履帶車輛綜合傳動(dòng)系統(tǒng)性能試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)與研究：理論、實(shí)踐與創(chuàng)新一、緒論1.1研究背景與意義履帶車輛憑借其卓越的越野性能、強(qiáng)大的牽引能力和出色的穩(wěn)定性，在軍事、農(nóng)業(yè)、建筑以及工程等多個(gè)領(lǐng)域都發(fā)揮著極為重要的作用。在軍事領(lǐng)域，坦克、步兵戰(zhàn)車等履帶式作戰(zhàn)裝備是陸地作戰(zhàn)的核心力量，其性能優(yōu)劣直接影響著戰(zhàn)爭(zhēng)的勝負(fù)。以坦克為例，在復(fù)雜多變的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中，無論是跨越溝壑、攀爬陡坡，還是在松軟泥濘的地面上行駛，履帶車輛都能憑借其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)大的動(dòng)力系統(tǒng)，確保自身的機(jī)動(dòng)性和作戰(zhàn)能力，為部隊(duì)提供強(qiáng)大的火力支援和突擊力量。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，履帶式拖拉機(jī)等設(shè)備能夠在農(nóng)田、山地等復(fù)雜地形中高效作業(yè)，進(jìn)行耕地、播種、收割等農(nóng)事活動(dòng)，極大地提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，減輕了農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度。在建筑和工程領(lǐng)域，履帶式起重機(jī)、挖掘機(jī)等工程機(jī)械廣泛應(yīng)用于各類基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目中，它們能夠在施工現(xiàn)場(chǎng)靈活移動(dòng)，完成重物吊運(yùn)、土方挖掘等艱巨任務(wù)，推動(dòng)著建筑工程的順利進(jìn)行。綜合傳動(dòng)系統(tǒng)作為履帶車輛的核心部件之一，在整個(gè)車輛系統(tǒng)中占據(jù)著關(guān)鍵地位，對(duì)履帶車輛的性能有著決定性的影響。綜合傳動(dòng)系統(tǒng)能夠根據(jù)車輛的行駛工況和駕駛員的操作指令，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的合理分配和傳遞，確保車輛在不同路況下都能具備良好的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、機(jī)動(dòng)性以及操控穩(wěn)定性。具體來說，在動(dòng)力性方面，綜合傳動(dòng)系統(tǒng)通過精確的變速和變矩控制，使發(fā)動(dòng)機(jī)始終工作在高效區(qū)間，充分發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和扭矩，從而提升車輛的加速性能和爬坡能力；在燃油經(jīng)濟(jì)性方面，合理的傳動(dòng)比匹配能夠降低發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗，延長(zhǎng)車輛的續(xù)航里程；在機(jī)動(dòng)性方面，綜合傳動(dòng)系統(tǒng)具備靈活的轉(zhuǎn)向和制動(dòng)功能，使車輛能夠在狹小空間內(nèi)快速轉(zhuǎn)向，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)操控；在操控穩(wěn)定性方面，它能夠有效隔離發(fā)動(dòng)機(jī)和路面的振動(dòng)與沖擊，為駕駛員提供平穩(wěn)、舒適的駕駛體驗(yàn)，同時(shí)確保車輛在高速行駛和復(fù)雜路況下的行駛穩(wěn)定性。對(duì)履帶車輛綜合傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行深入研究，并開發(fā)相應(yīng)的性能試驗(yàn)臺(tái)具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。一方面，通過性能試驗(yàn)臺(tái)可以模擬各種復(fù)雜的工況，對(duì)綜合傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行全面、系統(tǒng)的性能測(cè)試和分析，獲取豐富的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)不僅能夠幫助研究人員深入了解綜合傳動(dòng)系統(tǒng)的工作特性和性能指標(biāo)，還能為系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供有力的依據(jù)，從而提高綜合傳動(dòng)系統(tǒng)的性能和可靠性，進(jìn)而提升履帶車輛的整體性能。另一方面，性能試驗(yàn)臺(tái)的應(yīng)用可以顯著縮短履帶車輛的研發(fā)周期，降低研發(fā)成本。在傳統(tǒng)的研發(fā)過程中，需要進(jìn)行大量的實(shí)車道路試驗(yàn)，這不僅需要耗費(fèi)大量的人力、物力和時(shí)間，還受到天氣、場(chǎng)地等諸多因素的限制。而利用性能試驗(yàn)臺(tái)，大部分試驗(yàn)工作可以在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下完成，有效避免了實(shí)車試驗(yàn)的局限性，大大提高了研發(fā)效率。此外，性能試驗(yàn)臺(tái)還可以用于對(duì)綜合傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷和維修檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的潛在問題，為設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)提供科學(xué)指導(dǎo)，確保履帶車輛在使用過程中的安全性和可靠性。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀國(guó)外在履帶車輛綜合傳動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)技術(shù)方面起步較早，投入了大量的研發(fā)資源，取得了一系列具有重要影響力的成果。美國(guó)作為軍事技術(shù)強(qiáng)國(guó)，在該領(lǐng)域一直處于世界領(lǐng)先地位。其研發(fā)的先進(jìn)整體式推進(jìn)系統(tǒng)（AIPS），將動(dòng)力艙體積縮小到總體積的26%-30%，傳遞功率達(dá)到1100-1200kW，極大地提升了履帶車輛的動(dòng)力性能和緊湊性。美國(guó)的一些試驗(yàn)臺(tái)具備模擬復(fù)雜工況的能力，能夠精確控制試驗(yàn)條件，獲取高精度的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，為傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)支撐。例如，通過先進(jìn)的傳感器技術(shù)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)傳動(dòng)系統(tǒng)在不同工況下的扭矩、轉(zhuǎn)速、溫度等參數(shù)，為系統(tǒng)的性能評(píng)估和故障診斷提供了全面、準(zhǔn)確的信息。德國(guó)在機(jī)械制造和汽車工程領(lǐng)域一直以高精度、高品質(zhì)著稱，在履帶車輛綜合傳動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)技術(shù)方面也不例外。德國(guó)的試驗(yàn)設(shè)備注重可靠性和穩(wěn)定性，采用了先進(jìn)的制造工藝和材料，確保試驗(yàn)臺(tái)在長(zhǎng)期、高強(qiáng)度的使用過程中能夠保持良好的性能。德國(guó)的一些研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)還在試驗(yàn)技術(shù)方面進(jìn)行了深入的研究，提出了一些創(chuàng)新性的試驗(yàn)方法和理論，為履帶車輛綜合傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。英國(guó)在履帶車輛綜合傳動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)技術(shù)方面也有著豐富的經(jīng)驗(yàn)和卓越的成果。其研發(fā)的綜合傳動(dòng)裝置在國(guó)際上具有較高的聲譽(yù)，廣泛應(yīng)用于英國(guó)及其他國(guó)家的軍事裝備中。英國(guó)的試驗(yàn)臺(tái)在模擬復(fù)雜工況和環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)鲃?dòng)系統(tǒng)在各種惡劣環(huán)境下的性能進(jìn)行全面測(cè)試，為產(chǎn)品的可靠性和適應(yīng)性提供了有力保障。國(guó)內(nèi)對(duì)履帶車輛綜合傳動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)技術(shù)的研究雖然起步相對(duì)較晚，但近年來發(fā)展迅速，取得了顯著的進(jìn)展。北京理工大學(xué)車輛傳動(dòng)國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室擁有世界最大功率的1400kW履帶車輛綜合傳動(dòng)全工況性能試驗(yàn)臺(tái)，該試驗(yàn)臺(tái)具備四象限運(yùn)行、零速加滿載、消除自身慣量、模擬道路載荷、模擬發(fā)動(dòng)機(jī)外特性和電能量閉式循環(huán)等功能，滿負(fù)荷情況下最大節(jié)能效率達(dá)90％，能夠滿足履帶車輛綜合傳動(dòng)裝置轉(zhuǎn)向試驗(yàn)中復(fù)雜的功率回流、大功率節(jié)能和高動(dòng)態(tài)加載的要求。此外，國(guó)內(nèi)還有許多高校和科研機(jī)構(gòu)也在積極開展相關(guān)研究，在試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)、控制技術(shù)、數(shù)據(jù)采集與分析等方面取得了一系列的成果。盡管國(guó)內(nèi)外在履帶車輛綜合傳動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)技術(shù)方面已經(jīng)取得了眾多成果，但目前的研究仍存在一些不足之處。部分試驗(yàn)臺(tái)在模擬極端工況和復(fù)雜環(huán)境時(shí)的能力還有待提高，無法完全真實(shí)地反映履帶車輛在實(shí)際使用過程中可能遇到的各種情況。例如，在模擬高溫、高濕、高寒等特殊環(huán)境以及復(fù)雜地形和高強(qiáng)度作業(yè)工況時(shí)，試驗(yàn)臺(tái)的性能和準(zhǔn)確性可能會(huì)受到一定影響。此外，試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和處理方法還不夠完善，難以從大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)中快速、準(zhǔn)確地提取出有價(jià)值的信息，為傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和故障診斷提供及時(shí)、有效的支持。在試驗(yàn)臺(tái)的通用性和靈活性方面也存在一定的局限性，難以滿足不同型號(hào)和規(guī)格的履帶車輛綜合傳動(dòng)系統(tǒng)的試驗(yàn)需求。未來，履帶車輛綜合傳動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)和傳感器技術(shù)的不斷進(jìn)步，試驗(yàn)臺(tái)將朝著智能化、自動(dòng)化的方向發(fā)展。通過引入先進(jìn)的智能控制算法和自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，試驗(yàn)臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)試驗(yàn)過程的自動(dòng)控制、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和智能診斷，提高試驗(yàn)效率和準(zhǔn)確性。同時(shí)，多物理場(chǎng)耦合模擬技術(shù)將得到更廣泛的應(yīng)用，能夠更加全面、真實(shí)地模擬履帶車輛在實(shí)際運(yùn)行過程中的各種物理現(xiàn)象，為傳動(dòng)系統(tǒng)的性能研究提供更深入的支持。此外，為了滿足不同用戶的需求，試驗(yàn)臺(tái)還將向模塊化、可重構(gòu)的方向發(fā)展，提高試驗(yàn)臺(tái)的通用性和靈活性。通過采用模塊化的設(shè)計(jì)理念，試驗(yàn)臺(tái)可以根據(jù)不同的試驗(yàn)需求進(jìn)行快速組裝和配置，實(shí)現(xiàn)多種試驗(yàn)功能的集成和切換。在數(shù)據(jù)處理和分析方面，大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)將發(fā)揮重要作用，能夠?qū)Ａ康脑囼?yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行高效處理和深度挖掘，為傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和故障診斷提供更加科學(xué)、準(zhǔn)確的依據(jù)。1.3研究?jī)?nèi)容與目標(biāo)本研究旨在設(shè)計(jì)一種高性能的履帶車輛綜合傳動(dòng)系統(tǒng)性能試驗(yàn)臺(tái)，該試驗(yàn)臺(tái)能夠模擬履帶車輛在各種實(shí)際工況下的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)綜合傳動(dòng)系統(tǒng)的性能進(jìn)行全面、準(zhǔn)確的測(cè)試和評(píng)估，為綜合傳動(dòng)系統(tǒng)的研發(fā)、優(yōu)化和故障診斷提供可靠的技術(shù)支持。試驗(yàn)對(duì)象主要為各類履帶車輛的綜合傳動(dòng)系統(tǒng)，包括但不限于坦克、步兵戰(zhàn)車、履帶式拖拉機(jī)、履帶式起重機(jī)等所用的綜合傳動(dòng)裝置。試驗(yàn)任務(wù)涵蓋了對(duì)綜合傳動(dòng)系統(tǒng)多個(gè)關(guān)鍵性能指標(biāo)的測(cè)試，如動(dòng)力傳遞效率、扭矩輸出特性、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)精度、換擋平穩(wěn)性、轉(zhuǎn)向靈活性以及系統(tǒng)的可靠性和耐久性等。試驗(yàn)臺(tái)應(yīng)具備多種主要功能，以滿足對(duì)綜合傳動(dòng)系統(tǒng)全面測(cè)試的需求。能夠精確模擬履帶車輛的直線行駛工況，通過控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩，實(shí)現(xiàn)不同速度和負(fù)載條件下的直線行駛模擬，測(cè)試綜合傳動(dòng)系統(tǒng)在直線行駛時(shí)的動(dòng)力性能和傳動(dòng)效率。可模擬履帶車輛的轉(zhuǎn)向工況，通過調(diào)節(jié)兩側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速差或采用其他轉(zhuǎn)向模擬方式，實(shí)現(xiàn)不同半徑的轉(zhuǎn)向模擬，檢測(cè)綜合傳動(dòng)系統(tǒng)在轉(zhuǎn)向過程中的轉(zhuǎn)向性能和協(xié)調(diào)性。能夠模擬離合器的工作工況，包括離合器的接合、分離過程，測(cè)試離合器的分離閉合可靠性、滑摩功以及結(jié)合過程中的扭矩傳遞特性等。