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液壓傳動技能在工程機械行走驅動中的使用
來源:軸承網 時間:2013-05-13
1、概述
行走驅動體系是工程機械的重要組成有些.與作業體系比較；行走驅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；還期望在變速調速、差速、改動輸出軸旋轉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動的需要；一直是工程機械行業所要面臨的課題.尤其是這些年；跟著我國交通、動力等根底設施建造進程的疾速開展；修建施工和資源開發規劃不斷擴展；工程機械在市場需要大大增強的一起；更面臨著作業環境更為嚴苛、工況條件更為雜亂等所帶來的應戰；也進一步推進著對其行走驅動體系的深入研究.
這里企圖從技能構成及功能特征等視點對液壓傳動技能在工程機械行走驅動體系的開展及其規則進行討論.
2、根據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動設備中；充沛表明晰科學技能開展對這一范疇的宏大推進效果.
2。1 機械傳動
純機械傳動的發動機均勻負荷系數低；因而一般只能進行有級變速；并且規劃方法受到限制.但因為其具有在穩態傳動功率高和制作本錢低方面的優勢；在調速規模比較小的通用客貨汽車和對經濟性需要嚴苛、作業速度穩定的農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；具有分段無級調速才能.它的杰出長處是具有接近于雙曲線的輸出扭矩-轉速特性；合作后置的動力換擋式機械變速器能夠主動匹配負荷并避免動力傳動設備過載.變矩器的功率密度很大而負荷應力卻較低；大批出產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.但其特性匹配及規劃方法受限制；變矩規模較.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(流量)和動力參數(壓力)的操控；而液壓傳動較之液力傳動具有杰出的低速負荷特性.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；體系規劃簡略；輸出轉速無級調速；可正、反向作業；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.極限負荷調理閉式回路；發動機轉速操控的恒壓；恒功率組合調理的變量體系開發；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理的快捷性和規劃的靈活性；可根據工程機械的形狀和工況的需要；把發動機、驅動輪、作業組織等各部件別離安置在合理的部位；發動機在任一調度轉速下作業；傳動體系都能發揮出較大的牽引力；并且傳動體系在很寬的輸出轉速規模內仍能堅持較高的功率；并能方便地取得各種優化的動力傳動特性；以習慣各種作業的負荷狀況.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動設備能無級調速；使車輛柔軟起步、敏捷變速和無沖擊地改換跋涉方向.對在作業中需要頻頻起動和變速、常常絡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、設備調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系；能夠很方便地完成對液壓體系的各種調理和操控.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規模.經過傳感器監測工程車輛各種狀況參數；經過計算機運算輸出操控方針指令；使車輛在整個作業規模內完成主動化操控；機器的燃料經濟性、動力性、作業出產率均到達最佳值.因而；選用液壓傳動可使工程機械易于完成智能化、節能化和環保；而這已成為當時和將來工程機械的開展趨勢.
2。4 電力傳動
電力傳動是由內燃機驅動發電機；發生電能使電動機驅動車輛行走有些運動；經過電子調理體系調理電動機軸的轉速和轉向；具有凋速規模廣；輸人元件(發電機)、輸出元件(電動機)、及操控設備可分置設備等長處.電力傳動最早用于柴油機電動船只和內燃機車范疇；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.但根據技能和經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沒有像固定設備用的那樣遍及；電力傳動關于大多數行走機械還僅是“將來的技能”.
3、開展中的復合傳動技能
早年面的剖析能夠看出；使用于工程機械行走驅動體系中的根據單一技能的傳動方法構成簡略、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系；如液力、液壓和電力的傳動設備中都或多或少的包括有機械傳動環節；而新式的機械和液力傳動設備中也設置了電氣和液壓操控體系.換句話說；選用有針對性的復合集成的方法；能夠充沛發揮各種傳動方法各自的優勢；取長補短；然后取得最佳的歸納效益.值得注意的是；兼有調理與規劃靈活性及高功率密度的液壓傳動設備在其間充任側重要人物.
3。1 液壓與機械和液力傳動的復合
(1) 串聯方法
串聯方法是最為簡略和常見的復合方法；是在液壓馬達或液壓變速器的輸出端和驅動橋之間設置機械式變速器以擴展調速的高效區；完成分段的無級變速.當前已廣泛用于裝載機、聯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備在驅動輪內；完成了大變速比的輪邊液壓驅動；因而取消了驅動橋；更便于規劃.
(2) 并聯方法
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備“并聯”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理總的輸出轉速.這種方法將液壓傳動的無級調速功能好和機械傳動的穩態功率高這兩方面的長處聯系起來；得到一個既有無級變速功能；又有較高功率和較寬高效區的變速設備.
按其規劃；這種復合式傳動設備可分為兩類: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子與外殼間的差速運動分流的內分流式.
日本小松公司開發的這種復合方法的液壓傳動變速器；現已使用在裝載機、推土機等工程機械上.德國Fendt拖拉機出產的選用Vario型無級變速器配備的農用拖拉機；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
關于作業速度和非作業狀況下搬運空駛速度相差懸殊的專用車輛；選用傳統機械變速器用于高速跋涉、附加液壓傳動設備用于低速作業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
把液壓馬達直接設備在車輪內的“輪邊液壓驅動設備”是一種輔佐液壓驅動設備；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動方法；難以安置傳統的機械傳動設備的難題.液壓傳動的無級調速功能使以不一樣方法傳動的驅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動輪上；經地上耦合后發生推進車輛運動的牽引力.當前；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合
因為現代技能的開展；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+液壓肌肉”這種方式外；兩者在功率流的復合傳輸方面也有許多成功的實例；如:由變頻或直流調速電機和高效、低脈動的定量液壓泵構成的可變流量液壓油源；用集成設備的電動泵-液壓缸或低速大扭矩液壓馬達構成的電動液壓履行單元；以及混合動力工業車輛的驅動體系等.
3。3 二次調理靜液傳動體系
二次調理靜液傳動技能是經過對液壓元件所進行的調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；依托實時調理馬達排量來平衡負荷扭矩.當前；對二次調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運動的液壓缸也能在二次調理體系的恒壓網絡中運轉；呈現了使用二次調理技能的“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.
二次調理靜液傳動體系與傳統靜液傳動體系比較；其長處是更便于操控；能在四個象限中作業；可在不轉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備；可經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；設備的制作本錢下降；體系功率高.
二次調理靜液傳動與電力傳動比較；具有閉環操控動態呼應快、功率密度高、重量輕、設備空間小等長處.
因為二次調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、鋼鐵工業、大型試驗臺、車輛傳動等范疇.奔跑汽車公司已將二次調理技能使用于無人駕駛運送體系中的跋涉驅動.
4、結束語
自2O世紀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劃和新產品不斷涌現.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；對工程機械行走驅動設備提出的需要也越來越嚴苛.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勢也日漸凸現.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系；液壓傳動技能必將在工程機械行走驅動體系的開展中發揮出越來越重要的效果.
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