流量放大全液压转向系统的仿真分析及试验

论文摘要

随着工程机械大型化的发展,转向阻力矩也随之提高,靠单级全液压转向器控制的液压动力转向系统已不能满足转向要求。同轴流量放大全液压转向系统是集流量放大和负载敏感于一体的大排量全液压转向系统,具有结构紧凑、体积小、重量轻、油路连接少、操纵省力、转向灵敏、安装布置方便、工作可靠和系统效率高等优点。由此在发展大吨位的工程机械过程中,同轴流量放大型全液压转向器的这些优点是一般液压转向器所不能比拟的。所以,进行同轴流量放大型全液压转向系统的性能仿真分析和试验研究,对提高其在工作中的可靠性和高效性有着非常重要的意义。本论文首先分析了同轴流量放大全液压转向系统的工作原理及系统中各部件组成,运用流量连续性方程和力平衡方程建立系统的静态数学模型,在此基础上结合转向系统原理,在AMESim8.0.0仿真软件中建立转向系统的动态仿真模型,研究不同动态信号下同轴流量放大全液压转向器的工作特性。同时,本文对该转向系统进行了试验研究,所测试验数据曲线和仿真结果曲线基本吻合,表明仿真模型是准确的、可靠的。最后,分析同轴流量放大转向系统中的负载敏感特性,主要针对优先阀中弹簧特性对转向系统性能的影响进行研究。本论文主要包括以下几部分内容:第1章:简要论述了液压转向系统的研究现状和发展趋势,并对本同轴流量放大全液压转向系统进行介绍,进而对课题的研究背景、意义与主要研究内容作了阐述。第2章:介绍了该转向系统结构及工作原理,并建立系统的数学模型。第3章:选用AMESim8.0.0仿真软件建立系统的动态仿真建模,并对不同输入条件下的仿真模型进行计算,得出系统的仿真结果曲线。第4章:搭建全液压转向器试验台,对同轴流量放大全液压转向器进行角位移阶跃、角速度阶跃、负载阶跃试验研究,并对试验测试数据与仿真结果进行分析。第5章:对转向系统负载敏感特性进行研究,着重分析优先阀内弹簧刚度及初始设定弹簧力对转向特性的影响。第6章:总结本课题的研究工作,并对后续工作的主要研究方向进行展望。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的提出及意义
• 1.2 液压转向系统的研究现状和发展趋势
• 1.2.1 转向系统研究现状
• 1.2.2 转向系统发展趋势
• 1.3 同轴流量放大全液压转向系统概述
• 1.3.1 同轴流量放大全液压转向系统的简介
• 1.3.2 同轴流量放大全液压转向系统的特点
• 1.4 课题的研究内容
• 第2章 同轴流量放大全液压转向系统数学模型
• 2.1 同轴流量放大全液压转向系统的结构组成和工作原理
• 2.1.1 优先阀的结构组成和工作原理
• 2.1.2 转向器的结构组成和工作原理
• 2.1.3 转向油缸的结构组成和工作原理
• 2.2 同轴流量放大全液压转向系统数学模型
• 2.2.1 优先阀的数学模型
• 2.2.2 转向器的数学模型建立
• 2.2.3 转向油缸的数学模型
• 2.2.4 各节流口面积的确定
• 第3章 同轴流量放大液压转向系统的动态模型及仿真结果
• 3.1 仿真的方法及工具
• 3.1.1 液压系统仿真概述
• 3.1.2 液压系统仿真技术的发展与现状
• 3.1.3 本课题选用的仿真软件
• 3.2 转向系统仿真模型的建立
• 3.2.1 优先阀仿真模型
• 3.2.2 转向器仿真模型
• 3.2.3 转向油缸的仿真模型
• 3.3.4 仿真模型的信号输入
• 3.3 转向系统仿真结果与分析
• 3.3.1 仿真环境的设置
• 3.3.2 全液压转向系统仿真结果
• 3.3.3 结果分析
• 第4章 液压测试系统简介与仿真模型试验验证
• 4.1 试验系统简介
• 4.1.1 液压测试系统总体布局介绍
• 4.1.2 测试系统各部分说明
• 4.1.3 测试中关键问题及解决方法
• 4.2 试验结果曲线
• 4.3 试验结果与仿真结果对比与分析
• 第5章 转向系统中负载敏感特性分析
• 5.1 转向系统中负载敏感特性概述
• 5.2 转向系统中负载敏感特性仿真分析
• 第6章 总结与展望
• 6.1 论文总结
• 6.2 后续展望
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文