工程機(jī)械中靜壓傳動(dòng)系統(tǒng)形式及調(diào)節(jié)原理

1、工程機(jī)械中靜壓傳動(dòng)系統(tǒng)形式及調(diào)節(jié)原理工程機(jī)械的動(dòng)力一般為柴油機(jī)，其輸出扭矩基本是恒定的，扭矩曲線不是理想的牽引力雙曲線，如圖1(a)，當(dāng)扭矩超過最大值時(shí)柴油機(jī)會熄火。而一個(gè)理想的能量傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)能在整個(gè)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)提供不變的功率(恒功率)，即速度增大時(shí)扭矩減小，反之亦然。為改善柴油機(jī)的外工作特性，須增加其它傳動(dòng)控制裝置，如:機(jī)械傳動(dòng)、液力傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)及其組合形式。對齒輪式機(jī)械傳動(dòng)，系統(tǒng)換檔的特性如圖1(b)中虛線所示，它與理想的曲線差別很大。對液力傳動(dòng)系統(tǒng)、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)通過設(shè)計(jì)可獲得接近理想的牽引力雙曲線，如圖1(b)中理想扭矩、功率特性曲線。靜液壓傳動(dòng)在低速區(qū)域可獲得確定的扭矩，如圖1(c)中

2、的曲線l、2，而液力傳動(dòng)的扭矩隨速度的增加而減少，只要一開始工作驅(qū)動(dòng)力會急劇下降，如圖1(c)中曲線王4。因此，目前工程機(jī)械中除了工作裝置、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)系統(tǒng)采用液壓傳動(dòng)外，在行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中也廣泛采用靜液壓傳動(dòng)作為傳動(dòng)裝置，它不僅可實(shí)現(xiàn)車輛行走機(jī)構(gòu)無級調(diào)速，而且是實(shí)現(xiàn)機(jī)、電、液一體化的操縱與控制的保證，所以全液壓技術(shù)是工程機(jī)械的一個(gè)重要發(fā)展方向。    起動(dòng)力矩大，當(dāng)車輛在行駛中作業(yè)時(shí)，要求有低速大扭矩的特性，低速大扭矩馬達(dá)可實(shí)現(xiàn)低速運(yùn)行，雖然此時(shí)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速降低，但液壓系統(tǒng)壓力不變，牽引力不會下降。低速傳動(dòng)效率比液力傳動(dòng)高，高速傳動(dòng)時(shí)效率低于液力傳動(dòng)，一般工程機(jī)械以低

3、速的加減速為主，所以高效率區(qū)范圍大。對液壓傳動(dòng)本身，與齒輪傳動(dòng)和液力傳動(dòng)相比，對單一的傳動(dòng)裝置液壓傳動(dòng)效率低。對需要變速的整機(jī)來說，效率是隨工況而變化的，如變量泵+定量馬達(dá)最高效率在高速區(qū)段，變量泵十變量馬達(dá)最高效率在中速區(qū)段。當(dāng)液壓傳動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié)均可調(diào)時(shí)，可使整個(gè)效率匹配在最佳點(diǎn)上，并將常用轉(zhuǎn)速調(diào)到低油耗處，節(jié)油效果明顯。作業(yè)過程中液壓傳動(dòng)總是恒功率輸出(發(fā)動(dòng)機(jī)始終在額定工況下工作)。為了實(shí)現(xiàn)對功率分流的合理匹配，普遍采用變量泵加控制調(diào)液壓系統(tǒng)來滿足工程機(jī)械對功率分流的要求。而控制調(diào)節(jié)的實(shí)現(xiàn)方法有DA(速度敏感控制)、DG(方向操作液壓控制)、DR(恒壓調(diào)節(jié))、ED(電液比例調(diào)節(jié))、HD(液

4、壓調(diào)節(jié))注IW(機(jī)械伺服液壓控制)、服(恒功率調(diào)節(jié))、玲(負(fù)荷傳感控制)以及FzA、巧G、G比(電子控制)等。    制動(dòng)系統(tǒng)也由行駛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，且系統(tǒng)轉(zhuǎn)向迅速，車速控制精確，操作省力、舒適。液壓制動(dòng)操作方便，且制動(dòng)時(shí)有功率回收效果，燃油經(jīng)濟(jì)性好。某些機(jī)型由于省去變速箱或差速器、傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)橋以及輪邊減速器等，發(fā)動(dòng)機(jī)可任意布置，降低車輛重心，增加車輛的穩(wěn)定性，提高車輛設(shè)計(jì)的靈活性。操作方便、簡捷、靈敏、準(zhǔn)確?？山柚簤涸透鞣N回路實(shí)現(xiàn)液壓反饋，對第1期羅艷蕾:工程機(jī)械中靜壓傳動(dòng)系統(tǒng)形式及調(diào)節(jié)原理傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行液壓控制，利用電控和微機(jī)易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。靜壓傳動(dòng)系統(tǒng)

