这里试图从手艺构成及性能特点等角度对液压传出手艺在工程机械行走驱动系统的成长及其规律进行参议。
2、基于单一手艺的传动编制
工程机械行走系统最初首要采取机械传动和液力机械传动(全液压发掘机除外)编制。此刻,液压和电力传动的传动编制也呈此刻工程机械行走驱动装配中,充分剖清楚了然科学手艺成长对这一范围的巨大年夜催促浸染。
纯机械传动的策划机均匀负荷系数低,是以一般只能进行有级变速,并且布局编制遭到限制。但由于其具有在稳态传动效力高和制造本钱低方面的上风,在调速范围斗劲小的通用客货汽车和对经济性要求尖刻、作业速度恒定的农用拖沓机范围迄今仍然占有着霸主地位。
液力传动用变矩器庖代了机械传动中的聚散器,具有分段无级调速能力。它的突出好处是具有接近于双曲线的输出扭矩-转速特点,共同后置的动力换挡式机械变速器可以或许主动匹配负荷并避免动力传动装配过载。变矩器的功率密度很大年夜而负荷应力却较低,多量生产本钱也不高级特点使它得以遍及利用于大年夜中型铲土运土机械、起重运输机械范围和汽车、坦克等高速车辆中。但其特点匹配及布局编制受限制,变矩范围较小,动力制动能力差,不适适用于要求速度不变的场合。
与机械传动对比。液压传动更轻易实现其行动参数(流量)和动力参数(压力)的节制,而液压传动较之液力传动具有精采的低速负荷特点。由于具有传递效力高,可进行恒功率输出节制,功率把持充分,系统布局简单,输出转速无级调速,可正、反向运转,速度刚性大年夜,动作实现轻易等突出好处,液压传动在工程机械中获得了遍及的利用。几近所有工程机械设备都能见到液压手艺的踪迹,此中很多已成为首要的传动和节制编制。极限负荷调度闭式回路,策划机转速节制的恒压,恒功率组合调度的变量系统开辟,给液压传动利用于工程机械行走系供给了宽广宽大年夜奔放的成长远景。
与纯机械和液力传动对比,液压传动的首要好处是其调度的便捷性和布局的矫捷性,可遵循工程机械的形态和工况的需要,把策划机、驱动轮、工作机构等各部件分袂安插在公道的部位,策划机在任一调剂转速下工作,传动系统都能阐扬出较大年夜的牵引力,并且传动系统在很宽的输出转速范围内仍能保持较高的效力,并能便本地获得各类优化的动力传动特点,以适应各类作业的负荷状况。
在车速较高的行走机械中所采取的带闭式油路的行走液压驱动装配能无级调速,使车辆柔和起步、灵敏变速和无冲击地变换行驶标的目标。对在作业中需要频繁起动和变速、经常穿梭行驶的车辆来讲这一性能十分珍贵。但与开式回路对比,闭式回路的设计、安装调试和保护都有较高的难度和手艺要求。
借助电子手艺与液压手艺的连系,可以很便本地实现对液压系统的各类调度和节制。而计较机节制的引进和各类传感元件的利用,更极大年夜地扩大了液压元件的工作范围。颠末过程传感器监测工程车辆各类状况参数,颠末计较机运算输出节制方针指令,使车辆在全部工作范围内实现主动化节制,机械的燃料经济性、动力性、作业生产率均达到最好值。是以,采取液压传动可使工程机械易于实现智能化、节能化和环保化,而这已成为当前和将来工程机械的成长趋势。
电力传动是由内燃机驱动发电机,产生电能使电动机驱动车辆行走部分行动,颠末过程电子调度系统调度电动机轴的转速和转向,具有凋速范围广,输人元件(发电机)、输出元件(电动机)、及节制装配可分置安装等好处。电力传动最早用于柴油电矫捷船舶和内燃机车范围,后又奉行到大年夜吨位矿用载重汽车和某些大年夜型工程机械上,比来几年来又闪现了柴油电机力传动的叉车和牵引车等中小型起重运输车辆。但基于手艺和经济性等方面的一些启事,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普及,电力传动对大年夜大年夜都行走机械还仅是“将来的手艺”。
3、成长中的复合传出手艺
畴前面的分解可以瞧出,利用于工程机械行走驱动系统中的基于单一手艺的传动编制构成简单、传动靠得住,适用于某些特定的场合和范围。而在大年夜大年夜都的实际利用中,这些传出手艺经常不是孤立存在的,彼此之间都存在着彼此的渗透和连系,如液力、液压和电力的传动装配中都或多或少的包含有机械传动环节,而新型的机械和液力传动装配中也设置了电气和液压节制系统。换句话说,采取有针对性的复合集成的编制,可以充分阐扬各类传动编制各自的上风,取长补短,从而获得最好的综合效益。值得重视的是,兼有调度与布局矫捷性及高功率密度的液压传动装配在此中充当着首要角色。
3.1液压与机械和液力传动的复合
串连编制是最为简单和常见的复合编制,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大年夜调速的高效区,实现分段的无级变速。今朝已遍及用于装载机、连系收获机和某些特种车辆上。对其的成长是将可在行进间变换传动比的动力换挡行星变速器直接安装在驱动轮内,实现了大年夜变速比的轮边液压驱动,因此撤销了驱动桥,更便于布局。
