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液压传动技能在工程机械行走驱动中的使用
来源:轴承网 时间:2013-05-13
1、概述
行走驱动体系是工程机械的重要组成有些.与作业体系比较；行走驱动体系不只需要传输更大的功率；需要器材具有更高的功率和更长的寿数；还期望在变速调速、差速、改动输出轴旋转方向及反向传输动力等方面具有杰出的才能.所以；选用何种传动方法；怎么更好地满意各种工程机械行走驱动的需要；一直是工程机械行业所要面临的课题.尤其是这些年；跟着我国交通、动力等根底设施建造进程的疾速开展；修建施工和资源开发规划不断扩展；工程机械在市场需要大大增强的一起；更面临着作业环境更为严苛、工况条件更为杂乱等所带来的应战；也进一步推进着对其行走驱动体系的深入研究.
这里企图从技能构成及功能特征等视点对液压传动技能在工程机械行走驱动体系的开展及其规则进行讨论.
2、根据单一技能的传动方法
工程机械行走体系开始首要选用机械传动和液力机械传动(全液压挖掘机在外)方法.如今；液压和电力传动的传动方法也出如今工程机械行走驱动设备中；充沛表明晰科学技能开展对这一范畴的宏大推进效果.
2。1 机械传动
纯机械传动的发动机均匀负荷系数低；因而一般只能进行有级变速；并且规划方法受到限制.但因为其具有在稳态传动功率高和制作本钱低方面的优势；在调速规模比较小的通用客货汽车和对经济性需要严苛、作业速度稳定的农用拖拉机范畴迄今依然占有着霸主位置.
2。2 液力传动
液力传动用变矩器替代了机械传动中的离合器；具有分段无级调速才能.它的杰出长处是具有接近于双曲线的输出扭矩-转速特性；合作后置的动力换挡式机械变速器能够主动匹配负荷并避免动力传动设备过载.变矩器的功率密度很大而负荷应力却较低；大批出产本钱也不高级特色使它得以广泛使用于大中型铲土运土机械、起重运送机械范畴和汽车、坦克等高速车辆中.但其特性匹配及规划方法受限制；变矩规模较.χ贫芰Σ睿徊皇屎嫌糜谝笏俣任榷ǖ某『.
2。3 液压传动
与机械传动比较.液压传动更简略完成其运动参数(流量)和动力参数(压力)的操控；而液压传动较之液力传动具有杰出的低速负荷特性.因为具有传递功率高；可进行恒功率输出操控；功率使用充沛；体系规划简略；输出转速无级调速；可正、反向作业；速度刚性大；举措完成简略等杰出长处；液压传动在工程机械中得到了广泛的使用.简直一切工程机械配备都能见到液压技能的踪影；其间不少已成为首要的传动和操控方法.极限负荷调理闭式回路；发动机转速操控的恒压；恒功率组合调理的变量体系开发；给液压传动使用于工程机械行走系供给了宽广的开展前景.
与纯机械和液力传动比较；液压传动的首要长处是其调理的快捷性和规划的灵活性；可根据工程机械的形状和工况的需要；把发动机、驱动轮、作业组织等各部件别离安置在合理的部位；发动机在任一调度转速下作业；传动体系都能发挥出较大的牵引力；并且传动体系在很宽的输出转速规模内仍能坚持较高的功率；并能方便地取得各种优化的动力传动特性；以习惯各种作业的负荷状况.在车速较高的行走机械中所选用的带闭式油路的行走液压驱动设备能无级调速；使车辆柔软起步、敏捷变速和无冲击地改换跋涉方向.对在作业中需要频频起动和变速、常常络绎跋涉的车辆来说这一功能十分宝贵.但与开式回路比较；闭式回路的描绘、设备调试以及保护都有较高的难度和技能需要.
凭借电子技能与液压技能的联系；能够很方便地完成对液压体系的各种调理和操控.而计算机操控的引进和各类传感元件的使用；更极大地扩展了液压元件的作业规模.经过传感器监测工程车辆各种状况参数；经过计算机运算输出操控方针指令；使车辆在整个作业规模内完成主动化操控；机器的燃料经济性、动力性、作业出产率均到达最佳值.因而；选用液压传动可使工程机械易于完成智能化、节能化和环保；而这已成为当时和将来工程机械的开展趋势.
2。4 电力传动
电力传动是由内燃机驱动发电机；发生电能使电动机驱动车辆行走有些运动；经过电子调理体系调理电动机轴的转速和转向；具有凋速规模广；输人元件(发电机)、输出元件(电动机)、及操控设备可分置设备等长处.电力传动最早用于柴油机电动船只和内燃机车范畴；后又推行到大吨位矿用载重汽车和某些大型工程机械上；这些年又呈现了柴油机电力传动的叉车和牵引车等中小型起重运送车辆.但根据技能和经济性等方面的一些缘由；适用于行走机械的功率电元件还远没有像固定设备用的那样遍及；电力传动关于大多数行走机械还仅是“将来的技能”.
3、开展中的复合传动技能
早年面的剖析能够看出；使用于工程机械行走驱动体系中的根据单一技能的传动方法构成简略、传动牢靠；适用于某些特定的场合和范畴.而在大多数的实践使用中；这些传动技能往往不是孤立存在的；彼此之间都存在着彼此的浸透和联系；如液力、液压和电力的传动设备中都或多或少的包括有机械传动环节；而新式的机械和液力传动设备中也设置了电气和液压操控体系.换句话说；选用有针对性的复合集成的方法；能够充沛发挥各种传动方法各自的优势；取长补短；然后取得最佳的归纳效益.值得注意的是；兼有调理与规划灵活性及高功率密度的液压传动设备在其间充任侧重要人物.
