裝載機(jī)仿真結(jié)果表明,相比于傳統(tǒng)的整數(shù)階控制算法而言,分?jǐn)?shù)階PI~λD~μ控制算法在控制形式上更為靈活,能取得更好的控制效果。以某型號(hào)裝載機(jī)為試驗(yàn)樣車,設(shè)計(jì)了工作裝置電液比例控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方案,對(duì)理論研究、仿真分析所得到的系統(tǒng)模型進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,電液比例控制系統(tǒng)在樣車上的實(shí)際性能表現(xiàn)和理論分析模型基本符合。實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)前文的理論分析有很好的驗(yàn)證作用,說(shuō)明分?jǐn)?shù)階PI~λD~μ控制算法在裝載機(jī)工作裝置電液比例系統(tǒng)中有良好的性能表現(xiàn),為分?jǐn)?shù)階PI~λD~μ控制算法在其他工程車輛電液比例控制系統(tǒng)中的應(yīng)用中提供一定工程實(shí)際參考價(jià)值。輪式裝載機(jī)行駛路面復(fù)雜、工作環(huán)境惡劣,在作業(yè)過(guò)程中駕駛員承受劇烈的振動(dòng)沖擊,長(zhǎng)時(shí)間的駕駛作業(yè)嚴(yán)重影響操作人員的健康;同時(shí),沖擊振動(dòng)也會(huì)加快裝載機(jī)的零部件失效,并且降低其作業(yè)效率。

僅依靠簡(jiǎn)單的計(jì)算和頻繁更換彈簧來(lái)改善匹配特性，增加了設(shè)計(jì)成本，因此現(xiàn)階段對(duì)二者匹配特性的研究具有重要意義和實(shí)用價(jià)值。本文基于校企合作項(xiàng)目“滑移裝載機(jī)先導(dǎo)閥與多路閥匹配優(yōu)化”展開(kāi)研究，以解決某機(jī)型存在的實(shí)際問(wèn)題為基礎(chǔ)，對(duì)先導(dǎo)閥與多路閥組成的控制系統(tǒng)的匹配特性進(jìn)行了更深入的研究，提出先導(dǎo)閥與多路閥的匹配原則，形成了一套能夠普遍適用于先導(dǎo)控制系統(tǒng)的匹配理論，為主機(jī)廠在解決類似問(wèn)題時(shí)提供了思路與依據(jù)。（1）詳細(xì)說(shuō)明先導(dǎo)閥及多路閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理，分別闡述先導(dǎo)閥的壓力輸出特性及多路閥的流量控制特性并建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。繪制二者的匹配特性曲線，通過(guò)聯(lián)立方程找到影響兩者匹配特性的因素。

裝載機(jī)作業(yè)環(huán)境惡劣、作業(yè)工況復(fù)雜,駕駛員需要通過(guò)頻繁的換擋操作來(lái)完成鏟裝作業(yè),對(duì)駕駛員的駕駛水平是一種嚴(yán)峻的考驗(yàn)。液力變速器的應(yīng)用不僅增強(qiáng)了裝載機(jī)的自適應(yīng)性,而且極大的改善了駕駛員的駕駛操作。因此,液力變矩器在裝載機(jī)上的應(yīng)用已成為主流趨勢(shì)。隨著技術(shù)的發(fā)展,對(duì)裝載機(jī)性能提出了更高的要求。目前,國(guó)內(nèi)裝載機(jī)普遍存在換擋品質(zhì)問(wèn)題,較差的換擋品質(zhì)不僅會(huì)引起換擋沖擊,還會(huì)增加傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)載荷,加速零件的磨損,降低零件的使用壽命。因此,提高裝載機(jī)液力變速器換擋品質(zhì)具有重要的意義。以某型液力變速器為研究對(duì)象,對(duì)其換擋品質(zhì)進(jìn)行仿真并進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證,本文主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下。(1)確定了換擋品質(zhì)的評(píng)價(jià)指標(biāo)為沖擊度、滑磨功和換擋時(shí)間,并對(duì)換擋品質(zhì)影響因素進(jìn)行了分析。

在此基礎(chǔ)上,建立液力變速器機(jī)電液系統(tǒng)聯(lián)合仿真模型,為換擋品質(zhì)仿真做好準(zhǔn)備工作。(3)對(duì)液力變速器機(jī)電液系統(tǒng)聯(lián)合模型進(jìn)行換擋品質(zhì)仿真,分析了離合器換擋油壓、換擋時(shí)間和動(dòng)態(tài)換擋過(guò)程,并計(jì)算變速器換擋滑磨功。針對(duì)前進(jìn)擋換擋過(guò)程中由于離合器充、泄油重疊時(shí)間太短而出現(xiàn)的動(dòng)力中斷問(wèn)題,提出對(duì)電液控制系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn),并對(duì)待分離離合器采取延遲換擋動(dòng)作時(shí)刻和延長(zhǎng)泄油時(shí)間的換擋品質(zhì)控制策略。仿真結(jié)果表明,通過(guò)改進(jìn)電液控制系統(tǒng)并采取一定的換擋品質(zhì)控制策略可以避免換擋過(guò)程中產(chǎn)生動(dòng)力中斷,并減小換擋滑磨功,改善其換擋品質(zhì)。(4)為了對(duì)液力變速器換擋品質(zhì)進(jìn)行試驗(yàn),搭建了液力變速器試驗(yàn)臺(tái)架,并對(duì)試驗(yàn)系統(tǒng)與試驗(yàn)方法進(jìn)行了研究。在試驗(yàn)臺(tái)上對(duì)變速器換擋油壓、換擋時(shí)間及換擋滑磨功進(jìn)行了試驗(yàn),并與仿真進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)誤差較小,驗(yàn)證了換擋品質(zhì)仿真的正確性與可靠性,為進(jìn)一步改善換擋品質(zhì)提供了試驗(yàn)依據(jù)。

由于在試驗(yàn)臺(tái)上無(wú)法測(cè)試整機(jī)換擋沖擊度,為了測(cè)試換擋沖擊,在試驗(yàn)臺(tái)上利用動(dòng)態(tài)信號(hào)測(cè)試分析系統(tǒng)對(duì)液力變速器進(jìn)行了換擋振動(dòng)試驗(yàn)。分析了換擋過(guò)程中變速器三個(gè)方向的振動(dòng)加速度,并以加速度均方根衡量換擋沖擊。試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了換擋品質(zhì)分析的正確性,同時(shí)為換擋品質(zhì)改善提供了方法。裝載機(jī)是一種常用的土方鏟運(yùn)機(jī)械,因其機(jī)動(dòng)、靈活,且價(jià)格低廉在國(guó)內(nèi)礦山、工地等各類工程市場(chǎng)得到廣泛應(yīng)用。可靠、高效、低能耗、舒適等是目前整機(jī)技術(shù)研究的主要方向。整機(jī)可靠性開(kāi)發(fā)是裝載機(jī)技術(shù)提升的一個(gè)重要方向。裝載機(jī)在高沙塵地區(qū)作業(yè),因?yàn)槭褂玫目諝鉃V清器的濾紙材質(zhì)差或?yàn)V紙損壞未及時(shí)更換導(dǎo)致濾清器過(guò)濾能力下降或失效,常出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)缸套、活塞等零部件早期磨損。