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液壓傳動技能在工程機械行走驅(qū)動中的使用
來源:軸承網(wǎng) 時間:2013-05-13
1、概述
行走驅(qū)動體系是工程機械的重要組成有些.與作業(yè)體系比較；行走驅(qū)動體系不只需要傳輸更大的功率；需要器材具有更高的功率和更長的壽數(shù)；還期望在變速調(diào)速、差速、改動輸出軸旋轉(zhuǎn)方向及反向傳輸動力等方面具有杰出的才能.所以；選用何種傳動方法；怎么更好地滿意各種工程機械行走驅(qū)動的需要；一直是工程機械行業(yè)所要面臨的課題.尤其是這些年；跟著我國交通、動力等根底設(shè)施建造進程的疾速開展；修建施工和資源開發(fā)規(guī)劃不斷擴展；工程機械在市場需要大大增強的一起；更面臨著作業(yè)環(huán)境更為嚴(yán)苛、工況條件更為雜亂等所帶來的應(yīng)戰(zhàn)；也進一步推進著對其行走驅(qū)動體系的深入研究.
這里企圖從技能構(gòu)成及功能特征等視點對液壓傳動技能在工程機械行走驅(qū)動體系的開展及其規(guī)則進行討論.
2、根據(jù)單一技能的傳動方法
工程機械行走體系開始首要選用機械傳動和液力機械傳動(全液壓挖掘機在外)方法.如今；液壓和電力傳動的傳動方法也出如今工程機械行走驅(qū)動設(shè)備中；充沛表明晰科學(xué)技能開展對這一范疇的宏大推進效果.
2。1 機械傳動
純機械傳動的發(fā)動機均勻負(fù)荷系數(shù)低；因而一般只能進行有級變速；并且規(guī)劃方法受到限制.但因為其具有在穩(wěn)態(tài)傳動功率高和制作本錢低方面的優(yōu)勢；在調(diào)速規(guī)模比較小的通用客貨汽車和對經(jīng)濟性需要嚴(yán)苛、作業(yè)速度穩(wěn)定的農(nóng)用拖拉機范疇迄今依然占有著霸主位置.
2。2 液力傳動
液力傳動用變矩器替代了機械傳動中的離合器；具有分段無級調(diào)速才能.它的杰出長處是具有接近于雙曲線的輸出扭矩-轉(zhuǎn)速特性；合作后置的動力換擋式機械變速器能夠主動匹配負(fù)荷并避免動力傳動設(shè)備過載.變矩器的功率密度很大而負(fù)荷應(yīng)力卻較低；大批出產(chǎn)本錢也不高級特色使它得以廣泛使用于大中型鏟土運土機械、起重運送機械范疇和汽車、坦克等高速車輛中.但其特性匹配及規(guī)劃方法受限制；變矩規(guī)模較.χ貧芰Σ睿徊皇屎嫌糜諞笏俁任榷ǖ某『.
2。3 液壓傳動
與機械傳動比較.液壓傳動更簡略完成其運動參數(shù)(流量)和動力參數(shù)(壓力)的操控；而液壓傳動較之液力傳動具有杰出的低速負(fù)荷特性.因為具有傳遞功率高；可進行恒功率輸出操控；功率使用充沛；體系規(guī)劃簡略；輸出轉(zhuǎn)速無級調(diào)速；可正、反向作業(yè)；速度剛性大；舉措完成簡略等杰出長處；液壓傳動在工程機械中得到了廣泛的使用.簡直一切工程機械配備都能見到液壓技能的蹤影；其間不少已成為首要的傳動和操控方法.極限負(fù)荷調(diào)理閉式回路；發(fā)動機轉(zhuǎn)速操控的恒壓；恒功率組合調(diào)理的變量體系開發(fā)；給液壓傳動使用于工程機械行走系供給了寬廣的開展前景.
與純機械和液力傳動比較；液壓傳動的首要長處是其調(diào)理的快捷性和規(guī)劃的靈活性；可根據(jù)工程機械的形狀和工況的需要；把發(fā)動機、驅(qū)動輪、作業(yè)組織等各部件別離安置在合理的部位；發(fā)動機在任一調(diào)度轉(zhuǎn)速下作業(yè)；傳動體系都能發(fā)揮出較大的牽引力；并且傳動體系在很寬的輸出轉(zhuǎn)速規(guī)模內(nèi)仍能堅持較高的功率；并能方便地取得各種優(yōu)化的動力傳動特性；以習(xí)慣各種作業(yè)的負(fù)荷狀況.在車速較高的行走機械中所選用的帶閉式油路的行走液壓驅(qū)動設(shè)備能無級調(diào)速；使車輛柔軟起步、敏捷變速和無沖擊地改換跋涉方向.對在作業(yè)中需要頻頻起動和變速、常常絡(luò)繹跋涉的車輛來說這一功能十分寶貴.但與開式回路比較；閉式回路的描繪、設(shè)備調(diào)試以及保護都有較高的難度和技能需要.
