一种功率分流液压机械复合传动系统电加载多功能测试试验台及其应用技术方案

技术编号:21374554 阅读:24 留言:0更新日期:2019-06-15 12:24
本发明专利技术涉及一种功率分流液压机械复合传动系统电加载多功能测试试验台及其应用,该试验台包括机械部分和控制部分。本发明专利技术一种功率分流液压机械复合传动系统电加载多功能测试试验台可实现液压机械复合传动系统液压传动单元性能测试,通过模拟应用车辆的实际行驶工况及作业条件,测试液压机械复合传动系统液压传动单元传动性能,并且可以实现一段和多段的液压机械复合传动液压传动单元性能测试的性能测试,复合传动系统的机械和液压功率流的所占比例测试及机械和液压功率流自动优化分配比例,根据匹配的发动机的万有特性曲线,最终实现机械和液压功率流的最优组合分配方案,并为日后投产应用液压机械复合传动系统的车辆提供动力性能优化。

【技术实现步骤摘要】
一种功率分流液压机械复合传动系统电加载多功能测试试验台及其应用
本专利技术涉及一种功率分流液压机械复合传动系统电加载多功能测试试验台及其应用,适用于液压传动单元的性能参数的获取及传动系统的机械和液压功率流的所占比例测试,属于工程机械