還應(yīng)具備數(shù)據(jù)采集與分析功能，通過安裝在試驗(yàn)臺(tái)上的各類傳感器，實(shí)時(shí)采集綜合傳動(dòng)系統(tǒng)在試驗(yàn)過程中的各項(xiàng)參數(shù)，如扭矩、轉(zhuǎn)速、溫度、壓力等，并對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，為綜合傳動(dòng)系統(tǒng)的性能評(píng)估提供數(shù)據(jù)依據(jù)。試驗(yàn)臺(tái)的工作條件需滿足一定的要求，以確保試驗(yàn)的準(zhǔn)確性和可靠性。在動(dòng)力輸入方面，應(yīng)能夠接入不同功率和轉(zhuǎn)速范圍的動(dòng)力源，以適應(yīng)不同型號(hào)綜合傳動(dòng)系統(tǒng)的試驗(yàn)需求。在負(fù)載模擬方面，需具備精確的加載裝置，能夠模擬各種復(fù)雜的負(fù)載工況，加載精度應(yīng)滿足試驗(yàn)要求。工作環(huán)境條件應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如溫度、濕度、振動(dòng)等環(huán)境因素不應(yīng)影響試驗(yàn)臺(tái)的正常運(yùn)行和試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。試驗(yàn)臺(tái)還應(yīng)具備良好的安全性和可靠性，配備必要的安全防護(hù)裝置和故障診斷系統(tǒng)，確保試驗(yàn)過程的安全進(jìn)行。本文的主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面。對(duì)履帶車輛的行駛工況進(jìn)行深入的理論分析，建立數(shù)學(xué)模型，為試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。詳細(xì)分析直線行駛、轉(zhuǎn)向、離合器工作等工況下，車輛的動(dòng)力學(xué)特性、功率需求以及綜合傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理和性能要求。通過對(duì)不同類型試驗(yàn)臺(tái)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較分析，結(jié)合本研究的具體需求，確定試驗(yàn)臺(tái)的總體設(shè)計(jì)方案。包括試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)形式、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)方式、加載方式、測(cè)控系統(tǒng)架構(gòu)等。對(duì)試驗(yàn)臺(tái)的各個(gè)關(guān)鍵部件進(jìn)行設(shè)計(jì)與選型，如驅(qū)動(dòng)電機(jī)、加載裝置、傳感器、液壓系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等。根據(jù)試驗(yàn)臺(tái)的性能要求和工作條件，選擇合適的設(shè)備型號(hào)，并對(duì)其性能參數(shù)進(jìn)行計(jì)算和驗(yàn)證。設(shè)計(jì)一套先進(jìn)的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)臺(tái)的自動(dòng)化控制和數(shù)據(jù)采集與分析。采用先進(jìn)的控制算法和軟件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)過程的精確控制，包括動(dòng)力源的調(diào)節(jié)、加載裝置的控制、數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和處理等。通過搭建試驗(yàn)臺(tái)樣機(jī)，進(jìn)行實(shí)際的性能測(cè)試和驗(yàn)證試驗(yàn)。對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和評(píng)估，檢驗(yàn)試驗(yàn)臺(tái)是否滿足設(shè)計(jì)要求，對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。二、履帶車輛行駛工況與理論分析2.1履帶車輛行駛工況履帶車輛在實(shí)際運(yùn)行過程中會(huì)面臨多種多樣的行駛工況，其中直線行駛、轉(zhuǎn)向和離合器工作是最為常見且關(guān)鍵的三種工況。這些工況各自具有獨(dú)特的特點(diǎn)和工作原理，深入了解它們對(duì)于設(shè)計(jì)出能夠準(zhǔn)確模擬實(shí)際情況的履帶車輛綜合傳動(dòng)系統(tǒng)性能試驗(yàn)臺(tái)至關(guān)重要。2.1.1直線行駛工況在直線行駛工況下，履帶車輛保持直線前進(jìn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，此時(shí)兩側(cè)履帶的速度相等，且車輛所受的行駛阻力主要包括滾動(dòng)阻力、坡度阻力和空氣阻力等。滾動(dòng)阻力是由于履帶與地面之間的摩擦以及履帶自身的變形所產(chǎn)生的，它與車輛的重量、履帶的結(jié)構(gòu)和地面的性質(zhì)等因素密切相關(guān)。坡度阻力則是當(dāng)車輛在有坡度的路面上行駛時(shí)，由于重力沿路面方向的分力而產(chǎn)生的，坡度越大，坡度阻力就越大?？諝庾枇ο鄬?duì)較小，但在高速行駛時(shí)也不容忽視，它與車輛的行駛速度、外形尺寸和空氣密度等因素有關(guān)。發(fā)動(dòng)機(jī)通過綜合傳動(dòng)系統(tǒng)將動(dòng)力傳遞到兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)輪上，驅(qū)動(dòng)輪在驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的作用下旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)履帶運(yùn)動(dòng)。履帶與地面之間產(chǎn)生摩擦力，這個(gè)摩擦力為車輛提供了向前行駛的驅(qū)動(dòng)力。當(dāng)驅(qū)動(dòng)力大于行駛阻力時(shí)，車輛就能夠克服阻力向前加速行駛；當(dāng)驅(qū)動(dòng)力等于行駛阻力時(shí)，車輛將保持勻速直線行駛。在直線行駛過程中，綜合傳動(dòng)系統(tǒng)需要根據(jù)車輛的行駛速度和負(fù)載情況，合理地調(diào)整傳動(dòng)比，以確保發(fā)動(dòng)機(jī)始終工作在高效區(qū)間，同時(shí)保證車輛的動(dòng)力性能和燃油經(jīng)濟(jì)性。例如，當(dāng)車輛在平坦路面上輕載行駛時(shí)，綜合傳動(dòng)系統(tǒng)會(huì)選擇較高的傳動(dòng)比，使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低，從而減少燃油消耗；當(dāng)車輛在爬坡或重載行駛時(shí)，綜合傳動(dòng)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切換到較低的傳動(dòng)比，以增大驅(qū)動(dòng)輪的扭矩，提高車輛的爬坡能力和牽引能力。2.1.2轉(zhuǎn)向工況履帶車輛的轉(zhuǎn)向方式與輪式車輛有所不同，它主要通過改變兩側(cè)履帶的速度差來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。根據(jù)轉(zhuǎn)向半徑的大小，履帶車輛的轉(zhuǎn)向工況可分為大半徑轉(zhuǎn)向、小半徑轉(zhuǎn)向和原地轉(zhuǎn)向等。在大半徑轉(zhuǎn)向時(shí)，兩側(cè)履帶的速度差較小，車輛的轉(zhuǎn)向較為平穩(wěn)。此時(shí)，內(nèi)側(cè)履帶的速度相對(duì)較慢，外側(cè)履帶的速度相對(duì)較快，通過這種速度差使車輛實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。大半徑轉(zhuǎn)向通常適用于在開闊場(chǎng)地或路況較好的情況下行駛時(shí)的轉(zhuǎn)向需求，例如在公路上行駛時(shí)的轉(zhuǎn)彎操作。小半徑轉(zhuǎn)向時(shí)，兩側(cè)履帶的速度差較大，車輛的轉(zhuǎn)向半徑較小。為了實(shí)現(xiàn)小半徑轉(zhuǎn)向，通常需要對(duì)內(nèi)側(cè)履帶進(jìn)行制動(dòng)或降低其速度，同時(shí)增加外側(cè)履帶的驅(qū)動(dòng)力，使車輛能夠以較小的半徑進(jìn)行轉(zhuǎn)向。小半徑轉(zhuǎn)向適用于在狹窄空間或復(fù)雜地形中行駛時(shí)的轉(zhuǎn)向需求，例如在城市街道或山區(qū)道路行駛時(shí)的轉(zhuǎn)彎操作。原地轉(zhuǎn)向是履帶車輛特有的一種轉(zhuǎn)向方式，它可以使車輛在原地實(shí)現(xiàn)360度的旋轉(zhuǎn)。原地轉(zhuǎn)向時(shí)，一側(cè)履帶向前轉(zhuǎn)動(dòng)，另一側(cè)履帶向后轉(zhuǎn)動(dòng)，通過兩側(cè)履帶的反向運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)車輛的原地轉(zhuǎn)向。原地轉(zhuǎn)向在軍事作戰(zhàn)和一些特殊作業(yè)場(chǎng)景中具有重要的應(yīng)用價(jià)值，例如坦克在戰(zhàn)場(chǎng)上需要快速改變方向以應(yīng)對(duì)不同方向的敵人攻擊，或者在建筑工地中，履帶式起重機(jī)需要在狹小的場(chǎng)地內(nèi)靈活調(diào)整作業(yè)方向。在轉(zhuǎn)向過程中，綜合傳動(dòng)系統(tǒng)需要精確地控制兩側(cè)履帶的速度和扭矩，以保證車輛的轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性和靈活性。同時(shí)，轉(zhuǎn)向過程中還會(huì)產(chǎn)生離心力和側(cè)傾力矩等，這些力和力矩會(huì)對(duì)車輛的行駛穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，因此綜合傳動(dòng)系統(tǒng)還需要與車輛的懸掛系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)等協(xié)同工作，共同保證車輛在轉(zhuǎn)向過程中的安全性和可靠性。2.1.3離合器工作工況離合器是綜合傳動(dòng)系統(tǒng)中的重要部件之一，它主要用于實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)之間的動(dòng)力連接和切斷。在履帶車輛的起步、換擋和停車等操作過程中，離合器都起著關(guān)鍵的作用。當(dāng)車輛起步時(shí)，駕駛員通過操作離合器踏板，使離合器處于半聯(lián)動(dòng)狀態(tài)。此時(shí)，離合器的主動(dòng)部分（與發(fā)動(dòng)機(jī)相連）和從動(dòng)部分（與傳動(dòng)系統(tǒng)相連）之間存在一定的滑摩，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力可以逐漸傳遞到傳動(dòng)系統(tǒng)上，使車輛平穩(wěn)地起步。在半聯(lián)動(dòng)過程中，離合器會(huì)產(chǎn)生一定的滑摩功和熱量，因此需要合理控制半聯(lián)動(dòng)的時(shí)間，以避免離合器過度磨損和過熱。在換擋過程中，離合器需要先切斷發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)之間的動(dòng)力連接，使變速箱內(nèi)的齒輪能夠順利地進(jìn)行換擋操作。換擋完成后，再重新接合離合器，將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞到新的擋位上。離合器的快速、準(zhǔn)確接合和分離是保證換擋平穩(wěn)性和減少換擋沖擊的關(guān)鍵。如果離合器接合過快或分離不徹底，會(huì)導(dǎo)致?lián)Q擋沖擊過大，影響車輛的行駛舒適性和傳動(dòng)系統(tǒng)的可靠性。當(dāng)車輛停車時(shí)，離合器需要完全切斷發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)之間的動(dòng)力連接，使車輛能夠平穩(wěn)地停下來。同時(shí)，在車輛行駛過程中，如果需要臨時(shí)停車或怠速運(yùn)行，也可以通過控制離合器使發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)分離，以減少發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷和燃油消耗。離合器的工作性能直接影響著綜合傳動(dòng)系統(tǒng)的工作效率和可靠性。因此，在設(shè)計(jì)和使用離合器時(shí)，需要考慮離合器的摩擦材料、壓緊力、散熱性能等因素，以確保離合器能夠在各種工況下正常工作，滿足履帶車輛的使用要求。2.2驅(qū)動(dòng)與負(fù)載分析為了使試驗(yàn)臺(tái)能夠精確模擬履帶車輛的實(shí)際運(yùn)行工況，對(duì)驅(qū)動(dòng)端和負(fù)載端進(jìn)行深入的力學(xué)分析，并建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型是至關(guān)重要的。這不僅能夠?yàn)樵囼?yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)提供堅(jiān)實(shí)的理論依據(jù)，還能確保試驗(yàn)臺(tái)在性能測(cè)試過程中能夠準(zhǔn)確地復(fù)現(xiàn)各種工況，從而獲取可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。在驅(qū)動(dòng)端，動(dòng)力源通常為電機(jī)，其輸出的扭矩和轉(zhuǎn)速是影響試驗(yàn)臺(tái)性能的關(guān)鍵因素。根據(jù)履帶車輛在不同行駛工況下的功率需求，需要合理選擇電機(jī)的額定功率、額定扭矩和額定轉(zhuǎn)速。以直線行駛工況為例，根據(jù)車輛的行駛速度、行駛阻力以及傳動(dòng)系統(tǒng)的效率等參數(shù)，可以計(jì)算出驅(qū)動(dòng)輪所需的扭矩和功率，進(jìn)而確定電機(jī)的選型。設(shè)履帶車輛的行駛速度為v，行駛阻力為F_{r}，傳動(dòng)系統(tǒng)的效率為\eta，驅(qū)動(dòng)輪的半徑為r，則驅(qū)動(dòng)輪所需的扭矩T可通過以下公式計(jì)算：T=\frac{F_{r}r}{\eta}。而電機(jī)的輸出功率P則為：P=F_{r}v/\eta。在實(shí)際應(yīng)用中，還需要考慮電機(jī)的過載能力和動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，以滿足試驗(yàn)臺(tái)在模擬不同工況時(shí)的快速變化需求。例如，在模擬車輛的加速和爬坡工況時(shí)，電機(jī)需要能夠快速輸出較大的扭矩，以克服車輛的慣性和增加的行駛阻力。負(fù)載端的模擬主要是通過加載裝置來實(shí)現(xiàn)，加載裝置需要能夠模擬出履帶車輛在實(shí)際運(yùn)行中所遇到的各種負(fù)載工況。在直線行駛工況下，負(fù)載主要包括滾動(dòng)阻力、坡度阻力和空氣阻力等。滾動(dòng)阻力F_{f}與車輛的重量G、滾動(dòng)阻力系數(shù)f有關(guān)，可表示為F_{f}=fG。坡度阻力F_{i}與車輛的重量G、路面坡度\alpha有關(guān)，計(jì)算公式為F_{i}=G\sin\alpha?？諝庾枇_{w}與車輛的行駛速度v、空氣阻力系數(shù)C_{D}、車輛的迎風(fēng)面積A以及空氣密度\rho有關(guān)，可通過公式F_{w}=\frac{1}{2}C_{D}A\rhov^{2}計(jì)算得出。在轉(zhuǎn)向工況下，負(fù)載還包括轉(zhuǎn)向阻力，轉(zhuǎn)向阻力與轉(zhuǎn)向半徑、車輛的重量以及履帶與地面之間的摩擦系數(shù)等因素有關(guān)。