装载机传动轴的功率是评价其能耗特性的重要指标,为了测量某型轮式装载机液力变矩器输出轴的功率,本次研究采用应变式扭矩传感器和霍尔转速传感器分别测量输出轴的扭矩和转速。通过Catia建立并简化了输出轴各组成部分的三维模型,装配完成后将模型导入到Ansys Workbench中进行静力学分析。通过对比分析三组不同约束条件下得到的输出轴的应力云图,初步确定应变片在输出轴上的粘贴位置。通过拉压机对扭矩传感器进行了标定,标定结果表明该扭矩测试系统工作稳定,线性度良好。将整套轴功率测试系统安装在轴上测点处,选取装载机的典型工况进行实车实验。实验结果表明设计的轴功率测试系统工作稳定,测量结果准确有效。

传统装载机常采用四边联动滑阀的多路阀控制液压缸运动,致使进出液压油口节流损失大,尤其对于负载复杂多变工况的摇臂液压缸,能耗损失更为明显。为改进这些不足,提出了一种基于模糊PID泵阀协同进出口独立控制的装载机摇臂液压系统。采用AMESim,LMS Virtual.Lab Motion仿真软件建立了原机的机液联合仿真模型,并通过试验验证了所搭建模型的准确性。在原模型的基础上,构建了基于模糊自适应PID泵阀协同进出口独立控制的装载机摇臂液压系统仿真模型,并进行了动力性、能效特性的研究。结果表明,采用进出口独立模糊PID控制方法可显著降低阀口节流损失,在保持摇臂机构动力性不变的前提下,泵功率峰值在摇臂油缸阻抗和超越工况下分别降低了13.6%和46.8%。