5、的優(yōu)勢眾所周知，傳動(dòng)系統(tǒng)是影響一輛汽車行駛性能好壞的關(guān)鍵的組件之一，對叉車而言更是如此。因?yàn)橛猛竞凸r的不同，叉車的行駛工況更復(fù)雜，需要頻繁地完成起動(dòng)、停止、換向等動(dòng)作，這對叉車的傳動(dòng)系統(tǒng)提出了很高的要求。叉車的傳動(dòng)系統(tǒng)性能和叉車加速快慢、易操作與否、爬坡性能如何、油耗經(jīng)濟(jì)性、可靠性、安全保障等息息相關(guān)，而這些因素將進(jìn)而影響到每個(gè)貨物托盤作業(yè)速度和作業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)傳動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)問題，叉車就不得不“罷工”， 所以每個(gè)客戶無不希望自己的叉車就像“鐵牛”或“永動(dòng)機(jī)”一樣，一輩子不出問題，具有高可靠性和低故障率。林德憑著獨(dú)有的靜壓傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)越性能為客戶叉車的傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了這個(gè)“不可能”的可能

6、。為什么林德的靜壓傳動(dòng)系統(tǒng)能夠長時(shí)間工作而不出現(xiàn)問題并確保幾乎沒有機(jī)械磨損呢？這得從了解林德靜壓傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、原理開始。林德靜壓傳動(dòng)系統(tǒng)由一個(gè)柱塞變量泵和兩個(gè)柱塞馬達(dá)組成，發(fā)動(dòng)機(jī)把扭矩傳遞給柱塞變量泵，柱塞泵再把壓力能傳遞給柱塞馬達(dá)，最后由馬達(dá)傳遞給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（車輪）?？梢钥闯觯煤椭R達(dá)是傳動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，它們決定了傳動(dòng)系統(tǒng)的效率、性能和壽命。再來看一下靜壓傳動(dòng)系統(tǒng)是如何實(shí)現(xiàn)幾乎無機(jī)械磨損工作的。靜壓傳動(dòng)系統(tǒng)的所有部件處于一個(gè)封閉的油路中，工作時(shí)內(nèi)部的壓力高達(dá)380430bar（bar=1.02kg/cm2），由于采用了獨(dú)特的設(shè)計(jì)方式和高水平的制造工藝，柱塞泵和柱塞馬達(dá)有機(jī)械連接的地

7、方，在高壓油的作用下，可在表面形成一層約幾個(gè)微米的高壓油膜，這層油膜避免了球頭和球塞、柱塞和柱塞孔等元件之間的機(jī)械接觸，從而也避免了機(jī)械磨損，使整個(gè)靜壓傳動(dòng)系統(tǒng)有很長的使用壽命。該系統(tǒng)的卓越特性是其他傳動(dòng)方式（如傳統(tǒng)叉車的機(jī)械/液力變矩方式）無法實(shí)現(xiàn)的。靜壓傳動(dòng)系統(tǒng)除高可靠性、長壽命的特點(diǎn)之外，還有許多其他傳統(tǒng)傳動(dòng)方式不可比擬的優(yōu)勢：1.林德工程師結(jié)合靜壓傳動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出只需一前、一后兩個(gè)踏板即可完成所有動(dòng)作的簡易操作系統(tǒng)。當(dāng)司機(jī)需要前進(jìn)時(shí)，踩下前進(jìn)踏板，叉車即可自動(dòng)加速前進(jìn)。踩下踏板行程越多，叉車速度越快；松開踏板，叉車自動(dòng)減速并停止。反向駕駛亦是同樣道理。這樣，用腳踏板代替?zhèn)鹘y(tǒng)叉車的

8、油門、剎車踏板、換向桿三個(gè)機(jī)構(gòu)，獨(dú)有的靜壓傳動(dòng)系統(tǒng)使林德叉車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)擁有十分優(yōu)越的操控性能，前后換向靈敏、控制精確，使看似笨重的叉車可以完成許多令人叫絕的“細(xì)活”：用車輪壓打火機(jī)；做訂書機(jī)的工作等。由于靜壓傳動(dòng)系統(tǒng)的斜盤角度的變化是連續(xù)的，整個(gè)調(diào)節(jié)過程中輸出速度的變化也是連續(xù)的，即可輕而易舉且實(shí)現(xiàn)了無級變速。2.由于采用了靜壓傳動(dòng)系統(tǒng)，斜盤式變量柱塞泵的斜盤代替了離合器、變速箱的功能，控制著行駛速度和方向。獨(dú)立運(yùn)行的兩個(gè)柱塞馬達(dá)（連接著驅(qū)動(dòng)輪）之間只有油路存在，可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)差速功能，無需差速器。林德叉車相比傳統(tǒng)叉車減少了離合器、差速器、變速箱等易換部件，大大降低了維護(hù)成本。同時(shí)，靜壓傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)