通過綜合考慮這些因素，可以建立起負(fù)載端的數(shù)學(xué)模型，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)各種負(fù)載工況的精確模擬。在模擬過程中，還需要考慮加載裝置的響應(yīng)速度和加載精度。加載裝置應(yīng)能夠快速、準(zhǔn)確地根據(jù)試驗(yàn)需求調(diào)整負(fù)載大小，以保證試驗(yàn)過程的連續(xù)性和準(zhǔn)確性。例如，采用電渦流測(cè)功機(jī)作為加載裝置時(shí)，需要對(duì)其控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，提高其響應(yīng)速度和控制精度，確保能夠?qū)崟r(shí)模擬出履帶車輛在不同工況下的負(fù)載變化。同時(shí)，還可以通過引入先進(jìn)的傳感器技術(shù)和反饋控制算法，對(duì)加載過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)整，進(jìn)一步提高加載的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。2.3試驗(yàn)臺(tái)技術(shù)指標(biāo)確定依據(jù)前文的理論分析以及履帶車輛綜合傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)際性能測(cè)試的需求，本試驗(yàn)臺(tái)的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)確定如下：功率方面，考慮到不同型號(hào)履帶車輛綜合傳動(dòng)系統(tǒng)的功率范圍差異較大，為了確保試驗(yàn)臺(tái)能夠滿足多種類型傳動(dòng)系統(tǒng)的測(cè)試需求，將試驗(yàn)臺(tái)的額定輸入功率設(shè)定為[X]kW，這樣的功率配置能夠覆蓋常見履帶車輛綜合傳動(dòng)系統(tǒng)的功率區(qū)間，例如一些小型履帶式拖拉機(jī)的綜合傳動(dòng)系統(tǒng)功率可能在幾十kW，而中型坦克的綜合傳動(dòng)系統(tǒng)功率則可能達(dá)到幾百kW甚至更高，[X]kW的額定輸入功率能夠較好地適應(yīng)這些不同功率等級(jí)的測(cè)試要求。扭矩指標(biāo)上，根據(jù)履帶車輛在各種工況下的扭矩需求，確定試驗(yàn)臺(tái)的最大輸出扭矩為[X]N?m。在履帶車輛爬坡、重載起步等工況下，傳動(dòng)系統(tǒng)需要承受較大的扭矩，[X]N?m的最大輸出扭矩能夠模擬這些極端工況下的扭矩情況，從而對(duì)綜合傳動(dòng)系統(tǒng)的扭矩承載能力和傳遞性能進(jìn)行全面測(cè)試。轉(zhuǎn)速方面，試驗(yàn)臺(tái)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速范圍設(shè)定為[X1]-[X2]r/min。這一轉(zhuǎn)速范圍能夠模擬履帶車輛在不同行駛速度下的工況，低速區(qū)間[X1]r/min可用于模擬車輛的怠速、低速行駛等工況，而高速區(qū)間[X2]r/min則可用于模擬車輛在公路等良好路況下的高速行駛工況，滿足對(duì)綜合傳動(dòng)系統(tǒng)在不同轉(zhuǎn)速下性能測(cè)試的需求。加載精度是衡量試驗(yàn)臺(tái)性能的重要指標(biāo)之一，本試驗(yàn)臺(tái)要求加載精度達(dá)到±[X]%。高精度的加載能夠更準(zhǔn)確地模擬履帶車輛在實(shí)際運(yùn)行中所承受的負(fù)載，從而為綜合傳動(dòng)系統(tǒng)的性能評(píng)估提供可靠的數(shù)據(jù)支持。例如，在測(cè)試傳動(dòng)系統(tǒng)的效率時(shí)，加載精度的高低直接影響到測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，如果加載精度不足，可能會(huì)導(dǎo)致測(cè)試得到的效率值與實(shí)際值存在較大偏差。此外，試驗(yàn)臺(tái)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間也有嚴(yán)格要求，需控制在[X]ms以內(nèi)。在模擬履帶車輛的加速、減速、轉(zhuǎn)向等動(dòng)態(tài)工況時(shí)，試驗(yàn)臺(tái)能夠快速響應(yīng)，及時(shí)調(diào)整驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出和加載裝置的負(fù)載，以準(zhǔn)確復(fù)現(xiàn)車輛在這些動(dòng)態(tài)工況下的運(yùn)行狀態(tài)，確保測(cè)試結(jié)果能夠真實(shí)反映綜合傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。三、試驗(yàn)臺(tái)總體設(shè)計(jì)方案3.1開式與閉式試驗(yàn)臺(tái)對(duì)比在履帶車輛綜合傳動(dòng)系統(tǒng)性能試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)中，開式試驗(yàn)臺(tái)和閉式試驗(yàn)臺(tái)是兩種主要的類型，它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)和工作原理上存在顯著差異，各自具有獨(dú)特的優(yōu)缺點(diǎn)及適用場(chǎng)景。開式試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)相對(duì)較為簡(jiǎn)單。其動(dòng)力源（通常為電機(jī)）輸出的功率通過被測(cè)試的綜合傳動(dòng)系統(tǒng)后，直接傳遞給加載裝置，如電渦流測(cè)功機(jī)、水力測(cè)功機(jī)等。在工作過程中，動(dòng)力源持續(xù)向系統(tǒng)輸入能量，加載裝置則將這些能量以熱能等形式消耗掉，功率流在系統(tǒng)中是單向流動(dòng)且不封閉的。例如，在模擬履帶車輛直線行駛工況時(shí)，電機(jī)輸出的扭矩和轉(zhuǎn)速通過綜合傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞到加載裝置，加載裝置根據(jù)設(shè)定的負(fù)載工況對(duì)綜合傳動(dòng)系統(tǒng)施加阻力，以模擬車輛行駛時(shí)的阻力。開式試驗(yàn)臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)在于其操作簡(jiǎn)便，易于實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)過程的控制和調(diào)整。由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)的搭建和維護(hù)成本相對(duì)較低，且對(duì)試驗(yàn)場(chǎng)地的要求也不高。同時(shí)，開式試驗(yàn)臺(tái)能夠方便地模擬各種復(fù)雜的工況，因?yàn)樗梢愿鶕?jù)試驗(yàn)需求靈活地調(diào)整動(dòng)力源和加載裝置的參數(shù)。例如，在進(jìn)行不同坡度的爬坡工況模擬時(shí)，只需通過控制加載裝置的加載量，就可以改變車輛行駛時(shí)的阻力，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)不同坡度工況的模擬。此外，開式試驗(yàn)臺(tái)的測(cè)試范圍較寬，可以適應(yīng)不同類型和規(guī)格的履帶車輛綜合傳動(dòng)系統(tǒng)的試驗(yàn)需求。然而，開式試驗(yàn)臺(tái)也存在一些明顯的缺點(diǎn)。其中最突出的問題是能耗較大，因?yàn)檩斎氲哪芰咳勘患虞d裝置消耗掉，無法實(shí)現(xiàn)能量的回收利用。這不僅增加了試驗(yàn)成本，在能源日益緊張的今天，也不符合節(jié)能環(huán)保的發(fā)展理念。以一個(gè)功率為[X]kW的開式試驗(yàn)臺(tái)為例，在進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的試驗(yàn)時(shí)，其消耗的電能將是一個(gè)相當(dāng)可觀的數(shù)字。此外，開式試驗(yàn)臺(tái)的加載精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能相對(duì)有限。由于加載裝置的響應(yīng)速度和控制精度受到其自身特性的限制，在模擬一些動(dòng)態(tài)變化較快的工況時(shí)，可能無法準(zhǔn)確地跟蹤試驗(yàn)要求，從而影響試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。閉式試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)則相對(duì)復(fù)雜，其核心特點(diǎn)是功率流在系統(tǒng)內(nèi)部形成封閉循環(huán)。根據(jù)封閉功率流的性質(zhì)，閉式試驗(yàn)臺(tái)又可分為機(jī)械封閉式和電功率封閉式等類型。機(jī)械封閉式試驗(yàn)臺(tái)通過機(jī)械結(jié)構(gòu)，如齒輪、軸等，將被測(cè)試的綜合傳動(dòng)系統(tǒng)與陪試系統(tǒng)連接起來，形成一個(gè)封閉的機(jī)械循環(huán)回路。在這個(gè)回路中，通過加載裝置在軸上施加扭矩，使整個(gè)系統(tǒng)處于受力狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)綜合傳動(dòng)系統(tǒng)的加載。例如，在一種典型的機(jī)械封閉式試驗(yàn)臺(tái)中，被試齒輪和陪試齒輪通過軸連接，加載裝置在軸上施加扭矩，使齒輪在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中承受載荷，模擬實(shí)際工作中的受力情況。電功率封閉式試驗(yàn)臺(tái)則是利用電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)和加載裝置，通過控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電能的閉環(huán)流動(dòng)。在試驗(yàn)過程中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能輸入到系統(tǒng)中，經(jīng)過綜合傳動(dòng)系統(tǒng)后，由發(fā)電電機(jī)將機(jī)械能再轉(zhuǎn)化為電能，并通過控制系統(tǒng)將電能反饋回驅(qū)動(dòng)電機(jī)或電網(wǎng)。閉式試驗(yàn)臺(tái)的主要優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能效果顯著，由于功率流在系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)，只需補(bǔ)充系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的能量損失，如摩擦損耗等，因此驅(qū)動(dòng)裝置所需的功率較小。據(jù)統(tǒng)計(jì)，閉式試驗(yàn)臺(tái)的能耗通常僅為開式試驗(yàn)臺(tái)的1/10-1/5左右。這使得閉式試驗(yàn)臺(tái)在進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間、高功率的試驗(yàn)時(shí)，能夠顯著降低試驗(yàn)成本。同時(shí)，閉式試驗(yàn)臺(tái)的加載精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能較好。通過先進(jìn)的控制系統(tǒng)和高精度的傳感器，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)加載過程的精確控制，快速響應(yīng)試驗(yàn)工況的變化，從而提高試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。此外，閉式試驗(yàn)臺(tái)還具有較高的試驗(yàn)效率，因?yàn)樗梢栽谳^小的功率輸入下實(shí)現(xiàn)較大功率的試驗(yàn)，減少了試驗(yàn)設(shè)備的體積和占地面積。但是，閉式試驗(yàn)臺(tái)也存在一些不足之處。其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)制造工藝和裝配精度要求較高，導(dǎo)致設(shè)備的成本較高。例如，機(jī)械封閉式試驗(yàn)臺(tái)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造難度較大，需要保證各個(gè)部件之間的精確配合，否則會(huì)影響系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。而且，閉式試驗(yàn)臺(tái)的調(diào)試和維護(hù)相對(duì)困難，需要專業(yè)的技術(shù)人員和設(shè)備。由于系統(tǒng)中存在復(fù)雜的機(jī)械和電氣結(jié)構(gòu)，一旦出現(xiàn)故障，排查和修復(fù)問題的難度較大，會(huì)影響試驗(yàn)的進(jìn)度。此外，閉式試驗(yàn)臺(tái)的通用性相對(duì)較差，因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)和參數(shù)通常是根據(jù)特定的試驗(yàn)需求設(shè)計(jì)的，對(duì)于不同類型和規(guī)格的綜合傳動(dòng)系統(tǒng)，可能需要進(jìn)行較大的調(diào)整或重新設(shè)計(jì)。在實(shí)際應(yīng)用中，開式試驗(yàn)臺(tái)適用于一些對(duì)能耗要求不高、試驗(yàn)周期較短、對(duì)試驗(yàn)臺(tái)通用性要求較高的場(chǎng)合。例如，在對(duì)新型綜合傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行初步性能測(cè)試和原理驗(yàn)證時(shí)，開式試驗(yàn)臺(tái)可以快速搭建并進(jìn)行試驗(yàn)，為后續(xù)的研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。而閉式試驗(yàn)臺(tái)則更適合于對(duì)能耗敏感、需要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間耐久性試驗(yàn)、對(duì)試驗(yàn)精度要求較高的場(chǎng)合。例如，在對(duì)量產(chǎn)的履帶車輛綜合傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)和性能優(yōu)化時(shí)，閉式試驗(yàn)臺(tái)能夠在節(jié)能的同時(shí)，提供高精度的試驗(yàn)結(jié)果，為產(chǎn)品的質(zhì)量控制和性能提升提供有力支持。3.2機(jī)械封閉式與電功率封閉式試驗(yàn)臺(tái)機(jī)械封閉式試驗(yàn)臺(tái)通過機(jī)械結(jié)構(gòu)構(gòu)建封閉的功率循環(huán)回路，以實(shí)現(xiàn)對(duì)綜合傳動(dòng)系統(tǒng)的性能測(cè)試。以齒輪傳動(dòng)試驗(yàn)為例，其工作機(jī)制是將被試齒輪與陪試齒輪通過軸和其他機(jī)械連接件組成封閉的傳動(dòng)鏈。在軸上利用加載裝置施加扭矩，使齒輪在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中承受載荷，模擬實(shí)際工作中的受力情況。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，封閉扭矩與系統(tǒng)轉(zhuǎn)速的乘積形成循環(huán)功率，在封閉系統(tǒng)內(nèi)周而復(fù)始地循環(huán)傳遞。而驅(qū)動(dòng)裝置僅需提供補(bǔ)償系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中因摩擦、攪油等引起的功率損失，這部分功率損失相對(duì)較小，一般僅為封閉功率的1/10-1/5左右。電功率封閉式試驗(yàn)臺(tái)則是以電能的形式實(shí)現(xiàn)功率的封閉循環(huán)。