关于静液驱动系统行驶稳定性的探讨

　　0 引言

　　静液驱动车辆系统由发动机、传动系、行走机构、工作装置4个部分组成,它们之间是相互联系和影响的。工作装置的最佳控制是极限负荷控制,行走机构最好的方式是采用动态参数匹配方法,发动机最好的状态是在静态工况下的工作状态^[1]。 因此,对动态负荷进行最有效调控的环节只能是传动系。在机械无级调节不能奏效的情况下,寻求一种高效、可控性强、线性、成本及可靠性适宜的传动方式是必然 的途径。但是液压控制系统往往是欠阻尼的,液压阻尼比小将直接影响系统的稳定性。因此提高阻尼比,对改善系统性能是十分重要的。

　　1 提高系统稳定性的方法

　　液压阻尼比表示系统的相对稳定性。为获得满意的性能,液压阻尼比应具有适当的值。提高阻尼比的方法有:

　　(1)设置旁路泄漏通道。在液压缸2个工作腔之间设置旁路泄漏通道增加泄漏系数ctp。缺点是增大了功率损失,降低了系统的总压力增益和系统的刚度,增加了外负载力引起的误差;另外,系统性能受温度变化的影响较大^[2]。

　　(2)采用正开口阀。正开口阀的kc0值大,可以增加阻尼,但也会使系统刚度降低,而且零位泄漏引起的功率损失比第一种方法还大。另外,正开口阀还会带来非线性流量增益、稳态液动力变化等问题。

　　(3)增加负载的粘性阻尼。该方法需要另外设置阻尼器,增加了结构的复杂性。

　　2 泵控装置的改进

　　(1)动压反馈装置

　　这种静液传动方式的液压泵控系统为一个开环的欠阻尼的伺服系统,使车辆的行驶平顺性和操作稳定性差。主要原因是油液刚度大,其本质稳定的特性接近于机械传动,对随机振动分量难以产生理想的吸收过滤,不能抑制发动机上的随机振动分量^[3]。因此需要对液压系统进行系统校正。

　　如图1(a)所示为工程车采用的压力反馈校正装置,节流孔增加了Ct,从式(1)和(2)可以看出提高了泵控装置的阻尼比。图1(b)所示为R动压反馈装置,是由液阻和活塞蓄能器组成的压力微分网络。其层流流量方程为

　　弹簧活塞蓄能器的流量为

　　蓄能器活塞的力平衡方程为

　　式中: Kc、xc分别为蓄能器的总弹簧刚度和活塞位移。

　　由方程(3)-(5)联立消去p、xc,可得

　　传递函数为

　　式中:Sc为时间常数。

　　上述动压反馈装置是一种廉价、可靠、有效的阻尼装置,能获得0.5~0.8的合适阻尼比。

　　(2)动压反馈装置对性能的改善