液壓傳動(dòng)技術(shù)在工程機(jī)械行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用與發(fā)展

1、液壓傳動(dòng)技術(shù)在工程機(jī)械行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用與發(fā)展1、概述、概述行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是工程機(jī)械的重要組成部分。與工作系統(tǒng)相比，行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不僅需要傳輸更大的功率，要求器件具有更高的效率和更長(zhǎng)的壽命，還希望在變速調(diào)速、差速、改變輸出軸旋轉(zhuǎn)方向及反向傳輸動(dòng)力等方面具有良好的能力。于是，采用何種傳動(dòng)方式，如何更好地滿(mǎn)足各種工程機(jī)械行走驅(qū)動(dòng)的需要，一直是工程機(jī)械行業(yè)所要面對(duì)的課題。尤其是近年來(lái)，隨著我國(guó)交通、能源等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)程的快速發(fā)展，建筑施工和資

2、源開(kāi)發(fā)規(guī)模不斷擴(kuò)大，工程機(jī)械在市場(chǎng)需求大大增強(qiáng)的同時(shí)，更面臨著作業(yè)環(huán)境更為苛刻、工況條件更為復(fù)雜等所帶來(lái)的挑戰(zhàn)，也進(jìn)一步推動(dòng)著對(duì)其行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的深入研究。這里試圖從技術(shù)構(gòu)成及性能特征等角度對(duì)液壓傳動(dòng)技術(shù)在工程機(jī)械行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展及其規(guī)律進(jìn)行探討。2、基于單一技術(shù)的傳動(dòng)方式、基于單一技術(shù)的傳動(dòng)方式工程機(jī)械行走系統(tǒng)最初主要采用機(jī)械傳動(dòng)和液力機(jī)械傳動(dòng)(全液壓挖掘機(jī)除外)方式?，F(xiàn)在，液壓和電力傳動(dòng)的傳動(dòng)方式也出現(xiàn)在工程機(jī)械行走驅(qū)動(dòng)裝置中，充分

3、表明了科學(xué)技術(shù)發(fā)展對(duì)這一領(lǐng)域的巨大推動(dòng)作用。2.1機(jī)械傳動(dòng)純機(jī)械傳動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)平均負(fù)荷系數(shù)低，因此一般只能進(jìn)行有級(jí)變速，并且布局方式受到限制。但由于其具有在穩(wěn)態(tài)傳動(dòng)效率高和制造成本低方面的優(yōu)勢(shì)，在調(diào)速范圍比較小的通用客貨汽車(chē)和對(duì)經(jīng)濟(jì)性要求苛刻、作業(yè)速度恒定的農(nóng)用拖拉機(jī)領(lǐng)域迄今仍然占據(jù)著霸主地位。2.2液力傳動(dòng)液力傳動(dòng)用變矩器取代了機(jī)械傳動(dòng)中的離合器，具有分段無(wú)級(jí)調(diào)速能力。它的突出優(yōu)點(diǎn)是具有接近于雙曲線(xiàn)的輸出扭矩轉(zhuǎn)速特性，配合后置的動(dòng)力換擋

4、式機(jī)械變速器能夠自動(dòng)匹配負(fù)荷并防止動(dòng)力傳動(dòng)裝置過(guò)載。變矩器的功率密度很大而負(fù)荷應(yīng)力卻較低，大批生產(chǎn)成本也不高等特點(diǎn)使它得以廣泛應(yīng)用于大中型鏟土運(yùn)土機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械領(lǐng)域和汽車(chē)、坦克等高速車(chē)輛中。但其特性匹配及布局方式受限制，變矩范圍較小，動(dòng)力制動(dòng)能力差，不適合用于要求速度穩(wěn)定的場(chǎng)合。2.3液壓傳動(dòng)與機(jī)械傳動(dòng)相比。液壓傳動(dòng)更容易實(shí)現(xiàn)其運(yùn)動(dòng)參數(shù)(流量)和動(dòng)力參數(shù)(壓力)的控制，布局靈活性及高功率密度的液壓傳動(dòng)裝置在其中充當(dāng)著重要角色。3.1

5、液壓與機(jī)械和液力傳動(dòng)的復(fù)合(1)串聯(lián)方式串聯(lián)方式是最為簡(jiǎn)單和常見(jiàn)的復(fù)合方式，是在液壓馬達(dá)或液壓變速器的輸出端和驅(qū)動(dòng)橋之間設(shè)置機(jī)械式變速器以擴(kuò)大調(diào)速的高效區(qū)，實(shí)現(xiàn)分段的無(wú)級(jí)變速。目前已廣泛用于裝載機(jī)、聯(lián)合收獲機(jī)和某些特種車(chē)輛上。對(duì)其的發(fā)展是將可在行進(jìn)間變換傳動(dòng)比的動(dòng)力換擋行星變速器直接安裝在驅(qū)動(dòng)輪內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了大變速比的輪邊液壓驅(qū)動(dòng)，因而取消了驅(qū)動(dòng)橋，更便于布局。(2)并聯(lián)方式即為通常所稱(chēng)的“液壓機(jī)械功率分流傳動(dòng)”，可理解為一種將液壓與機(jī)械裝

6、置“并聯(lián)”分別傳輸功率流的傳動(dòng)系統(tǒng)，也就是是利用多自由度的行星差速器把發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的功率分成液壓的和機(jī)械的兩股“功率流”，借助液壓功率流的可控性，使這兩股功率流在重新匯合時(shí)可無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)總的輸出轉(zhuǎn)速。這種方式將液壓傳動(dòng)的無(wú)級(jí)調(diào)速性能好和機(jī)械傳動(dòng)的穩(wěn)態(tài)效率高這兩方面的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，得到一個(gè)既有無(wú)級(jí)變速性能，又有較高效率和較寬高效區(qū)的變速裝置。按其結(jié)構(gòu)，這種復(fù)合式傳動(dòng)裝置可分為兩類(lèi)：第一類(lèi)為利用行星齒輪差速器分流的外分流式，其中常見(jiàn)的分流傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

7、又可分為輸入分流式和輸出分流式兩種基本形式；第二類(lèi)為利用液壓泵或馬達(dá)轉(zhuǎn)子與外殼間的差速運(yùn)動(dòng)分流的內(nèi)分流式。日本小松公司開(kāi)發(fā)的這種復(fù)合方式的液壓傳動(dòng)變速器，已經(jīng)應(yīng)用在裝載機(jī)、推土機(jī)等工程機(jī)械上。德國(guó)Fendt拖拉機(jī)生產(chǎn)的采用Vario型無(wú)級(jí)變速器裝備的農(nóng)用拖拉機(jī)，到2003年總銷(xiāo)量超過(guò)了30000臺(tái)。由此可以看出，這種新型的傳動(dòng)裝置已日益成為大中功率液力傳動(dòng)和動(dòng)力換檔變速器的有力競(jìng)爭(zhēng)者。(3)分時(shí)方式對(duì)于作業(yè)速度和非作業(yè)狀態(tài)下轉(zhuǎn)移空駛速度