它通常由電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)裝置，發(fā)電機(jī)作為加載裝置。在試驗(yàn)過程中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能輸入到系統(tǒng)中，經(jīng)過綜合傳動(dòng)系統(tǒng)后，由發(fā)電電機(jī)將機(jī)械能再轉(zhuǎn)化為電能。根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制方式的不同，電功率封閉式試驗(yàn)臺(tái)又可細(xì)分為直流母線電功率封閉式和交流母線電功率封閉式。在直流母線電功率封閉式試驗(yàn)臺(tái)中，電網(wǎng)的交流電先通過整流器轉(zhuǎn)換為直流電，經(jīng)過直流母線后，再通過逆變器轉(zhuǎn)換為交流電輸入到驅(qū)動(dòng)電機(jī)；負(fù)載端的發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電則經(jīng)過負(fù)載發(fā)生器轉(zhuǎn)換成直流電，反饋回直流母線。交流母線電功率封閉式試驗(yàn)臺(tái)的能量回收方式則有所不同，負(fù)載端的交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能被反饋回電網(wǎng)中，從而實(shí)現(xiàn)電能的回收利用。在能耗方面，機(jī)械封閉式試驗(yàn)臺(tái)由于只需補(bǔ)充系統(tǒng)的摩擦損耗功率，驅(qū)動(dòng)裝置所需功率小，節(jié)能效果顯著。而電功率封閉式試驗(yàn)臺(tái)在能量轉(zhuǎn)換和傳輸過程中，存在電機(jī)效率、逆變器效率等因素導(dǎo)致的能量損失，但相較于開式試驗(yàn)臺(tái)，其能耗仍然較低。不過，在一些高效的電功率封閉式試驗(yàn)臺(tái)中，通過采用先進(jìn)的電機(jī)控制技術(shù)和高效的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，能夠進(jìn)一步降低能量損失，提高能源利用效率。成本上，機(jī)械封閉式試驗(yàn)臺(tái)的機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)制造工藝和裝配精度要求高，設(shè)備的初始購置成本高，后期的維護(hù)保養(yǎng)也需要專業(yè)技術(shù)和設(shè)備，維護(hù)成本較高。電功率封閉式試驗(yàn)臺(tái)雖然電機(jī)和控制系統(tǒng)成本也不低，但相比之下，其結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，通用性較強(qiáng)，在大規(guī)模應(yīng)用時(shí)，成本可能更具優(yōu)勢(shì)。此外，電功率封閉式試驗(yàn)臺(tái)的控制系統(tǒng)相對(duì)靈活，能夠通過軟件升級(jí)和參數(shù)調(diào)整來適應(yīng)不同的試驗(yàn)需求，進(jìn)一步降低了長(zhǎng)期使用成本。從系統(tǒng)復(fù)雜性來看，機(jī)械封閉式試驗(yàn)臺(tái)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和搭建難度大，調(diào)試過程復(fù)雜，對(duì)技術(shù)人員的專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)要求高。而電功率封閉式試驗(yàn)臺(tái)的電氣控制系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，涉及到電力電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等多個(gè)領(lǐng)域，但隨著技術(shù)的發(fā)展，其控制系統(tǒng)的集成度和可靠性不斷提高，操作和維護(hù)也逐漸變得更加便捷。同時(shí)，電功率封閉式試驗(yàn)臺(tái)還具有更好的擴(kuò)展性，能夠方便地集成各種先進(jìn)的測(cè)試設(shè)備和傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)綜合傳動(dòng)系統(tǒng)更全面、更精確的性能測(cè)試。3.3本文總體方案設(shè)計(jì)綜合考慮履帶車輛綜合傳動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)、性能要求以及各類試驗(yàn)臺(tái)的優(yōu)缺點(diǎn)，本試驗(yàn)臺(tái)選用電功率封閉式方案。履帶車輛綜合傳動(dòng)系統(tǒng)在工作過程中需要承受較大的功率和扭矩，且試驗(yàn)往往需要長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，對(duì)試驗(yàn)臺(tái)的能耗和加載精度要求較高。電功率封閉式試驗(yàn)臺(tái)能夠有效回收能量，降低能耗，滿足長(zhǎng)時(shí)間試驗(yàn)的節(jié)能需求。同時(shí)，其通過先進(jìn)的電氣控制技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的加載和快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，精確模擬履帶車輛在各種復(fù)雜工況下的運(yùn)行狀態(tài)，為綜合傳動(dòng)系統(tǒng)的性能測(cè)試提供可靠的數(shù)據(jù)支持。此外，相較于機(jī)械封閉式試驗(yàn)臺(tái)，電功率封閉式試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，通用性更強(qiáng)，便于根據(jù)不同的試驗(yàn)需求進(jìn)行調(diào)整和擴(kuò)展，能夠更好地適應(yīng)履帶車輛綜合傳動(dòng)系統(tǒng)多樣化的試驗(yàn)要求。在總體布局方面，試驗(yàn)臺(tái)主要由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、加載系統(tǒng)、被試綜合傳動(dòng)系統(tǒng)、測(cè)控系統(tǒng)以及輔助系統(tǒng)等部分組成。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)選用高性能的交流伺服電機(jī)，其具有響應(yīng)速度快、控制精度高、調(diào)速范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，能夠快速、準(zhǔn)確地輸出試驗(yàn)所需的扭矩和轉(zhuǎn)速，滿足履帶車輛在不同工況下的動(dòng)力需求。加載系統(tǒng)采用交流發(fā)電機(jī)作為加載裝置，配合先進(jìn)的功率回饋裝置，能夠?qū)l(fā)電電機(jī)產(chǎn)生的電能反饋回電網(wǎng)或驅(qū)動(dòng)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)能量的回收利用。被試綜合傳動(dòng)系統(tǒng)安裝在試驗(yàn)臺(tái)的中心位置，通過聯(lián)軸器與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和加載系統(tǒng)相連，確保動(dòng)力的可靠傳遞。測(cè)控系統(tǒng)是試驗(yàn)臺(tái)的核心部分之一，負(fù)責(zé)對(duì)試驗(yàn)過程進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)和控制。它由傳感器、數(shù)據(jù)采集卡、控制器以及上位機(jī)等組成。傳感器分布在試驗(yàn)臺(tái)的各個(gè)關(guān)鍵部位，實(shí)時(shí)采集扭矩、轉(zhuǎn)速、溫度、壓力等參數(shù)，并將這些數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)采集卡。數(shù)據(jù)采集卡將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后，傳輸給控制器進(jìn)行處理?？刂破鞲鶕?jù)預(yù)設(shè)的控制策略和采集到的數(shù)據(jù)，對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和加載系統(tǒng)進(jìn)行精確控制，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)過程的自動(dòng)化和智能化。上位機(jī)則用于實(shí)時(shí)顯示試驗(yàn)數(shù)據(jù)、繪制曲線、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)以及生成試驗(yàn)報(bào)告等，方便試驗(yàn)人員對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和評(píng)估。輔助系統(tǒng)包括冷卻系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)和安全防護(hù)系統(tǒng)等。冷卻系統(tǒng)采用水冷方式，通過循環(huán)水對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、加載電機(jī)以及被試綜合傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行冷卻，確保設(shè)備在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行過程中的溫度穩(wěn)定。潤(rùn)滑系統(tǒng)為試驗(yàn)臺(tái)的各個(gè)運(yùn)動(dòng)部件提供潤(rùn)滑，減少磨損，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。安全防護(hù)系統(tǒng)配備了緊急制動(dòng)裝置、過載保護(hù)裝置、漏電保護(hù)裝置等，全方位保障試驗(yàn)人員和設(shè)備的安全。這種總體布局設(shè)計(jì)充分考慮了各系統(tǒng)之間的協(xié)同工作和相互影響，確保試驗(yàn)臺(tái)能夠穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行，準(zhǔn)確模擬履帶車輛綜合傳動(dòng)系統(tǒng)的各種工況，為其性能測(cè)試提供有力的支持。3.4方案可行性論證為驗(yàn)證本試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)方案的可行性，從理論計(jì)算、模擬分析以及實(shí)際案例三個(gè)方面展開論證。在理論計(jì)算層面，依據(jù)前文對(duì)履帶車輛行駛工況和驅(qū)動(dòng)負(fù)載的分析結(jié)果，對(duì)試驗(yàn)臺(tái)各關(guān)鍵部件的性能參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算。以驅(qū)動(dòng)電機(jī)為例，根據(jù)不同行駛工況下履帶車輛的功率需求公式，即P=F_{r}v/\eta（其中P為功率，F(xiàn)_{r}為行駛阻力，v為行駛速度，\eta為傳動(dòng)系統(tǒng)效率），結(jié)合具體的試驗(yàn)工況和車輛參數(shù)，計(jì)算出驅(qū)動(dòng)電機(jī)在不同工況下所需輸出的功率、扭矩和轉(zhuǎn)速。經(jīng)計(jì)算，所選的交流伺服電機(jī)額定功率為[X]kW，額定扭矩為[X]N?m，額定轉(zhuǎn)速范圍為[X1]-[X2]r/min，完全能夠滿足履帶車輛在各種典型工況下的動(dòng)力需求。在模擬直線行駛工況時(shí)，當(dāng)車輛以[X]km/h的速度在平坦路面行駛，行駛阻力為[X]N，傳動(dòng)系統(tǒng)效率為[X]%，通過公式計(jì)算得出驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需輸出功率為[X]kW，扭矩為[X]N?m，所選電機(jī)的額定功率和扭矩均大于該計(jì)算值，能夠穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)車輛運(yùn)行。對(duì)于加載系統(tǒng)，同樣根據(jù)負(fù)載分析建立的數(shù)學(xué)模型，計(jì)算在不同工況下加載裝置應(yīng)提供的負(fù)載扭矩和功率。在模擬車輛爬坡工況時(shí)，假設(shè)車輛在坡度為[X]%的路面上行駛，車輛重量為[X]kg，根據(jù)坡度阻力計(jì)算公式F_{i}=G\sin\alpha（其中G為車輛重量，\alpha為路面坡度），可計(jì)算出坡度阻力，進(jìn)而得出加載裝置所需提供的負(fù)載扭矩和功率。經(jīng)計(jì)算，所選交流發(fā)電機(jī)作為加載裝置，配合功率回饋裝置，能夠準(zhǔn)確模擬出各種復(fù)雜工況下的負(fù)載，滿足試驗(yàn)要求。同時(shí)，通過對(duì)其他關(guān)鍵部件如傳感器、聯(lián)軸器等的理論計(jì)算和選型分析，均表明所選部件在性能參數(shù)上能夠相互匹配，滿足試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)要求，從理論層面論證了方案的可行性。利用專業(yè)的多體動(dòng)力學(xué)仿真軟件ADAMS和有限元分析軟件ANSYS對(duì)試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行模擬分析。在ADAMS中，建立試驗(yàn)臺(tái)的多體動(dòng)力學(xué)模型，對(duì)其在各種工況下的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行仿真分析。模擬直線行駛工況時(shí)，設(shè)置驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩輸出曲線，觀察試驗(yàn)臺(tái)各部件的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和受力情況。仿真結(jié)果顯示，試驗(yàn)臺(tái)能夠穩(wěn)定運(yùn)行，各部件的運(yùn)動(dòng)符合預(yù)期，傳動(dòng)系統(tǒng)的扭矩和轉(zhuǎn)速傳遞準(zhǔn)確，與理論計(jì)算結(jié)果相符。在模擬轉(zhuǎn)向工況時(shí)，通過調(diào)整兩側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速差，觀察試驗(yàn)臺(tái)的轉(zhuǎn)向過程，驗(yàn)證了轉(zhuǎn)向模擬的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。運(yùn)用ANSYS對(duì)試驗(yàn)臺(tái)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行有限元分析，評(píng)估其強(qiáng)度和剛度。對(duì)試驗(yàn)臺(tái)的底座、支架等結(jié)構(gòu)件進(jìn)行建模和網(wǎng)格劃分，施加相應(yīng)的載荷和約束條件，模擬實(shí)際工作中的受力情況。分析結(jié)果表明，各結(jié)構(gòu)件在各種工況下的應(yīng)力和變形均在許用范圍內(nèi)，能夠保證試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性。試驗(yàn)臺(tái)底座在承受最大載荷時(shí)，最大應(yīng)力為[X]MPa，遠(yuǎn)小于材料的屈服強(qiáng)度，最大變形量為[X]mm，滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求。通過模擬分析，進(jìn)一步驗(yàn)證了試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)方案在實(shí)際運(yùn)行中的可行性和可靠性。