基于AMESim的装载机变速操纵阀对换挡平顺性影响研究

【摘要】装载机作为当今国内外普遍应用的工程机械，在基础设施建设，防灾救灾，建筑施工等领域有着重要作用。近年来，随着时代的发展和科技水平的提高，装载机用户已经不只是满足于产品拥有完成工程作业的能力，装载机的换挡性能等综合品质越来越受到关注。换挡不够平顺是装载机驾驶中的一个常见问题，换挡过程中的平顺性不足，直接影响驾驶人员对机器的操控，换挡产生的顿挫感会造成驾驶疲劳，影响工作效率。另外，换挡过程中的冲击现象对整机的稳定性、安全性和使用寿命等也会造成不良影响。综上所述，装载机换挡平顺性的好坏已经逐渐成为评价装载机综合性能的一项重要指标。因此提高换挡平顺性、降低换挡冲击对提升整机品质具有重要意义，也是本文研究目的所在。本文研究课题来自于吉林大学与江苏柳工集团小型机研究所合作的“某型号小型装载机的换挡平顺性仿真分析及实验测试研究”项目。在课题开展过程中，主要通过阅读相关文献和分析基础理论确定平顺性问题产生的原因，运用AMESim仿真软件建立了变速操纵阀的HCD模型和整机传动模型，利用批处理仿真运算，找出影响换挡平顺性的主要因素，并给出优化方案。将相关参数优化改进后的变速操纵阀安装在实验机上进行实验，整理分析实验结果并提出换挡平顺性的优化方案。本文首先介绍了装载机的发展史和当今国内外的研发趋势，提出换挡平顺性在新的市场背景下的重要意义。随后介绍了换挡时顿挫感产生的原因和目前普遍的解决方法。以某型号小型装载机为研究机型，分析了该产品整机传动系统各部分对换挡平顺性的影响，找出了换挡过程中平顺性问题的主要影响因子。建立换挡过程中变速箱换挡离合器的数学模型，得出从控制变速操纵阀输出压力入手来改善换挡平顺性的问题解决方案。随后利用AMESim仿真分析软件建立变速操纵阀的HCD仿真模型和传动系统模型，以求更深入地分析变速换挡过程中的变速操纵阀各主要参数对输出压力的影响，根据仿真结果给出相应的优化数据。针对仿真分析得出的优化数据，制定了相应的实验大纲，与供应商订制了优化参数后的变速操纵阀阀芯、弹簧等部件，将性能优化后的变速操纵阀置于实验装载机上进行实验。通过实验数据与理论分析、仿真模型的对比，验证了仿真模型搭建的准确性和优化数据的可行性。最后通过对实验结果和实验误差的分析，制定改进实验并最终提出了装载机换挡平顺性优化方案。
【作者】刘洋；
【导师】刘昕晖；龚勋；
【作者基本信息】吉林大学，机械工程，2014，硕士
【关键词】轮式装载机；变速操纵阀；换挡平顺性；AMESim；仿真分析与优化；

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