专用机械静压底盘液压驱动系统仿真研究

　　近年来，道路养护机械广泛应用于高等级公路、城市道路和乡村道路的建设^[1]。道路养护机械的性能会影响到作业质量，控制稳定的作业速度一直以来是业界关注的一个难题^{[2 ～4]}。

　　常见的道路养护机械多采用通用底盘搭载，车辆的作业速度和非作业状态下的转移行驶速度相差悬殊。这种方案多采用增加副变速箱或者专用变速箱来降低车速，但效果不理想，且作业质量没有保证^[5]。如何设计一套变速范围很宽的机械静压复合驱动底盘系统成为整机设计的关键环节，笔者通过采用传统机械变速器用于高速行驶、附加液压传动装置用于低速作业的方案，很好地满足了这两种工况的需求。

　　针对机械静压底盘液压驱动系统，应用系统协同仿真软件AMESim 建立稀浆封层机液压驱动系统的仿真模型，对其动态特性进行仿真分析，确定最佳匹配参数。仿真结果与实验结果基本吻合，验证了仿真过程的有效性。

　　1 专用机械静压复合驱动底盘设计

　　为了解决专用车辆的作业速度和非作业状态下的转移行驶速度相差悬殊的难题，我们设计了该专用机械静压复合驱动底盘，采用传统机械变速器用于高速行驶、液压传动装置用于低速作业的方式来解决这个难题。主要应用于路面维护和再生车辆、高压清洗车、清扫车、机场作业车辆等，笔者以某型号稀浆封层机为例展开研究。

　　道路养护机械为多系统车辆，行走传动仅为工作系统之一，并且行走系统在作业时往往并不为最大功率系统，因此，行走系统与发动机之间按部分功率匹配。作业工况下时，控制机构9 处于左位，这样发动机1 的动力就传到了泵3 和泵4 上，由泵3 去带动工作装置工作，此处仅画出一个泵，实际可视工作装置需求布置多个泵; 由泵4 和液压马达7 组成的闭式系统带动变速箱，驱动底盘恒速行驶。而在运输工况下，控制机构9 处于右位，变速箱10 与发动机1 连接，按车辆原来状态行驶。当控制机构处于中位时，处于驻车工况，此时泵3 可以带动工作装置工作，该工况适宜于有特殊需求的机械。

　　图1 是专用机械静压复合驱动底盘传动系示意图，其中变量泵4、变量马达7 组成的闭中心负载适应系统[8]和机械变速器 10 共同组成机械静压变速装置。该变速装置变速范围宽，可以极大地提高其在某些具有特定性能要求的车辆中的应用性。专用动力箱包括: 控制机构、泵、马达、分动箱。此类车辆低速作业时行走装置一般只消耗很小的功率，用结构紧凑的液压驱动元件进行底盘改装相当方便，所以机械———液压分时驱动的方式在此类车辆上的应用前景十分可观。