參考國(guó)內(nèi)外已有的類似試驗(yàn)臺(tái)案例，對(duì)其應(yīng)用效果進(jìn)行分析，為本試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)方案提供實(shí)踐依據(jù)。國(guó)內(nèi)某科研機(jī)構(gòu)搭建的履帶車輛綜合傳動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)，同樣采用了電功率封閉式方案，在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好的效果。該試驗(yàn)臺(tái)能夠準(zhǔn)確模擬履帶車輛的各種行駛工況，對(duì)綜合傳動(dòng)系統(tǒng)的性能測(cè)試結(jié)果與實(shí)車試驗(yàn)結(jié)果具有高度的一致性。通過對(duì)該試驗(yàn)臺(tái)的運(yùn)行數(shù)據(jù)和試驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其在能耗、加載精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)等方面均滿足設(shè)計(jì)要求，為本文試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)提供了成功的范例。國(guó)外某知名企業(yè)的試驗(yàn)臺(tái)在模擬復(fù)雜工況和環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)方面表現(xiàn)出色，其采用的先進(jìn)控制技術(shù)和高精度傳感器，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)試驗(yàn)過程的精確控制和數(shù)據(jù)采集。通過借鑒這些成功案例的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合本試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)需求，進(jìn)一步優(yōu)化了設(shè)計(jì)方案，確保本試驗(yàn)臺(tái)在實(shí)際應(yīng)用中能夠達(dá)到預(yù)期的性能指標(biāo)。通過對(duì)實(shí)際案例的分析，充分證明了本文采用的電功率封閉式試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)方案在實(shí)際應(yīng)用中的可行性和優(yōu)勢(shì)。四、試驗(yàn)臺(tái)基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與選型4.1驅(qū)動(dòng)設(shè)備設(shè)計(jì)與選型驅(qū)動(dòng)設(shè)備作為試驗(yàn)臺(tái)動(dòng)力的源頭，其性能優(yōu)劣對(duì)整個(gè)試驗(yàn)臺(tái)的運(yùn)行效果起著決定性作用。因此，在驅(qū)動(dòng)設(shè)備的設(shè)計(jì)與選型過程中，需要綜合考慮多個(gè)關(guān)鍵因素。從滿足試驗(yàn)需求的角度來看，不同的履帶車輛綜合傳動(dòng)系統(tǒng)在功率、扭矩和轉(zhuǎn)速等方面的要求存在顯著差異。例如，小型履帶式拖拉機(jī)的綜合傳動(dòng)系統(tǒng)可能只需幾十千瓦的功率和較小的扭矩，而大型坦克的綜合傳動(dòng)系統(tǒng)則可能需要數(shù)百千瓦甚至更高的功率以及較大的扭矩。因此，驅(qū)動(dòng)設(shè)備必須具備足夠的功率儲(chǔ)備和寬廣的調(diào)速范圍，以滿足不同試驗(yàn)對(duì)象的多樣化需求。以某型號(hào)中型坦克的綜合傳動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)為例，其在不同工況下的功率需求范圍為[X1]-[X2]kW，扭矩需求范圍為[X3]-[X4]N?m，轉(zhuǎn)速需求范圍為[X5]-[X6]r/min。所選驅(qū)動(dòng)設(shè)備應(yīng)能夠在這個(gè)范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行，確保試驗(yàn)的順利進(jìn)行。在選擇驅(qū)動(dòng)設(shè)備時(shí)，還需重點(diǎn)關(guān)注其響應(yīng)速度和控制精度。履帶車輛在實(shí)際運(yùn)行中，工況變化復(fù)雜且迅速，如在加速、減速、轉(zhuǎn)向等過程中，動(dòng)力需求會(huì)瞬間發(fā)生改變。這就要求驅(qū)動(dòng)設(shè)備能夠快速響應(yīng)這些變化，及時(shí)調(diào)整輸出的扭矩和轉(zhuǎn)速。響應(yīng)速度快的驅(qū)動(dòng)設(shè)備可以使試驗(yàn)臺(tái)更準(zhǔn)確地模擬履帶車輛的實(shí)際運(yùn)行工況，提高試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。同時(shí)，高精度的控制能力能夠確保驅(qū)動(dòng)設(shè)備按照預(yù)設(shè)的參數(shù)穩(wěn)定運(yùn)行，避免因控制誤差導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)偏差。以模擬履帶車輛的急加速工況為例，驅(qū)動(dòng)設(shè)備需要在極短的時(shí)間內(nèi)將扭矩和轉(zhuǎn)速提升至設(shè)定值，并且在整個(gè)加速過程中保持穩(wěn)定的輸出，以準(zhǔn)確模擬車輛的加速性能。從成本和維護(hù)角度考慮，驅(qū)動(dòng)設(shè)備的初始購置成本、運(yùn)行能耗以及維護(hù)保養(yǎng)的難易程度都是不容忽視的因素。不同類型的驅(qū)動(dòng)設(shè)備在這些方面存在較大差異。例如，一些高端驅(qū)動(dòng)設(shè)備雖然性能卓越，但價(jià)格昂貴，運(yùn)行能耗高，維護(hù)保養(yǎng)也需要專業(yè)的技術(shù)和設(shè)備，這會(huì)增加試驗(yàn)臺(tái)的整體運(yùn)行成本。而一些價(jià)格較低的驅(qū)動(dòng)設(shè)備可能在性能上無法完全滿足試驗(yàn)要求，或者在長(zhǎng)期使用過程中頻繁出現(xiàn)故障，導(dǎo)致維護(hù)成本增加。因此，在選型時(shí)需要綜合權(quán)衡性能與成本，選擇性價(jià)比高的驅(qū)動(dòng)設(shè)備。同時(shí)，還應(yīng)考慮驅(qū)動(dòng)設(shè)備的維護(hù)便利性，選擇結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于維護(hù)的設(shè)備，以減少設(shè)備故障對(duì)試驗(yàn)進(jìn)度的影響。目前，常用的驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要有直流電機(jī)、交流異步電機(jī)和永磁同步電機(jī)等，它們各自具有獨(dú)特的特點(diǎn)和適用場(chǎng)景。直流電機(jī)具有良好的調(diào)速性能，通過調(diào)節(jié)電樞電壓或勵(lì)磁電流，可以實(shí)現(xiàn)較為平滑的無級(jí)調(diào)速。其啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，能夠在短時(shí)間內(nèi)輸出較大的扭矩，滿足履帶車輛在起步、爬坡等工況下對(duì)大扭矩的需求。例如，在模擬履帶車輛重載起步工況時(shí)，直流電機(jī)能夠迅速提供足夠的扭矩，使車輛順利啟動(dòng)。然而，直流電機(jī)也存在一些明顯的缺點(diǎn)。其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，包含電刷和換向器等部件，這些部件在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生磨損，需要定期更換，增加了維護(hù)成本和維護(hù)工作量。電刷與換向器之間的摩擦還會(huì)產(chǎn)生電火花，不僅會(huì)影響電機(jī)的使用壽命，還可能引發(fā)安全問題，不適用于一些對(duì)安全性要求較高的場(chǎng)合。此外，直流電機(jī)的效率相對(duì)較低，在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中會(huì)消耗較多的電能，增加了運(yùn)行成本。交流異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，主要由定子和轉(zhuǎn)子組成，沒有電刷和換向器等易損部件，因此可靠性高，維護(hù)方便。其制造工藝成熟，成本相對(duì)較低，在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。交流異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速與電源頻率和電機(jī)極對(duì)數(shù)有關(guān)，通過改變電源頻率可以實(shí)現(xiàn)調(diào)速。然而，其調(diào)速性能相對(duì)較差，在低速運(yùn)行時(shí)存在較大的轉(zhuǎn)差率，導(dǎo)致效率降低，扭矩輸出不穩(wěn)定。在模擬履帶車輛低速行駛工況時(shí)，交流異步電機(jī)可能無法提供穩(wěn)定的扭矩和轉(zhuǎn)速，影響試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。此外，交流異步電機(jī)的啟動(dòng)電流較大，對(duì)電網(wǎng)的沖擊較大，在一些電網(wǎng)容量有限的場(chǎng)合，可能需要采取特殊的啟動(dòng)措施來降低啟動(dòng)電流。永磁同步電機(jī)則以其高效率、高功率密度和良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能脫穎而出。其轉(zhuǎn)子采用永磁體，無需勵(lì)磁電流，減少了能量損耗，提高了電機(jī)的效率。永磁同步電機(jī)的功率密度高，在相同體積和重量的情況下，能夠輸出更大的功率，滿足試驗(yàn)臺(tái)對(duì)緊湊結(jié)構(gòu)和高性能的要求。在動(dòng)態(tài)響應(yīng)方面，永磁同步電機(jī)能夠快速響應(yīng)控制信號(hào)的變化，精確調(diào)整輸出的扭矩和轉(zhuǎn)速，能夠更準(zhǔn)確地模擬履帶車輛在復(fù)雜工況下的運(yùn)行狀態(tài)。例如，在模擬履帶車輛的轉(zhuǎn)向工況時(shí)，永磁同步電機(jī)可以迅速調(diào)整兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速差，實(shí)現(xiàn)快速、穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向。永磁同步電機(jī)的控制技術(shù)相對(duì)復(fù)雜，需要配備高性能的控制器和傳感器來實(shí)現(xiàn)精確控制，這增加了系統(tǒng)的成本和復(fù)雜性。永磁體的性能受溫度影響較大，在高溫環(huán)境下可能會(huì)出現(xiàn)退磁現(xiàn)象，降低電機(jī)的性能，因此需要采取有效的散熱措施來保證電機(jī)的正常運(yùn)行。綜合考慮試驗(yàn)臺(tái)的技術(shù)指標(biāo)、履帶車輛綜合傳動(dòng)系統(tǒng)的工作特性以及各類驅(qū)動(dòng)電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)，本試驗(yàn)臺(tái)最終選用永磁同步電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)設(shè)備。永磁同步電機(jī)的高效率和高功率密度特性能夠滿足試驗(yàn)臺(tái)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行和對(duì)動(dòng)力性能的要求，有效降低能耗。其良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能和精確的控制能力，能夠快速、準(zhǔn)確地模擬履帶車輛在各種復(fù)雜工況下的動(dòng)力需求，為綜合傳動(dòng)系統(tǒng)的性能測(cè)試提供可靠的動(dòng)力支持。盡管永磁同步電機(jī)的控制技術(shù)較為復(fù)雜且成本相對(duì)較高，但隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，其成本逐漸降低，性價(jià)比不斷提高。同時(shí)，通過合理設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)和散熱裝置，可以有效解決其控制復(fù)雜性和溫度影響等問題。在本試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)中，配備了先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）和智能功率模塊（IPM）組成的控制器，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)永磁同步電機(jī)的精確控制。采用高效的水冷散熱系統(tǒng)，確保電機(jī)在運(yùn)行過程中的溫度穩(wěn)定，避免永磁體退磁現(xiàn)象的發(fā)生，從而保證電機(jī)的性能和可靠性。4.2加載設(shè)備設(shè)計(jì)與選型加載設(shè)備作為試驗(yàn)臺(tái)的關(guān)鍵組成部分，其性能優(yōu)劣直接關(guān)乎試驗(yàn)臺(tái)能否精準(zhǔn)模擬履帶車輛在實(shí)際運(yùn)行中所面臨的各種負(fù)載工況，進(jìn)而對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。在加載設(shè)備的設(shè)計(jì)與選型過程中，全面考量多種因素至關(guān)重要。不同的加載方式各具特點(diǎn)，其中電渦流測(cè)功機(jī)、磁粉制動(dòng)器和液壓加載器是較為常見的加載方式。電渦流測(cè)功機(jī)利用電磁感應(yīng)原理，通過改變勵(lì)磁電流來調(diào)節(jié)加載扭矩。其加載精度較高，能夠?qū)崿F(xiàn)較為精確的扭矩控制，一般加載精度可達(dá)到±1%FS。動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快，響應(yīng)時(shí)間通常在幾毫秒以內(nèi)，能夠快速跟蹤試驗(yàn)工況的變化?？蓪?shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，在寬廣的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)都能穩(wěn)定工作。而且，電渦流測(cè)功機(jī)的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定，維護(hù)方便。然而，電渦流測(cè)功機(jī)在低速時(shí)的加載能力相對(duì)較弱，且其能耗較大，在長(zhǎng)時(shí)間高負(fù)載試驗(yàn)中，會(huì)消耗較多的電能。在模擬履帶車輛低速爬坡等需要大扭矩的工況時(shí)，電渦流測(cè)功機(jī)可能無法提供足夠的加載扭矩，影響試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。磁粉制動(dòng)器則是依靠磁粉在磁場(chǎng)作用下的聚合和分離來傳遞扭矩，從而實(shí)現(xiàn)加載。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕的特點(diǎn)，安裝和使用較為方便。磁粉制動(dòng)器的響應(yīng)速度較快，能夠在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)加載扭矩的變化。在小扭矩加載情況下，其控制精度較高，能夠滿足一些對(duì)小扭矩加載精度要求較高的試驗(yàn)需求。不過，磁粉制動(dòng)器的散熱性能相對(duì)較差，在長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作時(shí)，容易因溫度升高導(dǎo)致磁粉性能下降，從而影響加載精度和可靠性。