9、現(xiàn)了神話般的無磨損制動(dòng)功能，從而節(jié)省用戶在剎車片方面的維護(hù)成本。由于靜壓傳動(dòng)系統(tǒng)的斜盤式變量柱塞泵、兩個(gè)柱塞馬達(dá)和油路是處于一個(gè)全封閉的系統(tǒng)里，當(dāng)泵沒有油流出時(shí)（即松開踏板的狀態(tài)），液體的不可壓縮性將迅速迫使馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)無磨損制動(dòng)，因此不需要專門的制動(dòng)機(jī)構(gòu)，降低運(yùn)行成本。3. 先進(jìn)的節(jié)油功能。靜壓傳動(dòng)系統(tǒng)具有獨(dú)特的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速匹配功能，使得發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳性能得以體現(xiàn)，且節(jié)省油耗，減少尾氣排放和降低噪音。靜壓傳動(dòng)可以將發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制在非常合理的范圍內(nèi)。以叉車舉例說明，當(dāng)靜壓傳動(dòng)叉車的行駛速度在09千米/小時(shí)的范圍（叉車工作時(shí)經(jīng)常處于的速度范圍）內(nèi)變化時(shí)，通過改變斜盤的角度即可滿

10、足，而發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速保持大約在1500轉(zhuǎn)/分，只有當(dāng)叉車行駛速度大于9千米/小時(shí)后，才需要提高發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來獲得更高的行駛速度；而液力變矩傳動(dòng)叉車的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是隨著叉車行駛速度不斷升高的，在同樣的工況中，靜壓傳動(dòng)叉車的發(fā)動(dòng)機(jī)的平均轉(zhuǎn)速比其他叉車低大約30%。對于工程用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)來說，中低轉(zhuǎn)速時(shí)既能獲得較高的扭矩，能耗和排放也能維持在較低的水平。林德靜壓傳動(dòng)叉車從誕生到現(xiàn)在已有50年歷史，它憑著高性能、高效率、可靠性、安全性、低故障率等優(yōu)異特性，不但贏得了廣大客戶的喜愛，也成為叉車中的經(jīng)典靜壓傳動(dòng)系統(tǒng)在裝載機(jī)上應(yīng)用小型輪式裝載機(jī)行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，有機(jī)械、液力、液壓、電力四種傳動(dòng)方式。行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是工

11、程機(jī)械的重要組成部份，不僅要傳輸驅(qū)動(dòng)功率，要求具有較高效率和較長的使用壽命，并且在變速調(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。裝載機(jī)行走系統(tǒng)最初主要采用機(jī)械傳動(dòng)和液力傳動(dòng)方式，隨著科技發(fā)展和裝載機(jī)在特殊工況條件下使用，液壓傳動(dòng)和電力傳動(dòng)也在裝載機(jī)行走系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用。1.機(jī)械傳動(dòng)國內(nèi)機(jī)械傳動(dòng)裝置僅用斗容量為0.5立方米以下的裝載機(jī)，它一般直接采用汽車或拖拉機(jī)的傳動(dòng)裝置，即離合器和變速器。具有制造成本低、傳遞效率高、可拖動(dòng)、維修方便等優(yōu)點(diǎn)。主要缺點(diǎn)是操縱復(fù)雜、費(fèi)力，離合器和變速箱壽命較低。2.液力傳動(dòng)液力傳動(dòng)是輪式裝載機(jī)的主要傳動(dòng)形式，我國液力傳動(dòng)輪式裝載機(jī)的生產(chǎn)已形成一個(gè)系列，一般用于斗容量為0.53.5立方米裝載機(jī)。液力傳動(dòng)變矩器取代了機(jī)械傳動(dòng)中的離合器，具有分段無極調(diào)速能力。取消了人力換檔變速箱改用動(dòng)力換檔變速箱，變矩器能吸收在作業(yè)時(shí)傳給傳動(dòng)系統(tǒng)的沖擊和振動(dòng)，能平穩(wěn)地插入料堆，并可隨外界載荷變化自動(dòng)調(diào)速，不會因超載而使發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，可在不停車情況下進(jìn)行換檔，操作輕便，工作可靠性高。其主要缺點(diǎn)是功率損失大，傳動(dòng)效率較低，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修不方便。3.電傳動(dòng)由柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)交流發(fā)電機(jī)發(fā)電，以此來驅(qū)動(dòng)裝在變速箱或車輪上的直流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行傳動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速。這種傳動(dòng)檢查方便，維修簡單，工作可靠。缺點(diǎn)是受機(jī)