3。1 液压与机械和液力传动的复合
(1) 串联方法
串联方法是最为简略和常见的复合方法；是在液压马达或液压变速器的输出端和驱动桥之间设置机械式变速器以扩展调速的高效区；完成分段的无级变速.当前已广泛用于装载机、联合收成机和某些特种车辆上.对其的开展是将可在跋涉间改换传动比的动力换挡行星变速器直接设备在驱动轮内；完成了大变速比的轮边液压驱动；因而取消了驱动桥；更便于规划.
(2) 并联方法
即为一般所称的“液压机械功率分流传动”；可理解为一种将液压与机械设备“并联”别离传输功率流的传动体系；也就是是使用多自由度的行星差速器把发动机输出的功率分红液压的和机械的两股“功率流”；凭借液压功率流的可控性；使这两股功率流在从头汇合时可无级调理总的输出转速.这种方法将液压传动的无级调速功能好和机械传动的稳态功率高这两方面的长处联系起来；得到一个既有无级变速功能；又有较高功率和较宽高效区的变速设备.
按其规划；这种复合式传动设备可分为两类:第一类为使用行星齿轮差速器分流的外分流式；其间常见的分流传动组织又可分为输入分流式和输出分流式两种基本方式;第二类为使用液压泵或马达转子与外壳间的差速运动分流的内分流式.
日本小松公司开发的这种复合方法的液压传动变速器；现已使用在装载机、推土机等工程机械上.德国Fendt拖拉机出产的选用Vario型无级变速器配备的农用拖拉机；到2003年总销量超过了30000台.
由此能够看出；这种新式的传动设备已日益成为大中功率液力传动和动力换档变速器的有力竞争者.
(3) 分时方法
关于作业速度和非作业状况下搬运空驶速度相差悬殊的专用车辆；选用传统机械变速器用于高速跋涉、附加液压传动设备用于低速作业的方法能很好地满意这两种工况的对立需要.机械 液压分时驱动的方法在此类车辆上的使用已很遍及；这一技能也已被使用于飞机除冰车和田间移栽机等需要“匍匐速度”的车辆和机具上.
(4) 分位方法
把液压马达直接设备在车轮内的“轮边液压驱动设备”是一种辅佐液压驱动设备；能够处置工程机械需要进步牵引功能；但又无法选用全轮驱动方法；难以安置传统的机械传动设备的难题.液压传动的无级调速功能使以不一样方法传动的驱动轮之间能和谐同步；这在某种意义上也可视为一种功率分流传动:动力机的功率被分配到几组驱动轮上；经地上耦合后发生推进车辆运动的牵引力.当前；许多工程机械制作厂商将这一技能用于具有有些自走驱动才能的；比如自走式平地机和铲运机这样的工程机械上.
3。2 液压与电力传动的复合
因为现代技能的开展；电子技能在信号处置的才能和速度方面占有很大的优势；而液压与电力传动在各自功率元件的特性方面各有所长.因而；除了如今已遍及存在的“电子神经+液压肌肉”这种方式外；两者在功率流的复合传输方面也有许多成功的实例；如:由变频或直流调速电机和高效、低脉动的定量液压泵构成的可变流量液压油源；用集成设备的电动泵-液压缸或低速大扭矩液压马达构成的电动液压履行单元；以及混合动力工业车辆的驱动体系等.
3。3 二次调理静液传动体系
二次调理静液传动技能是经过对液压元件所进行的调理来完成液压能与机械能相互变换.一般来说；它的完成是以压力耦联体系为根底的；在一次元件(泵)及二次元件(马达)间选用定压力巧合方法；依托实时调理马达排量来平衡负荷扭矩.当前；对二次调理静液传动技能进行研究的起点是对传动进程进行能量的收回和能量的从头使用；从微观的视点对静液传动整体规划进行合理的装备以及改进其静液传动体系的操控特性.
为了使不具备双向无级变量才能的液压马达和往复运动的液压缸也能在二次调理体系的恒压网络中运转；呈现了使用二次调理技能的“液压变压器”；它类似于电力变压器用来匹配用户对体系压力和流量的不一样需要；然后完成液压体系的功率匹配.
二次调理静液传动体系与传统静液传动体系比较；其长处是更便于操控；能在四个象限中作业；可在不转变能量方式情况下收回能量；进行能量的存储；使用液压蓄能器加快可大大进步加快功率；且体系中无压力峰值；因为一次元件和二次元件分隔设备；可经过一个泵站给多个液压动力元件供给油源；减少了冷却费用；设备的制作本钱下降；体系功率高.
二次调理静液传动与电力传动比较；具有闭环操控动态呼应快、功率密度高、重量轻、设备空间小等长处.
因为二次调理静液传动体系具有许多长处；使它在许多范畴得到广泛地使用.国外已将其成功使用于造船工业、钢铁工业、大型试验台、车辆传动等范畴.奔跑汽车公司已将二次调理技能使用于无人驾驶运送体系中的跋涉驱动.
4、结束语
自2O世纪9O时代以来；工程机械进入了一个新的开展时期；新技能的广泛使用使得新规划和新产品不断涌现.跟着微电子技能向工程机械的浸透；工程机械日益向智能化和机电一体化方向开展；对工程机械行走驱动设备提出的需要也越来越严苛.这些年；液压技能敏捷开展；液压元件日臻完善；使得液压传动在工程机械传动体系中的使用日新月异；液压传动所具有的优势也日渐凸现.能够信任；跟着液压技能与微电子技能、计算机操控技能以及传感技能的紧密联系；液压传动技能必将在工程机械行走驱动体系的开展中发挥出越来越重要的效果.
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