憑借電子技能與液壓技能的聯(lián)系；能夠很方便地完成對液壓體系的各種調(diào)理和操控.而計算機操控的引進和各類傳感元件的使用；更極大地擴展了液壓元件的作業(yè)規(guī)模.經(jīng)過傳感器監(jiān)測工程車輛各種狀況參數(shù)；經(jīng)過計算機運算輸出操控方針指令；使車輛在整個作業(yè)規(guī)模內(nèi)完成主動化操控；機器的燃料經(jīng)濟性、動力性、作業(yè)出產(chǎn)率均到達最佳值.因而；選用液壓傳動可使工程機械易于完成智能化、節(jié)能化和環(huán)保；而這已成為當(dāng)時和將來工程機械的開展趨勢.
2。4 電力傳動
電力傳動是由內(nèi)燃機驅(qū)動發(fā)電機；發(fā)生電能使電動機驅(qū)動車輛行走有些運動；經(jīng)過電子調(diào)理體系調(diào)理電動機軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向；具有凋速規(guī)模廣；輸人元件(發(fā)電機)、輸出元件(電動機)、及操控設(shè)備可分置設(shè)備等長處.電力傳動最早用于柴油機電動船只和內(nèi)燃機車范疇；后又推行到大噸位礦用載重汽車和某些大型工程機械上；這些年又呈現(xiàn)了柴油機電力傳動的叉車和牽引車等中小型起重運送車輛.但根據(jù)技能和經(jīng)濟性等方面的一些緣由；適用于行走機械的功率電元件還遠(yuǎn)沒有像固定設(shè)備用的那樣遍及；電力傳動關(guān)于大多數(shù)行走機械還僅是“將來的技能”.
3、開展中的復(fù)合傳動技能
早年面的剖析能夠看出；使用于工程機械行走驅(qū)動體系中的根據(jù)單一技能的傳動方法構(gòu)成簡略、傳動牢靠；適用于某些特定的場合和范疇.而在大多數(shù)的實踐使用中；這些傳動技能往往不是孤立存在的；彼此之間都存在著彼此的浸透和聯(lián)系；如液力、液壓和電力的傳動設(shè)備中都或多或少的包括有機械傳動環(huán)節(jié)；而新式的機械和液力傳動設(shè)備中也設(shè)置了電氣和液壓操控體系.換句話說；選用有針對性的復(fù)合集成的方法；能夠充沛發(fā)揮各種傳動方法各自的優(yōu)勢；取長補短；然后取得最佳的歸納效益.值得注意的是；兼有調(diào)理與規(guī)劃靈活性及高功率密度的液壓傳動設(shè)備在其間充任側(cè)重要人物.
3。1 液壓與機械和液力傳動的復(fù)合
(1) 串聯(lián)方法
串聯(lián)方法是最為簡略和常見的復(fù)合方法；是在液壓馬達或液壓變速器的輸出端和驅(qū)動橋之間設(shè)置機械式變速器以擴展調(diào)速的高效區(qū)；完成分段的無級變速.當(dāng)前已廣泛用于裝載機、聯(lián)合收成機和某些特種車輛上.對其的開展是將可在跋涉間改換傳動比的動力換擋行星變速器直接設(shè)備在驅(qū)動輪內(nèi)；完成了大變速比的輪邊液壓驅(qū)動；因而取消了驅(qū)動橋；更便于規(guī)劃.
(2) 并聯(lián)方法
即為一般所稱的“液壓機械功率分流傳動”；可理解為一種將液壓與機械設(shè)備“并聯(lián)”別離傳輸功率流的傳動體系；也就是是使用多自由度的行星差速器把發(fā)動機輸出的功率分紅液壓的和機械的兩股“功率流”；憑借液壓功率流的可控性；使這兩股功率流在從頭匯合時可無級調(diào)理總的輸出轉(zhuǎn)速.這種方法將液壓傳動的無級調(diào)速功能好和機械傳動的穩(wěn)態(tài)功率高這兩方面的長處聯(lián)系起來；得到一個既有無級變速功能；又有較高功率和較寬高效區(qū)的變速設(shè)備.
按其規(guī)劃；這種復(fù)合式傳動設(shè)備可分為兩類:第一類為使用行星齒輪差速器分流的外分流式；其間常見的分流傳動組織又可分為輸入分流式和輸出分流式兩種基本方式;第二類為使用液壓泵或馬達轉(zhuǎn)子與外殼間的差速運動分流的內(nèi)分流式.
日本小松公司開發(fā)的這種復(fù)合方法的液壓傳動變速器；現(xiàn)已使用在裝載機、推土機等工程機械上.德國Fendt拖拉機出產(chǎn)的選用Vario型無級變速器配備的農(nóng)用拖拉機；到2003年總銷量超過了30000臺.
由此能夠看出；這種新式的傳動設(shè)備已日益成為大中功率液力傳動和動力換檔變速器的有力競爭者.