磁粉還可能會(huì)出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象，需要定期維護(hù)和更換磁粉，增加了使用成本和維護(hù)工作量。液壓加載器利用液體的壓力來產(chǎn)生加載力，通過調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)的壓力來控制加載大小。它能夠提供較大的加載力，適用于模擬履帶車輛在重載工況下的負(fù)載。液壓加載器的加載平穩(wěn)，能夠有效減少加載過程中的沖擊和振動(dòng)，對(duì)被試綜合傳動(dòng)系統(tǒng)的損傷較小。但其響應(yīng)速度相對(duì)較慢，由于液壓系統(tǒng)的慣性和液體的可壓縮性，在快速變化的工況下，可能無法及時(shí)準(zhǔn)確地跟蹤加載需求。液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，需要配備油泵、油箱、油管等眾多部件，占地面積大，且容易出現(xiàn)泄漏等故障，維護(hù)難度較大。結(jié)合試驗(yàn)臺(tái)的技術(shù)指標(biāo)以及履帶車輛綜合傳動(dòng)系統(tǒng)的工作特性，本試驗(yàn)臺(tái)選用電渦流測(cè)功機(jī)作為加載設(shè)備。試驗(yàn)臺(tái)需要模擬履帶車輛在各種復(fù)雜工況下的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)加載設(shè)備的加載精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度要求較高。電渦流測(cè)功機(jī)的高精度加載和快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，能夠滿足試驗(yàn)臺(tái)對(duì)不同工況下負(fù)載模擬的準(zhǔn)確性和及時(shí)性要求。在模擬履帶車輛的加速、減速和轉(zhuǎn)向等動(dòng)態(tài)工況時(shí)，電渦流測(cè)功機(jī)能夠迅速調(diào)整加載扭矩，準(zhǔn)確模擬車輛在這些工況下所承受的負(fù)載變化。雖然電渦流測(cè)功機(jī)在低速加載能力和能耗方面存在一定的不足，但通過合理的設(shè)計(jì)和控制，可以在一定程度上彌補(bǔ)這些缺陷。在試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)中，可以增加輔助裝置，如低速增扭裝置，來提高電渦流測(cè)功機(jī)在低速時(shí)的加載能力。通過優(yōu)化控制系統(tǒng)，提高能源利用效率，降低能耗。綜合考慮，電渦流測(cè)功機(jī)的優(yōu)點(diǎn)使其成為本試驗(yàn)臺(tái)加載設(shè)備的最佳選擇，能夠?yàn)槁膸к囕v綜合傳動(dòng)系統(tǒng)的性能測(cè)試提供可靠的加載保障。4.3被試部件操作設(shè)備設(shè)計(jì)與選型被試部件操作設(shè)備在試驗(yàn)臺(tái)中承擔(dān)著至關(guān)重要的角色，其主要功能是精準(zhǔn)地模擬駕駛員對(duì)履帶車輛綜合傳動(dòng)系統(tǒng)的操作動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被試綜合傳動(dòng)系統(tǒng)在不同操作工況下的性能測(cè)試。在直線行駛工況模擬時(shí)，操作設(shè)備需能夠精確控制擋位的切換，以模擬車輛在不同速度和負(fù)載條件下的行駛狀態(tài)。通過調(diào)節(jié)擋位，改變傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比，進(jìn)而調(diào)整車輛的行駛速度和輸出扭矩，使試驗(yàn)臺(tái)能夠準(zhǔn)確復(fù)現(xiàn)履帶車輛在直線行駛過程中的各種工況。在模擬車輛以不同速度在平坦路面行駛時(shí)，操作設(shè)備應(yīng)能快速、準(zhǔn)確地切換到相應(yīng)的擋位，確保試驗(yàn)的順利進(jìn)行。在轉(zhuǎn)向工況模擬中，操作設(shè)備要能夠靈活地控制轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)不同半徑的轉(zhuǎn)向操作。通過控制轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)角度和速度，模擬駕駛員在實(shí)際駕駛過程中的轉(zhuǎn)向操作，使被試綜合傳動(dòng)系統(tǒng)能夠在不同的轉(zhuǎn)向工況下進(jìn)行性能測(cè)試。在模擬車輛進(jìn)行小半徑轉(zhuǎn)向時(shí)，操作設(shè)備需精確控制轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，使車輛能夠以較小的半徑完成轉(zhuǎn)向，同時(shí)監(jiān)測(cè)綜合傳動(dòng)系統(tǒng)在轉(zhuǎn)向過程中的各項(xiàng)性能指標(biāo)，如轉(zhuǎn)向阻力、轉(zhuǎn)向靈活性等。對(duì)于離合器工作工況的模擬，操作設(shè)備則需可靠地控制離合器的接合和分離動(dòng)作。通過模擬駕駛員踩下和松開離合器踏板的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)離合器的不同工作狀態(tài)，從而測(cè)試離合器在接合和分離過程中的性能，如離合器的分離閉合可靠性、滑摩功以及結(jié)合過程中的扭矩傳遞特性等。在模擬離合器半聯(lián)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，操作設(shè)備要能夠精確控制離合器的接合程度，使發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力能夠平穩(wěn)地傳遞到傳動(dòng)系統(tǒng)，同時(shí)監(jiān)測(cè)離合器在半聯(lián)動(dòng)狀態(tài)下的滑摩功和溫度變化，評(píng)估離合器的工作性能。為滿足上述功能要求，本試驗(yàn)臺(tái)選用工業(yè)機(jī)器人作為被試部件操作設(shè)備。工業(yè)機(jī)器人具有高精度、高重復(fù)性和高靈活性的特點(diǎn)，能夠精確地模擬駕駛員的操作動(dòng)作。通過預(yù)先編寫的程序，工業(yè)機(jī)器人可以準(zhǔn)確地控制擋位切換、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)和離合器踏板的操作，確保試驗(yàn)過程的一致性和準(zhǔn)確性。與傳統(tǒng)的手動(dòng)操作方式相比，工業(yè)機(jī)器人能夠避免人為因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，提高試驗(yàn)的可靠性和可重復(fù)性。在進(jìn)行多次相同工況的模擬試驗(yàn)時(shí)，工業(yè)機(jī)器人能夠以相同的操作精度和速度完成操作，而手動(dòng)操作則可能因操作人員的疲勞、情緒等因素導(dǎo)致操作誤差，影響試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。工業(yè)機(jī)器人還具有強(qiáng)大的編程和控制能力，可以根據(jù)試驗(yàn)需求進(jìn)行靈活的編程和調(diào)整。在試驗(yàn)過程中，如果需要改變?cè)囼?yàn)工況或操作參數(shù)，只需通過修改程序即可實(shí)現(xiàn)，無需對(duì)硬件設(shè)備進(jìn)行復(fù)雜的調(diào)整。這使得試驗(yàn)臺(tái)能夠快速適應(yīng)不同的試驗(yàn)需求，提高試驗(yàn)效率。此外，工業(yè)機(jī)器人還可以與試驗(yàn)臺(tái)的測(cè)控系統(tǒng)進(jìn)行無縫集成，實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)過程的自動(dòng)化控制和數(shù)據(jù)采集。通過與測(cè)控系統(tǒng)的通信，工業(yè)機(jī)器人可以根據(jù)實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)調(diào)整操作參數(shù)，確保試驗(yàn)過程的安全性和穩(wěn)定性。當(dāng)監(jiān)測(cè)到被試綜合傳動(dòng)系統(tǒng)的某些參數(shù)超出設(shè)定范圍時(shí)，工業(yè)機(jī)器人可以自動(dòng)停止操作，并發(fā)出警報(bào)，避免設(shè)備損壞和試驗(yàn)事故的發(fā)生。4.4液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)與選型液壓系統(tǒng)在試驗(yàn)臺(tái)中扮演著不可或缺的角色，其主要功能涵蓋多個(gè)關(guān)鍵方面。在加載環(huán)節(jié)，液壓系統(tǒng)能夠提供穩(wěn)定且精確的加載力，通過液壓油的壓力傳遞，實(shí)現(xiàn)對(duì)被試綜合傳動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載模擬，確保試驗(yàn)過程中負(fù)載的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。在模擬履帶車輛爬坡工況時(shí)，液壓系統(tǒng)可根據(jù)預(yù)設(shè)的坡度阻力，精確調(diào)節(jié)加載力，使被試綜合傳動(dòng)系統(tǒng)承受相應(yīng)的負(fù)載，從而測(cè)試其在爬坡工況下的性能。對(duì)于試驗(yàn)臺(tái)的一些輔助動(dòng)作，如部件的夾緊、松開以及位置調(diào)整等，液壓系統(tǒng)也能高效完成。通過控制液壓油缸的伸縮，實(shí)現(xiàn)對(duì)被試部件的快速夾緊和松開，方便試驗(yàn)人員進(jìn)行設(shè)備的安裝和調(diào)試；利用液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的位移機(jī)構(gòu)，能夠精確調(diào)整被試部件的位置，確保其與試驗(yàn)臺(tái)其他部件的準(zhǔn)確對(duì)接。液壓系統(tǒng)的工作原理基于帕斯卡定律，即密閉液體上的壓強(qiáng)，能夠大小不變地向各個(gè)方向傳遞。在本試驗(yàn)臺(tái)的液壓系統(tǒng)中，液壓泵將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能，使液壓油產(chǎn)生一定的壓力。電機(jī)帶動(dòng)液壓泵旋轉(zhuǎn)，液壓泵從油箱中吸入液壓油，并將其加壓后輸出到液壓管路中。通過各種控制閥，如溢流閥、節(jié)流閥、換向閥等，對(duì)液壓油的壓力、流量和流向進(jìn)行精確控制。溢流閥用于調(diào)節(jié)系統(tǒng)的最高壓力，當(dāng)系統(tǒng)壓力超過設(shè)定值時(shí)，溢流閥打開，將多余的液壓油回流到油箱，以保護(hù)系統(tǒng)安全。節(jié)流閥則通過改變節(jié)流口的大小，控制液壓油的流量，從而調(diào)節(jié)執(zhí)行元件（如液壓缸、液壓馬達(dá)）的運(yùn)動(dòng)速度。換向閥用于改變液壓油的流向，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件的正反向運(yùn)動(dòng)。執(zhí)行元件將液壓能再次轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)被試綜合傳動(dòng)系統(tǒng)或完成其他輔助動(dòng)作。液壓缸通過活塞桿的伸縮，實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)，可用于加載、夾緊等操作；液壓馬達(dá)則將液壓能轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)機(jī)械能，可用于驅(qū)動(dòng)某些需要旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的部件。根據(jù)試驗(yàn)臺(tái)的工作要求，確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)。系統(tǒng)的工作壓力需根據(jù)加載力和執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行計(jì)算。假設(shè)加載裝置所需的最大加載力為F_{max}，液壓缸的活塞面積為A，則系統(tǒng)的工作壓力p可通過公式p=F_{max}/A計(jì)算得出?？紤]到系統(tǒng)的壓力損失和一定的安全余量，最終確定系統(tǒng)的額定工作壓力為[X]MPa。在模擬履帶車輛最大負(fù)載工況時(shí)，所需加載力為[X]N，選用的液壓缸活塞面積為[X]m^{2}，經(jīng)計(jì)算系統(tǒng)工作壓力為[X]MPa，考慮10%的壓力損失和20%的安全余量，最終確定額定工作壓力為[X]MPa。液壓泵的流量則需根據(jù)執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度和同時(shí)工作的執(zhí)行元件數(shù)量來確定。若執(zhí)行元件的最大運(yùn)動(dòng)速度為v_{max}，其有效工作容積為V，同時(shí)工作的執(zhí)行元件數(shù)量為n，則液壓泵的流量Q可通過公式Q=v_{max}Vn計(jì)算。再考慮系統(tǒng)的泄漏損失，確定液壓泵的額定流量為[X]L/min。假設(shè)某液壓缸的最大運(yùn)動(dòng)速度為[X]m/s，有效工作容積為[X]m^{3}，同時(shí)有兩個(gè)液壓缸工作，經(jīng)計(jì)算所需流量為[X]L/min，考慮15%的泄漏損失，最終確定液壓泵的額定流量為[X]L/min。在液壓元件的選型過程中，液壓泵作為液壓系統(tǒng)的核心動(dòng)力源，其性能直接影響系統(tǒng)的工作效率和穩(wěn)定性。常用的液壓泵類型有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵等。齒輪泵具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但其流量脈動(dòng)較大，噪聲較高，一般適用于對(duì)流量均勻性要求不高的場(chǎng)合。葉片泵的流量均勻，噪聲低，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，但對(duì)油液的污染較為敏感，適用于中低壓系統(tǒng)。柱塞泵則具有壓力高、效率高、流量調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足試驗(yàn)臺(tái)對(duì)高壓、大流量和精確控制的要求。綜合考慮試驗(yàn)臺(tái)的工作壓力、流量需求以及對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性和控制精度的要求，本試驗(yàn)臺(tái)選用柱塞泵作為液壓泵。選擇某型號(hào)的柱塞泵，其額定壓力為[X]MPa，額定流量為[X]L/min，能夠滿足試驗(yàn)臺(tái)的工作要求。各類控制閥在液壓系統(tǒng)中起著關(guān)鍵的控制作用。溢流閥用于調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力，防止系統(tǒng)過載，選用先導(dǎo)式溢流閥，其調(diào)壓范圍為[X]-[X]MPa，能夠滿足試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)壓力的調(diào)節(jié)需求。節(jié)流閥用于控制流量，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件的速度調(diào)節(jié)，選用可調(diào)節(jié)流閥，其流量調(diào)節(jié)范圍為[X]-[X]L/min，能夠根據(jù)試驗(yàn)需求精確調(diào)節(jié)流量。換向閥用于改變油液流向，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件的換向動(dòng)作，選用電磁換向閥，其工作壓力為[X]MPa，流量為[X]L/min，響應(yīng)速度快，能夠滿足試驗(yàn)臺(tái)對(duì)快速換向的要求。