液压机械传动系统双流工况动态特性研究

　　1　液压机械传动系统模型

　　1.1　液压机械传动系统结构

　　研究的二段式液压机械双流无级传动系统的结构简图如图1所示,该系统由3个制动器、4个行星排、1个变排量液压元件和1个定排量液压元件组成.制动器CL制动、制动器CH和CR分离时,行星排P2和P3工作,为液压机械双流传动工况.此时,由齿轮z1输入的功率经齿轮z21和z22分流后,一路功率经齿轮z3给液压传动部分,一路经齿轮z4给机械传动部分,最后两路功率在P2行星排汇流后,经齿轮z5,z6和z7输出.

　　1.2　系统建模

　　通过分析图1所示的液压机械传动系统的功率流程,并根据键合图规则,建立了该系统双流传动工况的键合图模型[2～4].如图2所示,图中对所有的键进行了编号,不同键上的变量用相应键的编号作为下标进行区分,例如标号为25的键上的势变量和流变量可表示为e25和f25.

　　键合图中各符号定义如下:

　　n₀为动力源,可看作一个流源,向系统输入转速;Tb为负载,可看作一个势源,向系统输入转矩;pdl为补偿系统,此处为一个势源,用以保持液压回路中低压油路压力恒定;i0为齿轮z1到z21的传动比;ijz为机械路传动比;ip为齿轮z22到z3的传动比;ihz为机械路汇流传动比;ihy为液压路汇流传动比;ib为齿轮z5到z7的传动比;MTF1为变排量液压元件,此处用可变回转器表示,回转器模数由信号发生器参数qp给定;qm,qm1为定排量液压元件变换系数,且qmqm1=1;1结点为共流结,流变量相等;0结点为共势结,势变量相等.

　　μ0为输入轴粘性摩擦系数(单位:N·s·m^-1);μfp为阻碍变量液压元件转动的粘性摩擦系数;μfm为阻碍定量液压元件转动的粘性摩擦系数;μb为输出轴粘性摩擦系数;Rgl为高压油路中油液的泄漏液阻(单位:N·s·m^-5);Rdl为低压油路中油液的泄漏液阻;Rp为变量液压元件的泄漏液阻;Rm为定量液压元件的泄漏液阻;μjz1为机械路传动比主动部分轴系粘性摩擦系数;μjz2为机械路传动比被动部分轴系粘性摩擦系数;μjz3为汇流轴系粘性摩擦系数;C0为输入轴柔度系数(单位:m·N^-1);Cb为输出轴柔度系数;Cp为变量液压元件内部油液的液容(单位:m⁵·N^-1);Cm为定量液压元件内部油液的液容;Cjz1为机械路传动比主动部分轴系的柔度系数;Cjz2为机械路传动比被动部分轴系的柔度系数;I0为输入轴转动惯量;Ip为变量液压元件的转动惯量;Im为定量液压元件的转动惯量;Ib为输出轴转动惯量;Igl为高压油路中油液的液感(单位:N·s·m-5);Idl为低压油路中油液的液感;Ijz1为机械路传动比主动部分轴系的转动惯量;Ijz2为机械路传动比被动部分轴系的转动惯量;Ijz3为汇流轴系的转动惯量.