液壓機械復(fù)合傳動系統(tǒng)模式切換中問題研究及同步控制

摘 要：液壓機械復(fù)合傳動機構(gòu)作為一種融合型系統(tǒng)，將液壓系統(tǒng)、機械系統(tǒng)的優(yōu)勢進(jìn)行結(jié)合，使車輛可進(jìn)行多種運行狀態(tài)。為保證液壓機械復(fù)合傳統(tǒng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性運行，需針對系統(tǒng)在模式切換過程中的力學(xué)進(jìn)行分析，從轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩等兩方面進(jìn)行干擾量確認(rèn)，以提升檢測精度。文章對液壓機械復(fù)合傳動系統(tǒng)進(jìn)行論述，指出系統(tǒng)模式切換時存在的干擾問題，并通過干擾量補償控制的方式，令系統(tǒng)實現(xiàn)同步控制。

關(guān)鍵詞：液壓機械復(fù)合傳動系統(tǒng);模式切換;同步控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.22.085

0 引言

車輛的復(fù)合型傳動系統(tǒng)將液壓系統(tǒng)、機械系統(tǒng)的優(yōu)勢相融合，可實現(xiàn)車輛的運行效率和操控精度等。但復(fù)合系統(tǒng)在實際模式切換時，將面臨干擾量問題降低龔總效率，為提升模式切換的銜接度，以同步補償?shù)姆绞綖榛鶞?zhǔn)，對系統(tǒng)模式切換進(jìn)行深入研究，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

1 液壓機械復(fù)合傳動系統(tǒng)論述

當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展下，可促進(jìn)行業(yè)領(lǐng)域的融合性進(jìn)步，在車輛行業(yè)中，傳統(tǒng)的特種作業(yè)車輛仍采用獨立的液壓系統(tǒng)、機械系統(tǒng)等，以執(zhí)行正確的工作指令。但單一的液壓系統(tǒng)和機械系統(tǒng)中存在運行缺點，將降低車輛的運行效率，并使車輛零部件的性能降低等，例如車輛的液壓系統(tǒng)存在定向動力、調(diào)速低、價格高等缺點，而機械系統(tǒng)存在穩(wěn)定性差、耗油量高、性能參數(shù)與實際參數(shù)不匹配等缺點。為保證系統(tǒng)運行的完整性，通過技術(shù)與設(shè)備的融合下，當(dāng)前大部分特種作業(yè)車輛安裝液壓機械復(fù)合傳動系統(tǒng)（HMCVT），其將液壓系統(tǒng)、機械系統(tǒng)的優(yōu)點相結(jié)合，在馬達(dá)液壓模塊、行星齒輪機構(gòu)的連接下，使HMCVT具備質(zhì)量輕、體積下、容錯性高、操作靈敏性強等優(yōu)點。同時也使車輛具備自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能，在外部荷載力的變動下，使車輛可通過調(diào)節(jié)自身的功率輸出來達(dá)到正常行駛狀態(tài)，以此達(dá)到高穩(wěn)定性、高動力性等優(yōu)點。

2 液壓機械復(fù)合傳動系統(tǒng)模式切換問題研究

HMCVT在進(jìn)行模式切換時，主要是對系統(tǒng)內(nèi)部模塊進(jìn)行離合操作，以保證系統(tǒng)各項模塊間的聯(lián)動，但模式在切換過程中，一般將受到多種因素的影響，使切換過程中出現(xiàn)穩(wěn)定性不足、動力連接中斷等現(xiàn)象。HMCVT在進(jìn)行系統(tǒng)切換時可分為三部分，以獲得轉(zhuǎn)速同步、轉(zhuǎn)矩同步等，使系統(tǒng)可完成協(xié)調(diào)工作所示轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)如表1。

第一部分為A1～A2階段，此過程為液壓轉(zhuǎn)變過程，由離合器A1進(jìn)行機械泄壓，A2的油壓狀態(tài)呈升高趨勢，此時行星齒輪以離散狀態(tài)存在，在HMCVT系統(tǒng)中的機械作用逐漸降低，進(jìn)而使系統(tǒng)的機械率呈下降趨勢，當(dāng)其達(dá)到系統(tǒng)降低的臨界點時，HMCVT系統(tǒng)則變?yōu)橐簤簜鲃幽Ｊ剑行驱X輪受到機械轉(zhuǎn)矩的影響，將使HMCVT系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速率減少。為保證A1～A2階段轉(zhuǎn)變的結(jié)合沖擊力降低，需通過泵體的輸出量和A2的轉(zhuǎn)速相符合，以保證HMCVT系統(tǒng)的最大效率。

第二部分為A5～A3階段，此時A5處于結(jié)合狀態(tài)，但在制動器（E）作用下，HMCVT系統(tǒng)在此部分的轉(zhuǎn)速易受到第一部分轉(zhuǎn)速限制，在A3

第三部分為E～A4階段，此階段主要是針對系統(tǒng)內(nèi)泵體與行星齒輪進(jìn)行干涉探討，通過E的分離狀態(tài)，使泵體排量0→+∞，在E的分離時間段內(nèi)，將與A4結(jié)合時間具有重合部分，此時變量泵的輸出值量應(yīng)為0。行星齒輪在此時不具備相應(yīng)的液壓功率，將導(dǎo)致HMCVT系統(tǒng)轉(zhuǎn)速發(fā)生下降，但HMCVT系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩在機械傳動的作用下，其輸出值量將明顯高于第1.2部分，進(jìn)而使轉(zhuǎn)矩受到影響。

3 液壓機械復(fù)合傳動系統(tǒng)同步控制研究

HMCVT系統(tǒng)在切換工作模式時，一般將經(jīng)過聯(lián)動狀態(tài)（即模式切換離合器處于結(jié)合→分離，目標(biāo)離合器處于分離→結(jié)合的狀態(tài)），此時系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩屬于耦合時期。HMCVT系統(tǒng)在運行時，輸入端將對輸出端造成影響，為保證離合器轉(zhuǎn)變過程中，沖擊力在可控范圍內(nèi)，需以HMCVT系統(tǒng)內(nèi)部的液壓元器件為主，對系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩補償，以保證系統(tǒng)的執(zhí)行切換指令可穩(wěn)態(tài)進(jìn)行。為保證系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)運行，可對離合器、馬達(dá)、泵體等進(jìn)行時速測量，當(dāng)對泵體進(jìn)行反饋補償時，可令離合器的轉(zhuǎn)速作為非定性變量，將其轉(zhuǎn)矩作為主控量，進(jìn)而使?fàn)顟B(tài)反饋對離合器進(jìn)行補償，以達(dá)到HMCVT系統(tǒng)同步控制的目標(biāo)。

4 結(jié)語

綜上所述，文章對液壓機械復(fù)合傳動系統(tǒng)進(jìn)行論述，指出模式切換存在的干擾量問題，并通過轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩控制等，對系統(tǒng)進(jìn)行同步控制，進(jìn)而提升復(fù)合系統(tǒng)的工作效率。期待在未來技術(shù)的不斷創(chuàng)新下，復(fù)合系統(tǒng)內(nèi)部的模式切換可避免受到干擾力的影響，進(jìn)而提升系統(tǒng)運行的工作效率和工作質(zhì)量。

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作者簡介：謝大川（1963-），男，重慶人，本科，副教授，研究方向：電氣控制。