液压机械复合传动系统模式切换中问题研究及同步控制

摘 要：液压机械复合传动机构作为一种融合型系统，将液压系统、机械系统的优势进行结合，使车辆可进行多种运行状态。为保证液压机械复合传统系统的稳定性运行，需针对系统在模式切换过程中的力学进行分析，从转速和转矩等两方面进行干扰量确认，以提升检测精度。文章对液压机械复合传动系统进行论述，指出系统模式切换时存在的干扰问题，并通过干扰量补偿控制的方式，令系统实现同步控制。

关键词：液压机械复合传动系统;模式切换;同步控制

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

0 引言

車辆的复合型传动系统将液压系统、机械系统的优势相融合，可实现车辆的运行效率和操控精度等。但复合系统在实际模式切换时，将面临干扰量问题降低龚总效率，为提升模式切换的衔接度，以同步补偿的方式为基准，对系统模式切换进行深入研究，以保证系统的稳定运行。

1 液压机械复合传动系统论述

当前科学技术的不断发展下，可促进行业领域的融合性进步，在车辆行业中，传统的特种作业车辆仍采用独立的液压系统、机械系统等，以执行正确的工作指令。但单一的液压系统和机械系统中存在运行缺点，将降低车辆的运行效率，并使车辆零部件的性能降低等，例如车辆的液压系统存在定向动力、调速低、价格高等缺点，而机械系统存在稳定性差、耗油量高、性能参数与实际参数不匹配等缺点。为保证系统运行的完整性，通过技术与设备的融合下，当前大部分特种作业车辆安装液压机械复合传动系统（HMCVT），其将液压系统、机械系统的优点相结合，在马达液压模块、行星齿轮机构的连接下，使HMCVT具备质量轻、体积下、容错性高、操作灵敏性强等优点。同时也使车辆具备自适应调节功能，在外部荷载力的变动下，使车辆可通过调节自身的功率输出来达到正常行驶状态，以此达到高稳定性、高动力性等优点。

2 液压机械复合传动系统模式切换问题研究

HMCVT在进行模式切换时，主要是对系统内部模块进行离合操作，以保证系统各项模块间的联动，但模式在切换过程中，一般将受到多种因素的影响，使切换过程中出现稳定性不足、动力连接中断等现象。HMCVT在进行系统切换时可分为三部分，以获得转速同步、转矩同步等，使系统可完成协调工作所示转速调节如表1。

第一部分为A1～A2阶段，此过程为液压转变过程，由离合器A1进行机械泄压，A2的油压状态呈升高趋势，此时行星齿轮以离散状态存在，在HMCVT系统中的机械作用逐渐降低，进而使系统的机械率呈下降趋势，当其达到系统降低的临界点时，HMCVT系统则变为液压传动模式，行星齿轮受到机械转矩的影响，将使HMCVT系统的转速率减少。为保证A1～A2阶段转变的结合冲击力降低，需通过泵体的输出量和A2的转速相符合，以保证HMCVT系统的最大效率。

第二部分为A5～A3阶段，此时A5处于结合状态，但在制动器（E）作用下，HMCVT系统在此部分的转速易受到第一部分转速限制，在A3

第三部分为E～A4阶段，此阶段主要是针对系统内泵体与行星齿轮进行干涉探讨，通过E的分离状态，使泵体排量0→+∞，在E的分离时间段内，将与A4结合时间具有重合部分，此时变量泵的输出值量应为0。行星齿轮在此时不具备相应的液压功率，将导致HMCVT系统转速发生下降，但HMCVT系统转矩在机械传动的作用下，其输出值量将明显高于第1.2部分，进而使转矩受到影响。

3 液压机械复合传动系统同步控制研究

HMCVT系统在切换工作模式时，一般将经过联动状态（即模式切换离合器处于结合→分离，目标离合器处于分离→结合的状态），此时系统的转矩属于耦合时期。HMCVT系统在运行时，输入端将对输出端造成影响，为保证离合器转变过程中，冲击力在可控范围内，需以HMCVT系统内部的液压元器件为主，对系统进行转矩补偿，以保证系统的执行切换指令可稳态进行。为保证系统的稳态运行，可对离合器、马达、泵体等进行时速测量，当对泵体进行反馈补偿时，可令离合器的转速作为非定性变量，将其转矩作为主控量，进而使状态反馈对离合器进行补偿，以达到HMCVT系统同步控制的目标。

4 结语

综上所述，文章对液压机械复合传动系统进行论述，指出模式切换存在的干扰量问题，并通过转速、转矩控制等，对系统进行同步控制，进而提升复合系统的工作效率。期待在未来技术的不断创新下，复合系统内部的模式切换可避免受到干扰力的影响，进而提升系统运行的工作效率和工作质量。

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作者简介：谢大川（1963-），男，重庆人，本科，副教授，研究方向：电气控制。