液壓油缸作為執(zhí)行元件，根據(jù)加載力和行程要求進(jìn)行選型。選用的液壓缸內(nèi)徑為[X]mm，活塞桿直徑為[X]mm，行程為[X]mm，能夠承受的最大工作壓力為[X]MPa，滿足試驗(yàn)臺(tái)在加載和其他輔助動(dòng)作中的需求。在模擬履帶車輛爬坡工況的加載時(shí)，該液壓缸能夠提供足夠的推力，使加載裝置準(zhǔn)確模擬出爬坡阻力。同時(shí)，為確保液壓系統(tǒng)的正常運(yùn)行和使用壽命，還需配備過濾器、油箱、油管等輔助元件。過濾器用于過濾油液中的雜質(zhì)，保護(hù)液壓元件，選用高精度的過濾器，過濾精度可達(dá)[X]\mum。油箱用于儲(chǔ)存液壓油，其容積根據(jù)系統(tǒng)的流量和工作要求確定為[X]L。油管則根據(jù)系統(tǒng)的壓力和流量選擇合適的管徑和材質(zhì)，確保油液的順暢流動(dòng)和系統(tǒng)的安全運(yùn)行。4.5冷卻設(shè)備設(shè)計(jì)與選型冷卻設(shè)備對(duì)于試驗(yàn)臺(tái)的正常運(yùn)行至關(guān)重要，其主要作用是及時(shí)散發(fā)試驗(yàn)過程中產(chǎn)生的熱量，確保試驗(yàn)臺(tái)各關(guān)鍵部件，如驅(qū)動(dòng)電機(jī)、加載電機(jī)、液壓系統(tǒng)以及被試綜合傳動(dòng)系統(tǒng)等，在適宜的溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定工作。以驅(qū)動(dòng)電機(jī)為例，在試驗(yàn)過程中，電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行會(huì)因繞組電阻發(fā)熱、鐵芯損耗發(fā)熱以及機(jī)械摩擦發(fā)熱等產(chǎn)生大量熱量，如果這些熱量不能及時(shí)散發(fā)出去，會(huì)導(dǎo)致電機(jī)溫度不斷升高。當(dāng)電機(jī)溫度過高時(shí)，會(huì)使電機(jī)的絕緣性能下降，縮短電機(jī)的使用壽命，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)l(fā)電機(jī)故障，導(dǎo)致試驗(yàn)中斷。據(jù)相關(guān)研究表明，電機(jī)溫度每升高10℃，其絕緣壽命會(huì)縮短約50%。對(duì)于加載電機(jī)和液壓系統(tǒng)等部件，溫度過高同樣會(huì)對(duì)其性能和可靠性產(chǎn)生不利影響。在液壓系統(tǒng)中，油溫過高會(huì)導(dǎo)致油液粘度下降，泄漏增加，系統(tǒng)效率降低，還可能引起液壓元件的磨損加劇和工作不穩(wěn)定。在冷卻設(shè)備的選型過程中，需要綜合考慮多個(gè)關(guān)鍵因素。首先，散熱能力是選型的首要考量因素。試驗(yàn)臺(tái)在不同工況下會(huì)產(chǎn)生不同程度的熱量，冷卻設(shè)備必須具備足夠的散熱能力，以確保能夠及時(shí)有效地將這些熱量散發(fā)出去。根據(jù)試驗(yàn)臺(tái)各部件的功率消耗以及發(fā)熱特性，通過熱平衡計(jì)算來確定冷卻設(shè)備所需的散熱功率。假設(shè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的額定功率為[X]kW，其效率為[X]%，則電機(jī)在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的熱量約為[X]kW。再考慮加載電機(jī)、液壓系統(tǒng)以及其他部件的發(fā)熱量，經(jīng)計(jì)算得出試驗(yàn)臺(tái)在最大工況下的總發(fā)熱量為[X]kW。因此，冷卻設(shè)備的散熱功率應(yīng)不小于[X]kW，以滿足散熱需求。冷卻設(shè)備的冷卻效率也不容忽視。高效的冷卻設(shè)備能夠在較短的時(shí)間內(nèi)將熱量散發(fā)出去，使試驗(yàn)臺(tái)各部件的溫度快速穩(wěn)定在合理范圍內(nèi)。不同類型的冷卻設(shè)備具有不同的冷卻效率，例如風(fēng)冷式冷卻設(shè)備的冷卻效率相對(duì)較低，適用于發(fā)熱量較小的場(chǎng)合；而水冷式冷卻設(shè)備的冷卻效率較高，能夠滿足大功率試驗(yàn)臺(tái)的散熱需求。在本試驗(yàn)臺(tái)中，由于各部件發(fā)熱量較大，因此優(yōu)先考慮水冷式冷卻設(shè)備?？煽啃院头€(wěn)定性是冷卻設(shè)備選型的重要因素。試驗(yàn)臺(tái)通常需要長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行，冷卻設(shè)備必須具備高度的可靠性和穩(wěn)定性，以確保在整個(gè)試驗(yàn)過程中能夠持續(xù)穩(wěn)定地工作。選擇知名品牌、質(zhì)量可靠的冷卻設(shè)備，并配備完善的保護(hù)裝置和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，如溫度傳感器、壓力傳感器、過載保護(hù)裝置等，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理冷卻設(shè)備可能出現(xiàn)的故障，保障試驗(yàn)的順利進(jìn)行。結(jié)合試驗(yàn)臺(tái)的技術(shù)指標(biāo)以及各部件的發(fā)熱特性，本試驗(yàn)臺(tái)選用閉式循環(huán)水冷系統(tǒng)作為冷卻設(shè)備。閉式循環(huán)水冷系統(tǒng)具有散熱效率高、冷卻效果穩(wěn)定、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足試驗(yàn)臺(tái)對(duì)散熱能力和可靠性的要求。該系統(tǒng)主要由冷卻水箱、循環(huán)水泵、熱交換器、冷卻塔以及連接管路等組成。循環(huán)水泵將冷卻水箱中的冷卻水加壓后輸送到試驗(yàn)臺(tái)各發(fā)熱部件的冷卻通道中，吸收熱量后的熱水通過管路回流到熱交換器。在熱交換器中，熱水與冷卻塔提供的冷空氣進(jìn)行熱交換，將熱量傳遞給冷空氣，使熱水冷卻后再回到冷卻水箱，實(shí)現(xiàn)冷卻水的循環(huán)利用。冷卻塔通過空氣的自然對(duì)流或機(jī)械通風(fēng)，將吸收的熱量散發(fā)到大氣中。為了進(jìn)一步提高冷卻系統(tǒng)的性能和可靠性，還對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。在冷卻水箱中設(shè)置了溫度傳感器和液位傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)冷卻水的溫度和液位。當(dāng)水溫過高時(shí)，控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)冷卻塔的風(fēng)扇，提高散熱效率；當(dāng)液位過低時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警報(bào)，提示工作人員及時(shí)補(bǔ)充冷卻水。在連接管路的設(shè)計(jì)中，采用了優(yōu)質(zhì)的管材和密封件，確保管路的密封性和耐壓性，減少泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。通過這些措施，閉式循環(huán)水冷系統(tǒng)能夠?yàn)樵囼?yàn)臺(tái)提供穩(wěn)定、可靠的冷卻保障，確保試驗(yàn)臺(tái)在各種工況下都能正常運(yùn)行。五、試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)肩負(fù)著試驗(yàn)過程的自動(dòng)化控制、數(shù)據(jù)的精確采集與高效處理以及故障的智能診斷等多項(xiàng)關(guān)鍵使命，是確保試驗(yàn)臺(tái)穩(wěn)定、可靠運(yùn)行，獲取準(zhǔn)確試驗(yàn)數(shù)據(jù)的核心保障。在試驗(yàn)過程自動(dòng)化控制方面，控制系統(tǒng)依據(jù)預(yù)設(shè)的試驗(yàn)方案和指令，對(duì)試驗(yàn)臺(tái)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、加載系統(tǒng)以及被試部件操作設(shè)備等進(jìn)行精確調(diào)控，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)履帶車輛各種行駛工況的精準(zhǔn)模擬。在模擬直線行駛工況時(shí)，控制系統(tǒng)能夠根據(jù)設(shè)定的行駛速度和負(fù)載條件，自動(dòng)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩，使試驗(yàn)臺(tái)的運(yùn)行狀態(tài)與實(shí)際直線行駛情況高度契合。當(dāng)需要模擬車輛以50km/h的速度在平坦路面直線行駛時(shí)，控制系統(tǒng)會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩，并根據(jù)預(yù)設(shè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，確保試驗(yàn)臺(tái)能夠穩(wěn)定地以該速度運(yùn)行，同時(shí)模擬出相應(yīng)的行駛阻力。在模擬轉(zhuǎn)向工況時(shí)，控制系統(tǒng)通過控制兩側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速差，實(shí)現(xiàn)不同半徑的轉(zhuǎn)向模擬。對(duì)于小半徑轉(zhuǎn)向，控制系統(tǒng)會(huì)快速調(diào)整內(nèi)側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使其低于外側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，以產(chǎn)生合適的轉(zhuǎn)速差，實(shí)現(xiàn)小半徑轉(zhuǎn)向操作，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)向過程中的各項(xiàng)參數(shù)，確保轉(zhuǎn)向的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。數(shù)據(jù)采集與處理是控制系統(tǒng)的重要功能之一。在試驗(yàn)過程中，分布于試驗(yàn)臺(tái)各處的各類傳感器，如扭矩傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器等，會(huì)實(shí)時(shí)采集綜合傳動(dòng)系統(tǒng)的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)?？刂葡到y(tǒng)的數(shù)據(jù)采集模塊以高速、高精度的方式將這些傳感器傳來的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并進(jìn)行初步的濾波和處理，以去除噪聲和干擾。采集到的扭矩信號(hào)可能會(huì)受到電磁干擾，數(shù)據(jù)采集模塊會(huì)通過數(shù)字濾波算法對(duì)其進(jìn)行處理，提高信號(hào)的質(zhì)量。經(jīng)過預(yù)處理的數(shù)據(jù)會(huì)被傳輸至數(shù)據(jù)處理模塊，該模塊運(yùn)用各種數(shù)據(jù)分析算法和模型，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，提取出有價(jià)值的信息。通過對(duì)扭矩和轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)的分析，可以計(jì)算出綜合傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)效率；對(duì)溫度數(shù)據(jù)的分析，能夠評(píng)估系統(tǒng)的散熱性能和工作穩(wěn)定性。處理后的數(shù)據(jù)會(huì)以直觀的方式展示在監(jiān)控界面上，方便試驗(yàn)人員實(shí)時(shí)查看試驗(yàn)進(jìn)展和系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí)，這些數(shù)據(jù)還會(huì)被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中，以便后續(xù)的查詢、對(duì)比和深入研究。在對(duì)不同型號(hào)綜合傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行性能對(duì)比時(shí)，可從數(shù)據(jù)庫中調(diào)取相應(yīng)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，為產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)。故障診斷功能是保障試驗(yàn)臺(tái)安全、可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。控制系統(tǒng)通過對(duì)采集到的大量運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析，利用故障診斷算法和模型，能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地檢測(cè)出綜合傳動(dòng)系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障。當(dāng)監(jiān)測(cè)到扭矩傳感器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)出現(xiàn)異常波動(dòng)，超出正常范圍時(shí)，控制系統(tǒng)會(huì)迅速啟動(dòng)故障診斷程序，通過對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的進(jìn)一步分析，判斷是否是傳感器故障、傳動(dòng)部件損壞還是其他原因?qū)е碌漠惓?。如果判斷是傳?dòng)部件損壞，控制系統(tǒng)會(huì)立即發(fā)出警報(bào)信號(hào)，通知試驗(yàn)人員停止試驗(yàn)，并顯示具體的故障位置和可能的故障原因，以便試驗(yàn)人員及時(shí)進(jìn)行維修和處理。為了提高故障診斷的準(zhǔn)確性和可靠性，控制系統(tǒng)還會(huì)結(jié)合歷史故障數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，建立故障案例庫。當(dāng)出現(xiàn)新的故障時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)在故障案例庫中進(jìn)行匹配和檢索，參考以往的故障處理經(jīng)驗(yàn)，為故障診斷和排除提供更有效的支持。5.2基于PLC控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)本試驗(yàn)臺(tái)的控制系統(tǒng)選用可編程邏輯控制器（PLC）作為核心控制單元，構(gòu)建了一個(gè)高效、穩(wěn)定且易于擴(kuò)展的控制系統(tǒng)架構(gòu)。PLC以其高可靠性、強(qiáng)大的邏輯處理能力、豐富的I/O接口以及靈活的編程特性，在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，能夠滿足本試驗(yàn)臺(tái)復(fù)雜的控制需求?？刂葡到y(tǒng)的硬件主要由PLC主機(jī)、輸入輸出模塊、通信模塊、傳感器、執(zhí)行器以及人機(jī)界面（HMI）等部分組成。PLC主機(jī)作為控制核心，負(fù)責(zé)接收和處理各種信號(hào)，執(zhí)行控制程序，并輸出控制指令。選用某型號(hào)的中型PLC，其具有豐富的指令集和強(qiáng)大的運(yùn)算能力，能夠快速處理大量的輸入輸出信號(hào)，滿足試驗(yàn)臺(tái)對(duì)實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性的要求。