升缸上下腔連通,實現內泄式限位。舉升缸的無杆腔進油口和有杆腔進油口用2 個節流閥模擬。這樣,一級缸、二級缸、三級缸、四級缸、集流器、限位閥、無杆腔進油口和有杆腔進油口組成了一個4 級伸縮末級雙作用內卸式限位的舉升液壓缸,由此,就可以對液壓舉升系統進行多領域協同仿真,對多級液壓缸後置直頂式舉升機構實現參數化建模。
5 舉升液壓系統模型仿真
ADAMS/Hydraulics 對舉升機構液壓系統進行空車舉升和平裝滿載舉升。
5.1 空車舉升
首先進行空車仿真,仿真時間取95 s,步長0.001 s,舉升缸內油壓隨時間的變化仿真結果。在貨箱舉升、回落過程中,當每一級缸筒或活塞桿伸出和縮回時,無杆腔內油壓都會出現衝擊,每個油壓峯值是由4 級伸縮末級雙作用舉升液壓缸的內部結構決定的,是不可避免的
5.2 平裝滿載舉升
貨箱平裝滿載42 t 的貨物,發動機怠速運轉,仿真時間取55 s,步長0.001 s,仿真結果。
滿載舉升比空車舉升時舉升缸內無杆腔內油壓高很多,但每一級缸筒伸出時油壓的振盪小了。
空車舉升、滿載卸貨舉升和滿載不卸貨舉升3 種情況下舉升缸舉升力的變化。可以看出,滿載卸貨舉升和滿載不卸貨舉升時舉升缸受力相差不大;滿載不卸貨舉升臨近終點時,舉升缸受到拉力,方向與推力相反,故出現一個拐點。
6 結論
將虛擬樣機技術引入到SGA3550 型礦用自卸汽車設計中,通過分析多級伸縮末級雙作用內泄式限位舉升缸的內部結構,在ADAMS/VIEW 中建立舉升缸的仿真模型,實現了機械系統與液壓系統的耦合,進而建立了整個液壓舉升系統的仿真模型。
礦用自卸汽車液壓舉升系統仿真結果表明:在貨箱舉升、回落全過程中,舉升缸無杆腔內先後出現了(2n+1)個油壓峯值(n 爲舉升缸級數),發動機轉速越高,油壓衝擊越大;滿載舉升時,舉升缸內油壓振盪比空車舉升時有所減輕。
-
汽車銷售工作總結優秀
總結是指社會團體、企業單位和個人在自身的某一時期、某一項目或某些工作告一段落或者全部完成後進行回顧檢查、分析評價,從而肯定成績,得到經驗,找出差距,得出教訓和一些規律性認識的一種書面材料,通過它可以全面地、系統地瞭解以往的學習和工作情況,因此我們要做好...
-
汽車工廠試用期工作總結
總結是在一段時間內對學習和工作生活等表現加以總結和概括的一種書面材料,它能幫我們理順知識結構,突出重點,突破難點,不如立即行動起來寫一份總結吧。總結怎麼寫纔不會千篇一律呢?下面是小編幫大家整理的汽車工廠試用期工作總結,歡迎閱讀與收藏。汽車工廠試用期工作...
-
汽車維修廠員工考覈細則經典
汽車維修廠員工考覈細則經典11、各部門負責人、生產班組長爲所在部門安全第一責任人。2、全廠職工必須牢記“生產必須安全”“安全是最大效益”的.思想,時刻繃緊安全生產弦,杜絕三違行爲,不安全堅決不生產。3、機修工嚴格執行安全技術操作規程及維修工藝規範,並做...
-
汽車美容自我鑑定範文
一般來說,自我鑑定即是自我總結,自我鑑定可以使我們鍛鍊語言組織能力,快快來寫一份自我鑑定吧。那麼自我鑑定要注意有什麼內容呢?以下是小編爲大家整理的汽車美容自我鑑定範文,僅供參考,希望能夠幫助到大家。汽車美容自我鑑定範文1時間在轉眼間到來,在xx正道車業服務...