技术介绍
工程机械、拖拉机等作业车辆具有传动功率大、作业工况条件复杂,速度调节范围大的特点,随着社会的发展和技术的不断进步,对其传动系统的传动效率、换挡的舒适性以及操作自动化水平要求越来越高。液压机械无级变速传动是一类由液压功率流与机械功率流组合传递动力的功率分流液压机械复合传动形式,能够通过机械传动实现高效率的大功率动力传动,通过液压传动实现无级变速,在大功率车辆上表现出良好的应用前景。液压机械无级变速器是将静液压传动良好的无级调速性能和机械传动较高的稳态效率这两者的优点结合起来,从而得到一个既有无级变速性能,又有较高效率和高效区的分布有利的变速传动装置。因此设计开发高性能液压机械无级变速器是液压机械复合传动系统成为大功率车辆技术研究和应用的关键所在。液压机械无级变速器由机械传动单元、泵一马达液压无级变速传动单元、将动力进行分流或汇流的行星齿轮机构、自动变速电子控制装置与驱动系统等部分构成。当机械变速机构传动比确定时,调节液压无级变速单元的传动比,能够使液压机械复合传动系统的传动比在一定范围内实现无级变化,从而使动力经分流、无级变速和汇流后输出,实现大功率高效无级变速传动。因此这种功率分流液压机械复合传动系统兼具了纯机械传动系统的高传动效率和纯液压传动系统的无级变速的优点。然而传动系统的综合效率由复合传动的液压和机械分功率流各自的效率及它们的分配比例所决定,机械传动单元的传动效率特性比较稳定,但静液压传动单元的传动效率相对于机械传动比较低,组成静液压传动单元的液压泵、液压马达、控制阀组及连接管路等部件在整个系统单元中都存在效率的问题,而且影响单元整体传动效率的泵和马达的容积效率和机械效率随速度的变化而不断变化,传动效率不稳定。因此保持液压传动单元的无级变速能力的前提下,提高其效率峰值并扩大常用工况下的高效区,目的是为了保证液压机械复合传动系统传动效率和使用性能。目前设计开发液压机械无级变速器并进行性能测试都是在产品试制完成后在专门的试验台架或装置进行测试试验,并且通过一些列的测试试验,试制产品的液压传动单元和机械传动单元往往不是最佳的设计匹配方案,甚至可能出现重新试制产品,导致了产品设计开发的成本比较高和周期比较长,耗费了大量的人力物力。虽然目前的计算机仿真及虚拟样机技术发展大大缩短了产品的设计周期和成本,但由于仿真条件和真实工况条件的不符合性,也会导致产品开发的不确定性。
技术实现思路
针对现有技术的不足,本专利技术提供一种功率分流液压机械复合传动系统电加载多功能测试试验台。本专利技术还提供上述一种功率分流液压机械复合传动系统电加载多功能测试试验台的工作方法。本专利技术的技术方案如下:一种功率分流液压机械复合传动系统电加载多功能测试试验台,包括机械部分和控制部分:机械部分包括:输入端依次连接的液压传动单元动力输入端直流电动机、液压传动单元动力输入端电磁离合器、液压传动单元输入端转速扭矩传感器、被测试的液压传动单元、液压传动单元输出端转速扭矩传感器;输入端依次连接的机械传动单元动力输入端交流变频电动机、机械传动单元动力输入端电磁离合器、机械传动单元转速扭矩传感器;液压传动单元输出端转速扭矩传感器、机械传动单元转速扭矩传感器分别与汇流机构的输入轴传动连接;汇流机构的输出轴依次传动连接输出端转速扭矩传感器、输出端直流电动机;控制部分包括:工业控制计算机,与工业控制计算机分别连接的信号采集单元、可编程序控制器;信号采集单元通过压力传感器、流量传感器与被测试的液压传动单元连接;信号采集单元还分别与液压传动单元输入端转速扭矩传感器、液压传动单元输出端转速扭矩传感器、机械传动单元转速扭矩传感器、输出端转速扭矩传感器连接;可编程序控制器分别连接输入端PLC的D/A模块、输出端PLC的D/A模块、液压传动单元动力输入端电磁离合器、机械传动单元动力输入端电磁离合器及调速控制器;其中,输入端PLC的D/A模块分别通过液压传动单元动力输入端直流电动机调速控制器、机械传动单元动力输入端交流变频电动机变频器与液压传动单元动力输入端直流电动机、机械传动单元动力输入端交流变频电动机连接;输出端PLC的D/A模块通过输出端直流电动机调速控制器与输出端直流电动机连接;调速控制器分别与汇流机构、被测试的液压传动单元连接。优选的,液压传动单元动力输入端直流电动机、机械传动单元动力输入端交流变频电动机、输出端直流电动机均连接供电电源。优选的,工业控制计算机还分别连接有报警器、显示器、试验台工作状态指示灯。优选的,液压传动单元动力输入端直流电动机通过联轴器与液压传动单元动力输入端电磁离合器一端连接,液压传动单元输出端转速扭矩传感器与汇流机构的液压传动单元联接轴传动连接。优选的,机械传动单元动力输入端交流变频电动机通过联轴器与机械传动单元动力输入端电磁离合器一端连接,机械传动单元动力输入端电磁离合器的另一端通过联轴器与汇流机构的机械传动单元联接轴传动连接。优选的,汇流机构包括由行星轮系齿圈、行星轮系行星轮和行星轮系行星架组成的行星轮系,以及齿轮A和齿轮B形成的固定齿轮传动,以及离合器L1、离合器L2、离合器L3和离合器L4,以及调速控制器的执行元件;汇流机构外伸液压传动单元联接轴、机械传动单元联接轴和汇流机构输出轴。此设计的好处是,汇流机构不同离合器的接合可实现液压功率流和机械功率流不同的工作方式,从而实现液压机械复合传动系统液压传动单元的覆盖全工况性能测试。优选的,试验台工作状态指示灯包括红、绿、黄三种色灯。此设计的作用是,不同颜色色灯的指示内容为:正常工作时设置绿灯指示、正常停机时设置黄灯指示、异常停止时设置红灯指示同时有声音报警。一种功率分流液压机械复合传动系统电加载多功能测试试验台的工作方法,包括以下步骤:通过调速控制器控制汇流机构中四个离合器接合状态的工作模式:(1)液压传动单元正向汇流传递功率模式当离合器L2和离合器L4接合时,机械传动单元联接轴与行星轮系齿圈连接,液压传动单元联接轴通过由齿轮A和齿轮B形成固定齿轮传动始终与行星轮系太阳轮连接,汇流机构输出轴与行星轮系行星架连接,此时汇流机构输出轴的转速随液压传动单元联接轴转速的增大而增大,构成了输出转速随液压传动单元动力输入端直流电动机输出转速的增大而增大的正向汇流传动;(2)液压传动单元反向汇流传递功率模式当离合器L1和离合器L3接合时,机械传动单元联接轴与行星轮系行星架连接,液压传动单元联接轴通过由齿轮A和齿轮B形成固定齿轮传动始终与行星轮系太阳轮连接,汇流机构输出轴与行星轮系齿圈连接,此时汇流机构输出轴的转速随液压传动单元联接轴转速的增大而减小,构成了输出转速随液压传动单元动力输入端直流电动机输出转速的增大而减小的反向汇流传动;(3)液压传动单元单一传递功率模式当离合器L1和当离合器L2接合时,行星轮系的传动比为1,机械传动单元联接轴不进行功率传递,液压传动单元联接轴的功率输入,汇流机构输出轴功率输出;以及,在工业控制计算机与可编程序控制器本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种功率分流液压机械复合传动系统电加载多功能测试试验台,包括机械部分和控制部分,其特征在于:机械部分包括:输入端依次连接的液压传动单元动力输入端直流电动机、液压传动单元动力输入端电磁离合器、液压传动单元输入端转速扭矩传感器、被测试的液压传动单元、液压传动单元输出端转速扭矩传感器;输入端依次连接的机械传动单元动力输入端交流变频电动机、机械传动单元动力输入端电磁离合器、机械传动单元转速扭矩传感器;液压传动单元输出端转速扭矩传感器、机械传动单元转速扭矩传感器分别与汇流机构的输入轴传动连接;汇流机构的输出轴依次传动连接输出端转速扭矩传感器、输出端直流电动机;控制部分包括:工业控制计算机,与工业控制计算机分别连接的信号采集单元、可编程序控制器;信号采集单元通过压力传感器、流量传感器与被测试的液压传动单元连接;信号采集单元还分别与液压传动单元输入端转速扭矩传感器、液压传动单元输出端转速扭矩传感器、机械传动单元转速扭矩传感器、输出端转速扭矩传感器连接;可编程序控制器分别连接输入端PLC的D/A模块、输出端PLC的D/A模块、液压传动单元动力输入端电磁离合器、机械传动单元动力输入端电磁离合器及调速控制器;其中,输入端PLC的D/A模块分别通过液压传动单元动力输入端直流电动机调速控制器、机械传动单元动力输入端交流变频电动机变频器与液压传动单元动力输入端直流电动机、机械传动单元动力输入端交流变频电动机连接;输出端PLC的D/A模块通过输出端直流电动机调速控制器与输出端直流电动机连接;调速控制器分别与汇流机构、被测试的液压传动单元连接。...

