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某型履带车辆液压助力变速操纵系统仿真 |
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2液压助力变速操纵系统的仿真分析
AMESim (Advanced Modeling Environment for Simulation of Engineering Systems)是IMAGINE公司于1995年推出的专门用于液压/机械系统的建模、仿真及动力学分析的软件包,为用户提供了完善的建模仿真环境。AMESim 软件采用基于功率键合图理论的建模方法,元件间均可双向传递数据,规定变量一般都具有物理意义,都遵从因果关系。笔者应用AMESim 可直观、方便、准确地建立液压助力变速系统动态模型,并能在改变某个参数时,分析其对系统动态特性的影响。
2.1系统建模仿真
2.1.1由液压助力变速系统工作原理图搭建系统仿真模型
AMESim 软件系统中没有滑套模型,笔者利用带弹簧的移动活塞与可相对运动且有相对位移限制的质量体组成滑套弹簧装置。
挂档时,齿轮与齿套接触发生滑摩时产生换档阻力;摘档时,其阻力与挂挡相比可忽略不计。笔者采用换档油缸活塞位移、速度控制与信号加载的方法产生换档阻力。
主离合器操纵阀、定压输出阀、换档油缸、主离合器油缸利用AMESim 软件的HCD (液压元件设计模块), 根据其工作原理搭建模型。
离合器与换档同步器分别由主离合器活塞位移信号和换档油缸活塞位移信号控制。
液压助力变速系统主要参数如下：
流量源: 100 L /min, 溢流调压阀: 11 bar, 主离合器操纵阀阀芯直径: 18 mm, 主离合器操纵阀阀芯杆直径: 11 mm, 换档油缸阀芯直径: 20 mm, 换档油缸阀芯杆直径: 15 mm, 换档油缸活塞直径: 65 mm, 换档油缸活塞杆直径: 35 mm, 减压阀弹簧预压力: 106 N, 发动机输出转矩: 1000 Nm, 离合器分离油缸最大位移:0.1 m, 换档油缸活塞位移范围: -0. 02～0. 02m。
系统仿真模型搭建如图2所示。
2.1.2由空档挂入2档、由2档换入3档的动作过程仿真
根据实际操纵规程,应迅速踏下离合器使之迅速分离,在离合器分离期间进行挂挡操作,挂挡后使离合以适当的速度结合。所以加载到主离合器操纵阀和换档油缸阀芯处的作用力如图3所示。即在1 s时主离合器操纵阀迅速加力40 N, 持续1 s(在此期间挂挡),而后作用力在1s内由40 N 缓慢降为0。在1.1s 时在换档油缸阀芯处作用8N 的方波信号,实现由空档挂入2档。在第13 s时第2次踏下离合,使力持续作用1.2 s, 然后在1s内缓降为0。
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