煤矿液力传动车辆动力性的研究

【摘要】随着矿井辅助运输技术的不断改善和提高，防爆无轨胶轮车作为一种液力机械传动车辆，广泛使用于煤矿井下巷道底板上运行工作。然而，由于市面上生产的防爆柴油机和液力变矩器的型号规格有限，因而往往很难找到合适的匹配组合，并且未能全面考虑胶轮车的运输和自卸两大工况的需求，这使得防爆胶轮车动力源存在一定的匹配问题；另外，防爆胶轮车采用的动力换挡装置的换挡规律，不能保证液力变矩器工作在高效区，传动系统效率低下，进而导致整车动力性能不足。本文以WC5E型防爆胶轮车为依托，从上述两方面的问题出发，旨在通过优化匹配动力源和动力换挡变速箱，有效提高防爆胶轮车的动力性能。主要工作内容概括如下：首先，将防爆胶轮车的整个传动系统以液力变矩器的泵轮轴和涡轮轴为界限分成前后两部分进行分析，并分别在前后传动路径上取点受力分析，建立了各个部件的数学模型，为后续整车建模奠定基础。其次，为满足防爆胶轮车的运输和自卸两大工况需求，对初步选定的动力源综合考虑两大工况进行了折中匹配优化。选定最接近优化结果的液力变矩器型号，在此基础上，将液力变矩器并联一个行星盘改造成液力机械分流变矩器，并对行星排的特性参数进行了优化，使得动力源达到了最优的匹配结果。再次，选择合理的动力换挡变速箱，重点结合胶轮车防爆柴油机的万有特性曲线，在制定动力型、经济型换挡规律的基础上，提出了节能型换挡规律，并根据实际驾驶经验对换挡规律进行了修正，达到使液力变矩器工作在高效区，增大传动效率，提升换挡品质，提高胶轮车的动力性能的目的。最后，利用AVL-cruise软件搭建了防爆胶轮车的整车模型，仿真计算整车动力性能。验证了前述方案的可行性。结果表明，通过在折中匹配的基础上采用液力机械分流变矩器，以及修正动力换挡变速箱换挡规律来提升防爆胶轮车的动力性能是合理有效的。
【作者】刘洋；
【导师】杨世文；
【作者基本信息】中北大学，车辆工程，2014，硕士
【关键词】匹配优化；换挡规律；仿真；动力性能；

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