輸入輸出模塊用于連接PLC主機(jī)與外部設(shè)備，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的輸入和輸出。根據(jù)試驗(yàn)臺(tái)的實(shí)際需求，配置了數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊、模擬量輸入模塊和模擬量輸出模塊。數(shù)字量輸入模塊用于接收各類開關(guān)信號(hào)，如按鈕、限位開關(guān)等的狀態(tài)信號(hào)；數(shù)字量輸出模塊用于控制各類繼電器、接觸器等執(zhí)行器的動(dòng)作；模擬量輸入模塊用于采集傳感器輸出的模擬信號(hào)，如扭矩傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、溫度傳感器等輸出的電壓或電流信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)供PLC處理；模擬量輸出模塊則用于輸出模擬信號(hào)，控制一些需要連續(xù)調(diào)節(jié)的設(shè)備，如電渦流測(cè)功機(jī)的勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)。通信模塊是實(shí)現(xiàn)PLC與其他設(shè)備之間數(shù)據(jù)傳輸和通信的關(guān)鍵部件。本試驗(yàn)臺(tái)采用以太網(wǎng)通信模塊和RS485通信模塊，以太網(wǎng)通信模塊用于實(shí)現(xiàn)PLC與上位機(jī)之間的高速數(shù)據(jù)傳輸，方便試驗(yàn)人員通過上位機(jī)對(duì)試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理；RS485通信模塊則用于連接PLC與一些智能傳感器和執(zhí)行器，實(shí)現(xiàn)它們之間的通信和數(shù)據(jù)交換。傳感器作為數(shù)據(jù)采集的關(guān)鍵設(shè)備，分布在試驗(yàn)臺(tái)的各個(gè)關(guān)鍵部位，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)綜合傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)。扭矩傳感器安裝在傳動(dòng)軸上，用于測(cè)量傳動(dòng)軸的扭矩；轉(zhuǎn)速傳感器則通過非接觸式的方式檢測(cè)軸的轉(zhuǎn)速；溫度傳感器分布在電機(jī)、液壓系統(tǒng)、傳動(dòng)部件等易發(fā)熱部位，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度變化；壓力傳感器安裝在液壓管路中，監(jiān)測(cè)液壓系統(tǒng)的壓力。這些傳感器將采集到的物理量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并傳輸給PLC的輸入模塊。執(zhí)行器則根據(jù)PLC的控制指令，對(duì)試驗(yàn)臺(tái)的各個(gè)設(shè)備進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)過程的控制。驅(qū)動(dòng)電機(jī)的變頻器、電液比例閥、繼電器等都是執(zhí)行器的典型代表。變頻器根據(jù)PLC輸出的控制信號(hào)，調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩；電液比例閥則根據(jù)PLC的指令，控制液壓系統(tǒng)的油液流量和壓力，實(shí)現(xiàn)對(duì)加載裝置和其他液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的精確控制；繼電器用于控制一些開關(guān)量設(shè)備的通斷，如電機(jī)的啟動(dòng)和停止、設(shè)備的夾緊和松開等。人機(jī)界面（HMI）為試驗(yàn)人員提供了一個(gè)直觀、便捷的操作平臺(tái)。通過HMI，試驗(yàn)人員可以實(shí)時(shí)監(jiān)控試驗(yàn)臺(tái)的運(yùn)行狀態(tài)，包括各種參數(shù)的實(shí)時(shí)顯示、設(shè)備的工作狀態(tài)指示等。在HMI界面上，可以實(shí)時(shí)顯示驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、扭矩，綜合傳動(dòng)系統(tǒng)的油溫、油壓等參數(shù)。試驗(yàn)人員還可以通過HMI設(shè)置試驗(yàn)參數(shù)，如試驗(yàn)工況、加載方式、控制策略等。在進(jìn)行不同工況的模擬試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)人員可以在HMI上直接選擇相應(yīng)的工況模式，并設(shè)置相關(guān)的參數(shù)，如行駛速度、負(fù)載大小等。HMI還具備報(bào)警功能，當(dāng)試驗(yàn)臺(tái)出現(xiàn)異常情況時(shí)，如設(shè)備過載、溫度過高、壓力異常等，HMI會(huì)及時(shí)發(fā)出警報(bào)，并顯示具體的故障信息，提醒試驗(yàn)人員采取相應(yīng)的措施?？刂葡到y(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)基于PLC的編程環(huán)境，采用結(jié)構(gòu)化編程的方法，將整個(gè)控制程序劃分為多個(gè)功能模塊，每個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)特定的控制功能，提高了程序的可讀性、可維護(hù)性和可擴(kuò)展性。主程序作為整個(gè)控制程序的核心，負(fù)責(zé)系統(tǒng)的初始化、各功能模塊的調(diào)用以及整體的流程控制。在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，主程序首先對(duì)PLC的各個(gè)模塊進(jìn)行初始化設(shè)置，包括I/O模塊的配置、通信參數(shù)的設(shè)置等。然后，根據(jù)試驗(yàn)人員在HMI上選擇的試驗(yàn)工況，調(diào)用相應(yīng)的功能模塊，如直線行駛工況模擬模塊、轉(zhuǎn)向工況模擬模塊、離合器工作工況模擬模塊等。在試驗(yàn)過程中，主程序不斷循環(huán)執(zhí)行，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)臺(tái)的運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)的控制策略，對(duì)各執(zhí)行器進(jìn)行控制，確保試驗(yàn)過程的穩(wěn)定進(jìn)行。初始化程序模塊主要負(fù)責(zé)在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，對(duì)試驗(yàn)臺(tái)的各個(gè)設(shè)備和參數(shù)進(jìn)行初始化設(shè)置。對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行初始化，設(shè)置其初始轉(zhuǎn)速、扭矩限制等參數(shù)；對(duì)加載裝置進(jìn)行初始化，確保其處于初始的加載狀態(tài)；對(duì)傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，保證采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。故障診斷程序模塊則通過對(duì)傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，判斷試驗(yàn)臺(tái)是否存在故障。如果檢測(cè)到異常數(shù)據(jù)，如扭矩突然增大、轉(zhuǎn)速異常波動(dòng)、溫度過高等，故障診斷程序會(huì)根據(jù)預(yù)設(shè)的故障診斷算法，確定故障類型和位置，并將故障信息發(fā)送給HMI進(jìn)行顯示和報(bào)警。同時(shí)，故障診斷程序還會(huì)記錄故障發(fā)生的時(shí)間、相關(guān)參數(shù)等信息，以便后續(xù)的故障分析和排查。通信程序模塊實(shí)現(xiàn)了PLC與上位機(jī)以及其他智能設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信。通過以太網(wǎng)通信，PLC將采集到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸給上位機(jī)，上位機(jī)可以對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、分析和處理，并生成各種報(bào)表和曲線，方便試驗(yàn)人員對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)估和研究。通信程序還負(fù)責(zé)接收上位機(jī)發(fā)送的控制指令和參數(shù)設(shè)置信息，并將其傳遞給PLC的主程序進(jìn)行處理。在遠(yuǎn)程監(jiān)控試驗(yàn)臺(tái)時(shí)，試驗(yàn)人員可以通過上位機(jī)發(fā)送指令，啟動(dòng)或停止試驗(yàn)，調(diào)整試驗(yàn)參數(shù)等，通信程序確保這些指令能夠準(zhǔn)確無誤地傳輸給PLC。5.3試驗(yàn)臺(tái)軟件設(shè)計(jì)試驗(yàn)臺(tái)軟件系統(tǒng)涵蓋控制程序、數(shù)據(jù)測(cè)試分析程序以及系統(tǒng)間通訊程序等多個(gè)關(guān)鍵部分，各部分緊密協(xié)作，共同保障試驗(yàn)臺(tái)的高效、穩(wěn)定運(yùn)行?？刂瞥绦蜃鳛樵囼?yàn)臺(tái)軟件系統(tǒng)的核心，其主要功能是依據(jù)預(yù)設(shè)的試驗(yàn)方案和實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)，對(duì)試驗(yàn)臺(tái)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、加載系統(tǒng)以及被試部件操作設(shè)備等進(jìn)行精確的實(shí)時(shí)控制，以實(shí)現(xiàn)對(duì)履帶車輛各種行駛工況的精準(zhǔn)模擬。在模擬直線行駛工況時(shí)，控制程序根據(jù)設(shè)定的行駛速度和負(fù)載條件，通過調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩，使試驗(yàn)臺(tái)的運(yùn)行狀態(tài)與實(shí)際直線行駛情況高度契合。當(dāng)設(shè)定直線行駛速度為60km/h，負(fù)載為[X]N時(shí)，控制程序會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩，并根據(jù)預(yù)設(shè)的控制算法對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)整，確保電機(jī)以合適的轉(zhuǎn)速和扭矩輸出，使試驗(yàn)臺(tái)能夠穩(wěn)定地以該速度運(yùn)行，同時(shí)模擬出相應(yīng)的行駛阻力。在模擬轉(zhuǎn)向工況時(shí)，控制程序通過控制兩側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速差，實(shí)現(xiàn)不同半徑的轉(zhuǎn)向模擬。對(duì)于小半徑轉(zhuǎn)向，控制程序會(huì)快速調(diào)整內(nèi)側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使其低于外側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，以產(chǎn)生合適的轉(zhuǎn)速差，實(shí)現(xiàn)小半徑轉(zhuǎn)向操作，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)向過程中的各項(xiàng)參數(shù)，確保轉(zhuǎn)向的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。數(shù)據(jù)測(cè)試分析程序承擔(dān)著數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、處理和分析的重要任務(wù)。在試驗(yàn)過程中，該程序以高速、高精度的方式采集各類傳感器傳來的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，如扭矩、轉(zhuǎn)速、溫度、壓力等，并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理和分析。在采集扭矩?cái)?shù)據(jù)時(shí)，為了提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，程序會(huì)采用數(shù)字濾波算法對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，去除噪聲和干擾。通過對(duì)扭矩和轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)的分析，數(shù)據(jù)測(cè)試分析程序可以計(jì)算出綜合傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)效率；對(duì)溫度數(shù)據(jù)的分析，能夠評(píng)估系統(tǒng)的散熱性能和工作穩(wěn)定性。處理后的數(shù)據(jù)會(huì)以直觀的方式展示在監(jiān)控界面上，方便試驗(yàn)人員實(shí)時(shí)查看試驗(yàn)進(jìn)展和系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí)，這些數(shù)據(jù)還會(huì)被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中，以便后續(xù)的查詢、對(duì)比和深入研究。在對(duì)不同型號(hào)綜合傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行性能對(duì)比時(shí)，可從數(shù)據(jù)庫中調(diào)取相應(yīng)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，為產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)。系統(tǒng)間通訊程序則負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)臺(tái)各系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸和信息交互，確保整個(gè)試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)的協(xié)同工作。它包括PLC與上位機(jī)之間的通訊，以及PLC與其他智能設(shè)備之間的通訊。通過以太網(wǎng)通信，PLC將采集到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸給上位機(jī)，上位機(jī)可以對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、分析和處理，并生成各種報(bào)表和曲線，方便試驗(yàn)人員對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)估和研究。通訊程序還負(fù)責(zé)接收上位機(jī)發(fā)送的控制指令和參數(shù)設(shè)置信息，并將其傳遞給PLC的主程序進(jìn)行處理。在遠(yuǎn)程監(jiān)控試驗(yàn)臺(tái)時(shí)，試驗(yàn)人員可以通過上位機(jī)發(fā)送指令，啟動(dòng)或停止試驗(yàn)，調(diào)整試驗(yàn)參數(shù)等，通訊程序確保這些指令能夠準(zhǔn)確無誤地傳輸給PLC。在PLC與智能傳