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轨道工程车作为铁路工程、工务、电务部门中最常见的运输机械之一,是运送人员、器材和处理紧急事故的典型工具。在铁路方面,轨道工程车在其建设和维护中起到很重要的作用。轨道工程车传动方式主要有电传动、机械传动、液力传动三种形式。电传动的不足是整车构造复杂,制造成本高,机械传动部件多、故障多、维修工作量大,不能满足大功率轨道车的需求,而液力传动具有无级变速、操作简单、启动加速平稳、制造应用成本低。多液力元件传动是当前轨道工程车最常用和较先进的传动方式,其主要液力元件液力变矩器、液力偶合器的自身性能及与动力机之间的匹配情况对轨道工程车的整机性能有着非常重要的影响,液力元件间自动切换的控制策略对轨道工程车实现自动变速起到很重要的作用。目前我过轨道工程车多液力元件传动装置主要依赖从德国进口。基于此,以轨道工程车为应用对象,设计了一套多液力元件的传动系统,对轨道工程车各个液力元件特性及其与柴油发动机的匹配计算进行了研究,对各液力元件自动切换实现轨道工程车自动变速的控制系统进行了研究。研究内容和结论如下。(1)设计了轨道工程车多液力元件传动装置总体结构。所设计的轨道工程车多液力元件传动系统由一个液力变矩器,两个液力偶合器,一个液力缓速器组成。根据相似设计法对液力元件进行了设计,液力变矩器循环圆有效直径为D=510mm、液力偶合器有效直径为D=360mm,液力缓速器有效直为D=438mm。完成了各个液力元件三维模型的设计,进行了六面体网格划分进而得到计算模型进行仿真计算,得到各个液力元件的特性曲线,为后面研究的动力机与液力元件的匹配奠定了基础。(2)分析了轨道工程车液力传动系统及其与动力机及整车的匹配。该液力传动系统中液力变矩器用于在车辆启动时提供大牵引力,液力偶合器用于车辆的高速运行,在车辆高速高工况运行时有较高的传动效率,液力缓速器用于车辆制动。研究了柴油发动机与液力变矩器、液力偶合器的匹配,建立其数学模型,进行了轨道工程车传动系统牵引特性进行计算、分析,最后得到系统最大牵引力Fmax=68KN,可以达到的最大行驶速度是vmax=114km/h,满足设计要求。(3)研究了轨道工程车多液力元件传动装置的控制方法。首先分析轨道工程车多液力元件传动系统工作原理,基于速度识别反馈车辆速度信号,系统自动判断和切换工作的液力元件,实现自动变速。轨道工程车控制系统采用PID控制,设计了PID控制器。根据系统控制原理设计一套实现液力元件自动切换、系统自动变速的液压控制系统。基于AMESim建立系统充油模块、排油模块、整车仿真等仿真模型,对各个液力元件动态充、排油过程进行了分析。