第 1 章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
随着近年来能源价格上涨和能源危机的出现，世界上越来越多的国家都在陆续推出节能降耗的发展战略，并初步取得成效。据欧盟委员会调查统计，2000 年至 2008 年间、英国的能源使用量在 8 年间下降了超过 5%。
目前，我国的经济粗放型增长方式还没有发生根本行的转变，经济快速增长在很大程度上靠大量消耗资源来实现，浪费大，污染重，资源利用率低。我国人均资源的占有量越来越少，2011 年我国 GDP 总量大概相当于全球 GDP 的 10.48%，但消耗了世界能源的 20.3%。这样巨大的资源消耗，以及所带来的环境影响，是难以支持中国实现长期可持续发展的。因此转变发展方式，提高能源的利用率已经时不我待。
我国基础工业总体水平较低，大部分企业规模较小、技术工艺落后，产品质量同欧美国家相比故障率高、可靠性差、一次装配合格率低。如若工程机械在出厂前没有进行必要的跑合，而直接交予用户进行生产作业，在重载下势必对工程机械传动系统造成剧烈的磨损。为了解决这些问题，一些工程机械厂家大都采用跑合试验台对工程机械进行整车跑合的方法。加载系统是试验台的核心系统构成试验台的主体，其性能直接决定着工程机械跑合的效果。因此，寻找既能满足工程机械跑合的稳定性、快速性要求又能节约能源的加载方式就显得尤为重要。
本论文提出的二次调节静液传动加载系统不仅能够驱动负载对工程机械进行跑合，而且能够根据载荷谱（功率，速度，加载时间）的大小通过实时的调整二次元件的倾角的大小来调节其排量的大小，以满足实际加载功率的需要。最重要的是对工程机械进行加载跑合制动的过程中，势必要消耗大量的能源，而有二次调节系统能量回收的技术特点，能够将吸收的能量通过发电机送回到电网中，实现功率回收，达到节能环保的目的，同时加载系统可省去冷却装置，减少设备的总投资，并省去冷却装置费用。
1.2 国内外相关研究综述
1.国外研究现状
60、70 年代国外已广泛使用水力测功机对发动机进行加载测功，如英国费罗特公司，西德的 Schenck 公司、Zollner 公司。由于水力测功机存在着调节滞后现象，给实现遥控及自动控制带来困难。又因低转速时，吸功能力小，使转速的适应范围受到限制。在此期间国外一些厂家也生产直流电力测功机，由于直流电力测功机有电刷整流子摩擦，转矩不能太高，寿命短，造价高，维护困难等缺点，很难推广。比较有代表性的生产厂家有日本小野公司，德国西门子公司。
1978 年随着德国 FEV 发动机公司的成立，为了提高发动机的性能，该公司研究出了电涡流测功机。电涡流测功机具有高精度、高稳定性、机构简单等特点被广泛应用。但电涡流测功机不能用于整车加载测功。随着整车测功及自动化控制的需要，由 AVL 和 ELIN 公司联合生产的 APA 系列交流电力测功机具有一定的代表性，以计算机为中心，进行数据采集、处理与工况自控。另外德国申克、西门子、日本小野公司都开始生产交流电力测功机。交流电力测功机基本实现了自动控制，有较好的综合性能，但价格昂贵。
第 2 章工程机械跑合试验台结构设计
2.1 引言
传统工程机械加载跑合试验台大都是粗放性的，加载设备是通过皮带传动来对工程机械进行跑合加载。这种传动方式不能保证精确的传动比，从而使结果缺乏客观的唯一性；也无法满足工程机械跑合试验台对工程机械测试试验时能够模拟实际工况的要求。本章根据跑合试验时的实际工况要求，将主减速器总成作为试验台传动系统从而代替带传动，设计跑合试验台结构原理图，并对试验台的传动系统进行理论分析。2.2 工程机械跑合试验台结构原理与方案
2.2.1 试验台建设的目的与研究内容
跑合试验台可以代替传统的现场跑合方式，以更加合理的加载方式对工程机械进行跑合，还可以通过检测系统及时检测出装配缺陷。也可以开展对工程机械各方面课题的模拟试验研究，与现场的实物试验研究对比，试验台模拟试验的优点可以严格的控制试验条件和改变系统参数，对某一参数的作用展开单因素的试验分析。
试验台可以研究的内容如下：
（1）通过加载跑合，可以定性研究由发动机、传动轴、主减速器总成到驱动轮之间的装配质量。也可研究由发动机到驱动轮在工程机械负荷下各元件参数的合理选择与匹配。
（2）可以研究工程机械制动能力：如发动机反拖制动、长坡制动、等制动方式。
（3）可以模拟实际工程，研究工程机械各个方面的课题。
第3章静液传动技术系统的静态分析 ................................24-40
3.1 二次调节静液传动的基本原理................................ 24-31
3.2 二次调节加载系统基本原理 ................................31-36
3.2.1 加载性能要求 ................................31-32
3.2.2 二次调节加载系统的原理................................ 32-36
3.3 确定液压动力元件参数及元件的选择................................ 36-39
3.4 本章小结................................ 39-40
第4章 二次调节加载系统的动态分析 ................................40-62
4.1 加载子系统数学模型建立与仿真 ................................41-52
4.1.1 加载子系统的数学模型................................ 41-46
4.1.2 仿真参数的确定 ................................46-49
4.1.3 加载子系统仿真 ................................49-52
4.2 恒压油源数学模型与仿真 ................................52-60
4.3 二次调节系统数学模型的建立................................ 60-61
4.4 本章小结................................ 61-62
第5章 总结与展望................................ 62-63
5.1 总结 ................................62
5.2 展望................................ 62-63
结论
本文在满足工程机械跑合的稳定性、可靠性的要求的基础上，将二次调节静液传动技术应用到工程机械跑合试验台加载系统，采用机理建模的方法分别对二次调节加载子系统及恒压油源子系统建立数学模型，并对二次调节加载系统进行仿真研究。以二次调节加载系统为对象，研究了二次调节加载子系统及恒压油源子系统的动态特性，并分析了蓄能器对恒压系统的影响。本文的研究工作总结为以下几个方面：
（1）针对传统加载装置的加载力矩小，能量不能回收等缺陷，研究了二次调节静液传动技术，分析总结了二次元件的机构工作原理及二次加载系统的控制方式，提出了将二次调节静压技术应用到跑合试验台。
（2）根据工程机械跑合、试验时的加载要求，拟定出了基于二次调节静压技术的跑合试验台原理图，并计算出试验台架的结构参数，为二次调节加载系统提供了理论依据。
（3）建立了加载子系统（二次元件、电液伺服阀、变量油缸），恒压油源子系统（恒压变量泵、蓄能器）的数学模型。MATLAB 软件分别对加载子系统，恒压油源子系统进行仿真分析，分析了加载子系统的稳定性及安全性及蓄能器对恒压系统的影响。