即为凡是所称的“液压机械功率分传播动”,可理解为一种将液压与机械装配“并联”分袂传输功率流的传动系统,也就是是把持多自由度的行星差速器把策划机输出的功率分成液压的和机械的两股“功率流”,借助液压功率流的可控性,使这两股功率流在从头汇应时可无级调度总的输出转速。这类编制将液压传动的无级调速性能好和机械传动的稳态效力高这两方面的好处连系起来,获得一个既有没有级变速性能,又有较高效力和较宽高效区的变速装配。
按其布局,这类复合式传动装配可分为两类:第一类为把持行星齿轮差速器分流的外分流式,此中常见的分传播动机构又可分为输进分流式和输出分流式两种根底情势;第二类为把持液压泵或马达转子与外壳间的差速行动分流的内分流式。
日本小松公司开辟的这类复合编制的液压传动变速器,已利用在装载机、推土机等工程机械上。德国Fendt拖沓机生产的采取Vario型无级变速器设备的农用拖沓机,到2003年总销量超越了30000台。
由此可以瞧出,这类新型的传动装配已日趋成为大年夜中功率液力传动和动力换档变速器的有力竞争者。
对作业速度和非作业状况下转移空驶速度相差差异的专用车辆,采取传统机械变速器用于高速行驶、附加液压传动装配用于低速作业的编制能很好地满足这两种工况的矛盾要求。机械――液压分时驱动的编制在此类车辆上的利用已很遍及,这一手艺也已被利用于飞机除冰车和田间移栽机等需要“爬行速度”的车辆和机具上。
把液压马达直接安装在车轮内的“轮边液压驱动装配”是一种辅助液压驱动装配,可以解决工程机械需要进步牵引性能,但又没法采取全轮驱动编制,难以安插传统的机械传动装配的题目。液压传动的无级调速性能使以分歧编制传动的驱动轮之间能调和同步,这在某种意义上也可视为一种功率分传播动:动力机的功率被分派到几组驱动轮上,经地面耦合后产生催促车辆行动的牵引力。今朝,很多工程机械制造厂商将这一手艺用于具有部分自走驱动能力的,诸如自走式平地机和铲运机如许的工程机械上。
3.2液压与电力传动的复合
由于现代手艺的成长,电子手艺在旗号暗号措置的能力和速度方面占有很大年夜的上风,而液压与电力传动在各自功率元件的特点方面各有所长。是以,除此刻已遍及存在的“电子神经+液压肌肉”这类模式外,二者在功率流的复合传输方面也有很多成功的实例,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,用集成安装的电动泵-液压缸或低速大年夜扭矩液压马达构成的电动液压履行单位,和同化动力财产车辆的驱动系统等。
3.3二次调度静液传动系统
二次调度静液传出手艺是颠末过程对液压元件所进行的调度来实现液压能与机械能彼此转换。一般来讲,它的实现是以压力耦联系统为根基的,在一次元件(泵)及二次元件(马达)间采取定压力偶合编制,依托及时调度马达排量来均衡负荷扭矩。今朝,对二次调度静液传出手艺进行研究的解缆点是对传动过程进行能量的收受领受和能量的从头把持,从宏不美瞧的角度对静液传动整体布局进行公道的设置设备安排和改良其静液传动系统的节制特点。
为了使不具有双向无级变量能力的液压马达和来往交往行动的液压缸也能在二次调度系统的恒压汇集中运行,闪现了把持二次调度手艺的“液压变压器”,它近似于电力变压器用来匹配客户对系统压力和流量的分歧需求,从而实现液压系统的功率匹配。
二次调度静液传动系统与传统静液传动系统对比,其好处是更便于节制,能在四个象限中工作,可在不改变能量情势景象下收受领受能量,进行能量的存储,把持液压蓄能器加快可大年夜大年夜进步加快功率,且系统中无压力峰值,由于一次元件和二次元件分隔安装,可颠末过程一个泵站给多个液压动力元件供给油源,削减了冷却用度,设备的制造本钱降落,系统效力高。
二次调度静液传动与电力传动对比,具有闭环节制动态响应快、功率密度高、重量轻、安装空间小等好处。
由于二次调度静液传动系统具有很多好处,使它在很多范围获得遍及地利用。国外已将其成功利用于造船财产、钢铁财产、大年夜型实验台、车辆传动等范围。奔驰汽车公司已将二次调度手艺利用于无人驾驶运输系统中的行驶驱动。
自2O世纪9O年代以来,工程机械进进了一个新的成长期间,新手艺的遍及利用使得新布局和新产品不竭出现。随着微电子手艺向工程机械的渗透,工程机械日趋向智能化和电机一体化标的目标成长,对工程机械行走驱动装配提出的要求也愈来愈尖刻。比来几年来,液压手艺灵敏成长,液压元件日臻完美,使得液压传动在工程机械传动系统中的利用突飞大进,液压传动所具有的上风也日渐凸现。可以相信,随着液压手艺与微电子手艺、计较机节制手艺和传感手艺的慎密连系,液压传出手艺必将在工程机械行走驱动系统的成长中阐扬出愈来愈首要的浸染。
关键词:液压传出手艺在工程机械行走驱动中的利用先容 |
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