【技术特征摘要】
1.一种功率分流液压机械复合传动系统电加载多功能测试试验台,包括机械部分和控制部分,其特征在于:机械部分包括:输入端依次连接的液压传动单元动力输入端直流电动机、液压传动单元动力输入端电磁离合器、液压传动单元输入端转速扭矩传感器、被测试的液压传动单元、液压传动单元输出端转速扭矩传感器;输入端依次连接的机械传动单元动力输入端交流变频电动机、机械传动单元动力输入端电磁离合器、机械传动单元转速扭矩传感器;液压传动单元输出端转速扭矩传感器、机械传动单元转速扭矩传感器分别与汇流机构的输入轴传动连接;汇流机构的输出轴依次传动连接输出端转速扭矩传感器、输出端直流电动机;控制部分包括:工业控制计算机,与工业控制计算机分别连接的信号采集单元、可编程序控制器;信号采集单元通过压力传感器、流量传感器与被测试的液压传动单元连接;信号采集单元还分别与液压传动单元输入端转速扭矩传感器、液压传动单元输出端转速扭矩传感器、机械传动单元转速扭矩传感器、输出端转速扭矩传感器连接;可编程序控制器分别连接输入端PLC的D/A模块、输出端PLC的D/A模块、液压传动单元动力输入端电磁离合器、机械传动单元动力输入端电磁离合器及调速控制器;其中,输入端PLC的D/A模块分别通过液压传动单元动力输入端直流电动机调速控制器、机械传动单元动力输入端交流变频电动机变频器与液压传动单元动力输入端直流电动机、机械传动单元动力输入端交流变频电动机连接;输出端PLC的D/A模块通过输出端直流电动机调速控制器与输出端直流电动机连接;调速控制器分别与汇流机构、被测试的液压传动单元连接。2.如权利要求1所述的功率分流液压机械复合传动系统电加载多功能测试试验台,其特征在于,液压传动单元动力输入端直流电动机、机械传动单元动力输入端交流变频电动机、输出端直流电动机均连接供电电源。3.如权利要求1所述的功率分流液压机械复合传动系统电加载多功能测试试验台,其特征在于,工业控制计算机还分别连接有报警器、显示器、试验台工作状态指示灯。4.如权利要求1所述的功率分流液压机械复合传动系统电加载多功能测试试验台,其特征在于,液压传动单元动力输入端直流电动机通过联轴器与液压传动单元动力输入端电磁离合器一端连接,液压传动单元输出端转速扭矩传感器与汇流机构的液压传动单元联接轴传动连接。5.如权利要求4所述的功率分流液压机械复合传动系统电加载多功能测试试验台,其特征在于,机械传动单元动力输入端交流变频电动机通过联轴器与机械传动单元动力输入端电磁离合器一端连接,机械传动单元动力输入端电磁离合器的另一端通过联轴器与汇流机构的机械传动单元联接轴传动连接。6.如权利要求5所述的功率分流液压机械复合传动系统电加载多功能测试...

【专利技术属性】
技术研发人员:万丽荣戴汉政曾庆良孙志远田明倩刘文婷
申请(专利权)人:山东科技大学泰山学院
类型:发明
国别省市:山东,37

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