基于EASY5的液压机械无级传动排量控制机构仿真分析

　　液压传动与机械传动复合构成了液压机械双流无级传动。液压传动部分的输出转速与机械传动部分的输出转速通过差速装置汇流后输出。当变排量液压元件的排量变化时,就可获得连续变化的输出转速。液压机械复合无级传动已广泛应用在军用车辆的直驶和转向上[1]。目前,国内学者对液压机械无级传动的研究多集中在静态转速特性、静态转矩特性以及静态功率特性等的分析上,对动态特性的研究仍未形成系统研究[2-4];而国外学者对液压机械无级传动的结构、静态特性、控制规律以及动态特性等方面都进行了较为系统的研究[5-7]。由于液压机械无级传动含有液压系统这个柔性环节,而液压系统的调速性受到排量控制机构响应特性的影响。因此,下面将运用EASY5软件建立液压机械无级传动系统中液压流传动机构仿真模型,并分析排量控制机构的动态特性。

　　1　液压流传动机构模型

　　1.1　液压机械无级传动简图

　　液压机械无级传动属于多流传动,主要包括前传动、分流机构、汇流机构、机械流传动机构、液压流传动机构、后传动机构等。定轴齿轮传动分矩和行星齿轮传动汇流的液压机械无级传动符合车辆的变速规律,适合车辆传动使用[2],其简图如图1所示。液压机械无级传动将功率分为液压和机械两路传递,分流机构分流后液压马达在正向和反向最大速度之间来回无级变速,其每一个行程与行星齿轮机构的一种工况相配合,最后两路汇合成由若干无级段落相衔接并逐段升高的全程无级变化输出速度。其中,机械流传动部分主要用于扩大传动范围与传递大功率,液压流传动部分主要用于实现无级调速与传递小功率[2]。这里主要对其中的液压流传动机构进行研究。

　　1.2　液压流传动机构油路简图

　　现设计液压流传动机构的油路简图如图2所示。该系统由变排量液压元件A4VG125、定排量液压元件A2FM125和排量控制机构组成。A4VG125由1个变排量泵、1个补油泵、2个高压溢流阀、1个低压溢流阀、2个补油用单向阀和1个油虑组成;A2FM125则只由1个定排量马达组成;排量控制机构由1个电液压力控制先导阀和1个三位四通伺服阀组成。排量控制机构根据控制电流的大小来控制变排量液压元件的排量大小,在变排量液压元件和定排量液压元件组成的闭式液压回路中,每次换段的过程都会引起定排量液压元件扭矩反向,从而引起液压流传动机构传递的功率反向,变排量液压元件和定排量液压元件功能互换,闭式液压回路高低压边互换。

　　1.3　系统建模

　　通过分析图2所示的液压流传动机构油路简图,并结合EASY5建模规则[8],建立该系统的仿真模型,如图3所示。