(3) 分時方法
關(guān)于作業(yè)速度和非作業(yè)狀況下搬運空駛速度相差懸殊的專用車輛；選用傳統(tǒng)機械變速器用于高速跋涉、附加液壓傳動設(shè)備用于低速作業(yè)的方法能很好地滿意這兩種工況的對立需要.機械 液壓分時驅(qū)動的方法在此類車輛上的使用已很遍及；這一技能也已被使用于飛機除冰車和田間移栽機等需要“匍匐速度”的車輛和機具上.
(4) 分位方法
把液壓馬達直接設(shè)備在車輪內(nèi)的“輪邊液壓驅(qū)動設(shè)備”是一種輔佐液壓驅(qū)動設(shè)備；能夠處置工程機械需要進步牽引功能；但又無法選用全輪驅(qū)動方法；難以安置傳統(tǒng)的機械傳動設(shè)備的難題.液壓傳動的無級調(diào)速功能使以不一樣方法傳動的驅(qū)動輪之間能和諧同步；這在某種意義上也可視為一種功率分流傳動:動力機的功率被分配到幾組驅(qū)動輪上；經(jīng)地上耦合后發(fā)生推進車輛運動的牽引力.當(dāng)前；許多工程機械制作廠商將這一技能用于具有有些自走驅(qū)動才能的；比如自走式平地機和鏟運機這樣的工程機械上.
3。2 液壓與電力傳動的復(fù)合
因為現(xiàn)代技能的開展；電子技能在信號處置的才能和速度方面占有很大的優(yōu)勢；而液壓與電力傳動在各自功率元件的特性方面各有所長.因而；除了如今已遍及存在的“電子神經(jīng)+液壓肌肉”這種方式外；兩者在功率流的復(fù)合傳輸方面也有許多成功的實例；如:由變頻或直流調(diào)速電機和高效、低脈動的定量液壓泵構(gòu)成的可變流量液壓油源；用集成設(shè)備的電動泵-液壓缸或低速大扭矩液壓馬達構(gòu)成的電動液壓履行單元；以及混合動力工業(yè)車輛的驅(qū)動體系等.
3。3 二次調(diào)理靜液傳動體系
二次調(diào)理靜液傳動技能是經(jīng)過對液壓元件所進行的調(diào)理來完成液壓能與機械能相互變換.一般來說；它的完成是以壓力耦聯(lián)體系為根底的；在一次元件(泵)及二次元件(馬達)間選用定壓力巧合方法；依托實時調(diào)理馬達排量來平衡負(fù)荷扭矩.當(dāng)前；對二次調(diào)理靜液傳動技能進行研究的起點是對傳動進程進行能量的收回和能量的從頭使用；從微觀的視點對靜液傳動整體規(guī)劃進行合理的裝備以及改進其靜液傳動體系的操控特性.
為了使不具備雙向無級變量才能的液壓馬達和往復(fù)運動的液壓缸也能在二次調(diào)理體系的恒壓網(wǎng)絡(luò)中運轉(zhuǎn)；呈現(xiàn)了使用二次調(diào)理技能的“液壓變壓器”；它類似于電力變壓器用來匹配用戶對體系壓力和流量的不一樣需要；然后完成液壓體系的功率匹配.
二次調(diào)理靜液傳動體系與傳統(tǒng)靜液傳動體系比較；其長處是更便于操控；能在四個象限中作業(yè)；可在不轉(zhuǎn)變能量方式情況下收回能量；進行能量的存儲；使用液壓蓄能器加快可大大進步加快功率；且體系中無壓力峰值；因為一次元件和二次元件分隔設(shè)備；可經(jīng)過一個泵站給多個液壓動力元件供給油源；減少了冷卻費用；設(shè)備的制作本錢下降；體系功率高.
二次調(diào)理靜液傳動與電力傳動比較；具有閉環(huán)操控動態(tài)呼應(yīng)快、功率密度高、重量輕、設(shè)備空間小等長處.
因為二次調(diào)理靜液傳動體系具有許多長處；使它在許多范疇得到廣泛地使用.國外已將其成功使用于造船工業(yè)、鋼鐵工業(yè)、大型試驗臺、車輛傳動等范疇.奔跑汽車公司已將二次調(diào)理技能使用于無人駕駛運送體系中的跋涉驅(qū)動.
4、結(jié)束語
自2O世紀(jì)9O時代以來；工程機械進入了一個新的開展時期；新技能的廣泛使用使得新規(guī)劃和新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn).跟著微電子技能向工程機械的浸透；工程機械日益向智能化和機電一體化方向開展；對工程機械行走驅(qū)動設(shè)備提出的需要也越來越嚴(yán)苛.這些年；液壓技能敏捷開展；液壓元件日臻完善；使得液壓傳動在工程機械傳動體系中的使用日新月異；液壓傳動所具有的優(yōu)勢也日漸凸現(xiàn).能夠信任；跟著液壓技能與微電子技能、計算機操控技能以及傳感技能的緊密聯(lián)系；液壓傳動技能必將在工程機械行走驅(qū)動體系的開展中發(fā)揮出越來越重要的效果.
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