基于 CRUISE 的轮式装载机匹配模拟计算及试验研究

发表时间:2020/12/3   来源:《科学与技术》2020年21期   作者:秦真山
[导读] 轮式装载机在工程机械中占有较大的比重,在建筑施工、道路施工以及厂房建设

        秦真山
        广西玉柴机器股份有限公司,广西玉林 537005
        摘要:轮式装载机在工程机械中占有较大的比重,在建筑施工、道路施工以及厂房建设等场阔应用较为广泛。本文以AVL CRUISE软件为基础,建立了轮式装载机的简易计算模型,并与装载机整车实际性能试验结果对比,吻合度较高,能很好的指导装载机用发动机的性能开发。
        关键词:装载机;计算;试验;AVL CRUISE

        轮式装载机在工程机械中占有较大的比重,在建筑施工、道路施工以及厂房建设等场阔应用较为广泛。目前对装载机性能的模拟计算有专门的商业软件,能完整考虑液压系统的功耗以及机械元件的工作功率需求,但成本较高,且应用不广泛、不成熟。如何在成熟的CAE软件基础上开发出实用的装载机计算模型是迫切需要解决的问题。本文尝试以AVL CRUISE软件为基础,将液压系统作为耗工附件处理,建立简易的装载机计算模型,能很好的满足装载机用发动机的性能开发需求。
1  装载机模型参数
1.1 装载机整车技术参数
        装载机样车以某公司生产的短轴距ZL50型装载机为参考,主要技术参数如表1所示。

2 计算模型的建立
2.1装载机CRUISE计算模型构建
        装载机的模型建立是基于AVL CRUISE软件。它是一种针对车辆动力性、燃油经济性、排放性能及制动性能于一体的模拟计算分析软件;它具有建模灵活和应用范围广泛等诸多特点。下图是以装载机和发动机参数为基础建立的4×4带液力变矩器的Cruise计算模型。

             式中:γ为油液的重度;λ为泵轮和涡轮的力矩系数;nB为泵轮转速;D为液力变矩器的有效直径。
2.3 其它液压泵功耗考虑
        装载机的液压泵耗功元件包括液压转向泵、工作泵和变速泵等。装载机在正常行走过程和运输物料过程中工作泵、转向泵空转,一般不工作,变速泵工作,此时采用全功率匹配方案研究发动机与装载机的匹配;装载机在正常装载、铲除作业过程变速泵、工作泵工作,而转向泵空转,采用部分功率匹配方案研究发动机与装载机的匹配。装载机的匹配重点考核铲装作业时整机性能。为简化模型可将此时各泵消耗的扭矩在发动机外特性上扣除。各泵消耗扭矩如表3所示。

3 计算结果
        装载机的动力性评价主要以最大牵引力为评价指标,同时兼顾最大爬坡度和最高车速;经济性主要以作业油耗和作业效率为主要评价指标。
        计算结果与实际试验结果对标如表4所示。

4 结语
        (1)通过CRUISE的装载机性能计算,与试验结果吻合度较好,能很好的满足装载机用发动机的性能开发需求。
        (2)有效利用CRUISE建立的装载机模型分析,优化发动机、变矩器等各动力总成的性能参数,能够从整个动力系统的角度优化整车性能。

参考文献
[1] 李太杰.工程机械底盘理论与性能.北京:人民交通出版社,1989.
[2] 梁玲.叉车载荷谱测取的试验方法.建筑机械,1996,1(1):28~30



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