扫洗机行走系统速度特性仿真

　　随着城镇化和环保事业的飞速发展,清扫机械得到了广泛的应用。相比于国内现有产品,国际上先进的扫洗机动力的传递形式为液压传动,整机采用一台发动机,集行走、扫地、洗地、吸尘、吸水于一体,结构复杂,运动耦合性强。根据国情和市场需求,对性能先进、可靠性高的扫洗机的需求日益迫切。研发扫洗机时需考虑其动力性、经济性、可靠性、作业质量以及操控性能,其中作业质量最为重要。而作业质量的稳定性受行走速度影响较大,所以有必要对行走系统的速度特性进行分析和研究。

　　传统的传递函数分析法、功率键合图分析法需要花费大量时间和精力才能构成一个动态模型,求解、仿真也都较困难。AMESim作为一款先进的机械、液压系统的图形化建模仿真软件,可以简单而又适宜地建立起其动态特性模型。作者以某型扫洗机为例,利用AMESim建立其行走系统模型,分析其速度特性,为扫洗机的设计和实际应用提供参考。

　　1 行走系统液压原理

　　图1为该型扫洗机行走系统液压原理图。该液压系统是典型的泵控马达闭式回路,调节变量主泵1斜盘的倾角和方向来控制行走马达8的转速和旋转方向,并最终控制扫洗机的行走速度和方向。为使行走马达内部的驱动花键得到足够润滑,在行走马达中集成了梭阀6和背压溢流阀7用于壳体泄油。为保证液压元件不受压力冲击而损坏,高低压管路间跨接了两个安全阀4。补油系统是一个小流量的恒压源,补油压力由溢流阀3调节。补油泵2通过单向阀5向低压管道补油,用以补偿主泵1和行走马达8的泄油,并保证低压管道有一个恒定的压力值,以防止气穴现象和空气渗入系统,同时也能帮助系统散热[1]。

　　2 建立仿真模型

　　利用AMESim建模,需要依次完成它的草图模式(SketchMode)、子模型模式(SubmodelMode)、参数模式( Parameter Mode )、运行模式( RunMode)[2]。

　　首先,在AMESim的草图模式下调用系统自带的信号库、机械库、液压库建立如图2所示行走系统仿真模型,然后在子模型模式下给所有元件分配系统默认的首选子模型。液压油的特性由FP04来定义,现就液压系统以外部分作简要说明。

　　PM000定义了发动机模型,该模型是整个系统的动力源。RMECHNO为旋转节点子模型,将发动机的动力传递给变量主泵1和补油泵2。使用信号发生器UD00控制变量主泵1的排量及起动时间,泵输出排量与UD00信号值成线性比,信号值1为最大正排量(全排量), 0为零排量, -1为最大负排量。

　　RL04是一个旋转负荷模型,用来定义行走马达的转动惯量。RSD00定义传动链的柔度。WTX02是一个旋转运动与直线运动的转换机构,建立局部的驱动轴和车轮模型。CONS0定义传动轴-车体传动比。MAS11是一个带摩擦的负载模型,定义车体质量、路面阻力、路面坡度等参数。