轮式装载机动力传动系统节能技术研究

【摘要】：目前ZL50轮式装载机的动力传动系统技术参数,是上世纪60年代的成果,50多年过去了,没有人对其进行过优化改进。近几十年,人们对装载机的研究主要集中在工作装置优化改进,结构件优化改进,覆盖件的造型设计以及驾驶室的舒适性改进,而对动力传动系统,只是在可靠性方面进行了较多的研究改进,而对动力传动系统的节能研究却很少。 过去我国对工程机械的管理采用粗放式管理,排放和噪声要求都很低,燃油的经济性更是没有要求,因此工程机械存在着严重的能源浪费。 2009年,我国才‘开始分阶段施行工程机械排放法规。2010年,在北京召开的十一届全国人大三次会议和政协十一届三次会议上,倡导“低碳经济”。有能源和环保专家提出,中国从“十二五”要开始征收排碳税。 在国家高度重视低碳的大环境下,研究工程机械的节能,具有重要的工程应用价值。 本文根据国内装载机行业的实际情况,对轮式装载机动力传动系统节能技术进行了较为深入的研究,提出了一种通过改变发动机与液力变矩器匹配工作区域来提高燃油经济性及动力性的措施,并进行了理论分析和仿真优化计算。 根据理论分析和仿真优化计算的结果,对发动机、变矩器、变速箱、液压系统、制动系统进行节能改进,对样机进行试制和性能测试,并与传统机型进行了对比,主要考核整机的节能效果,作业效率,整机热平衡,以及验证理论分析和实际工作的吻合性。试验采用多种特性匹配组合测试,采用计时称重以及电桥应变的方法,主要采用的仪器有INC3030车载测试系统、GG电子秤,拉力试验台等。 本文的创新性改造,获得了较好的节能效果、较好的动力提升效果,具有普遍推广应用的工程应用价值。 【关键词】：轮式装载机 动力传动 节能
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TH243
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-12
• 1.1 研究的目的和意义9
• 1.2 国内外装载机节能新技术研究现状9-11
• 1.3 本文主要研究内容和研究方法11-12
• 第2章 轮式装载机动力传动系统分析12-22
• 2.1 液力变矩器结构与工作原理12-15
• 2.2 液力变矩器与发动机共同工作的输入输出特性15-20
• 2.2.1 液力变矩器的基本特性15-17
• 2.2.2 液力变矩器与发动机共同工作的输入特性17-19
• 2.2.3 液力变矩器与发动机共同工作的输出特性19-20
• 2.3 整机动力性、经济性分析20-21
• 2.4 本章小结21-22
• 第3章 轮式装载机动力传动系节能计算22-37
• 3.1 发动机节能调整计算22-26
• 3.2 变矩器输入特性的节能调整26-28
• 3.3 总传动比对整机动力性和经济性的影响分析28-33
• 3.4 液压系统的节能调整33-35
• 3.5 制动系统的节能调整35-36
• 3.6 本章小结36-37
• 第4章 轮式装载机动力传动系匹配优化37-62
• 4.1 传动系统各部件数学模型37-46
• 4.1.1 发动机的数学模型37-41
• 4.1.2 变矩器数学模型41
• 4.1.3 变速箱数学模型41-42
• 4.1.4 驱动桥数学模型42
• 4.1.5 轮胎数学模型42
• 4.1.6 发动机附件功率分流模型42-43
• 4.1.7 液压系统功率分流数学模型43
• 4.1.8 模型仿真思路43-46
• 4.2 仿真软件的建立46-53
• 4.2.1 循环工况载荷模型46-47
• 4.2.2 整车模型47
• 4.2.3 车轮模型47-48
• 4.2.4 轮边减速和主传动模型48
• 4.2.5 变速箱模型48-49
• 4.2.6 变矩器模型49-50
• 4.2.7 液压系统模型50
• 4.2.8 发动机附件模型50-51
• 4.2.9 发动机模型51-52
• 4.2.10 尾气后处理模型52
• 4.2.11 控制模型52-53
• 4.2.12 模型的封装53
• 4.3 优化数学模型的建立53-56
• 4.3.1 优化变量的确定53
• 4.3.2 优化函数的确定53-54
• 4.3.3 约束条件54-56
• 4.4 模型求解56-61
• 4.4.1 遗传算法简介56-59
• 4.4.2 编程求解59-61
• 4.4.3 优化结果分析61
• 4.5 本章小结61-62
• 第5章 轮式装载机的节能效果试验62-71
• 5.1 试验目的及方案62-63
• 5.1.1 试验目的和依据62
• 5.1.2 试验方案的确定62-63
• 5.2 测试及结果分析63-70
• 5.3 本章小结70-71
• 第6章 总结与展望71-72
• 参考文献72-75
• 附录一:优化函数75-77
• 作者简介77-78
• 致谢78

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