130馬力橡膠履帶拖拉機(jī)機(jī)械液壓轉(zhuǎn)向裝置的液壓系統(tǒng)及其轉(zhuǎn)向操縱系統(tǒng)設(shè)計(jì)

PAGEPAGE33摘要本次主要設(shè)計(jì)130馬力橡膠履帶拖拉機(jī)機(jī)械液壓轉(zhuǎn)向裝置的液壓系統(tǒng)及其轉(zhuǎn)向操縱系統(tǒng)，是機(jī)械液壓雙功率流轉(zhuǎn)向裝置的液壓部分。為了滿足設(shè)計(jì)要求，即：方向盤操縱，能實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向即倒車操作；轉(zhuǎn)向半徑可平滑過度；實(shí)現(xiàn)最小轉(zhuǎn)向半徑；滿足轉(zhuǎn)向力矩要求，本次設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)是一個(gè)采用液壓先導(dǎo)排量控制的典型容積調(diào)速閉式回路。系統(tǒng)采用排量大，轉(zhuǎn)速高，壓力大的軸向柱塞泵和軸向柱塞馬達(dá)，能夠較好的滿足液壓泵變量機(jī)構(gòu)和液壓馬達(dá)的雙向運(yùn)轉(zhuǎn)特性。系統(tǒng)兩側(cè)的管道容積相等，安全閥的調(diào)定壓力相等，保證了車輛轉(zhuǎn)向時(shí)液壓馬達(dá)速度變化的動(dòng)態(tài)特性一致，為了保證系統(tǒng)正常穩(wěn)定的工作，還加入了溢流閥，單向閥和補(bǔ)油泵。在定量液壓馬達(dá)中集中了溢流閥和換向閥，換向閥把馬達(dá)輸出的熱油通過溢流閥流回油箱，再通過補(bǔ)油泵和濾清器補(bǔ)進(jìn)冷油，進(jìn)入下一個(gè)工作循環(huán)，從而保證系統(tǒng)的正常油溫和油液的清潔。為使駕駛員操作簡便，系統(tǒng)通過方向盤來控制整個(gè)轉(zhuǎn)向過程，方向盤的轉(zhuǎn)角決定轉(zhuǎn)向半徑的大小，方向盤的左右轉(zhuǎn)向決定車輛的轉(zhuǎn)向方向。由方向盤操作的液壓先導(dǎo)閥，通過變量液壓泵內(nèi)的伺服閥，實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓泵排量的控制，進(jìn)而控制定量馬達(dá)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速。關(guān)鍵詞：軸向柱塞變量泵，軸向柱塞定量馬達(dá)，壓力，閥

ABSTRACTThismainlydesignsthehydraulicsystemandit’scontrolsystemof130horsepowerrubberscaterpillartractormechanicalhydraulicpressuredivertingdevice,itispartofthemechanicalhydraulicpressuredoublepowerinstallmenthydraulicpressure.Inordertosatisfythedesignrequest,namely:Thesteeringwheeloperation,cansatisfyin-situchangesandtheback-draftoperation;Theradialturningmaybesmoothexcessively;satisfythesmallestradialturning;satisfyrotatingtorquerequest,thehydraulicsystemusesthehydraulicpressureforerunnerdisplacementtocontrolthetypicalvolumevelocitymodulationcloseroute.Thesystemusesaxialrampumpandtheaxialplungermotoroflargedisplacement,highrotationalspeed,highpressure,cansatisfyhydraulicpumpvariableorganizationandtheoilmotorbidirectionalrevolutioncharacteristic.System’stwosidespipelinevolumesisequal,thesafetyvalveaccentdecidesthepressureequally,andguaranteedthevehicleschangewhentheoilmotorspeedchangedynamiccharacteristicconsistently,inordertoguaranteethesystemnormalstabilitywork,italsohasjoinedtheoverflowvalve,thecone-wayvalveandmakesuptheoilpump.Hasconcentratedtheoverflowvalveandthecrossvalveinthequotaoilmotor,thecrossvalvethehotoilwhichoutputsthemotorflowsthroughtheoverflowvalveandreturntothefueltank,makesuptheoilpumpandthefiltermakesupthecoldoil,entersthenextoperatingcycle,thusguaranteesystemnormaloiltemperatureandfatliquorisclean.Inordertocausethepilottooperateeasily,thesystemcontrolsentireprocessbythesteeringwheel’schange,thesizeofradialturningdependonthesteeringwheel’s,steeringwheel’schangesdecidethevehicletochangethedirection.Hydraulicpressurefirstpilotvalveisoperatedbythesteeringwheel,throughtheservovalvewhichisinvariablehydraulicpump,tosatisfythehydraulicpumpdisplacementcontrol,thencontrolquotamotorchangewithrotationalspeed.KEYWORDS:axialplungervariablepump,axialplungerquotamotor,pressure,valve目錄前言第一章、轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展及趨勢§1.1、轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展過程及優(yōu)缺點(diǎn)§1.2、雙功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)§1.2.1、雙功率流技術(shù)的發(fā)展§1.2.2、雙功率流履帶車輛轉(zhuǎn)向控制研究的意義第二章液壓系統(tǒng)工作原理及參數(shù)選擇§2.1、液壓系統(tǒng)工作原理§2.2、轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)參數(shù)的確定§2.2.1、轉(zhuǎn)向液壓馬達(dá)參數(shù)的確定§2.2.2、變量液壓泵參數(shù)的確定§2.2.3其它元件的選擇

總結(jié)致謝參考目錄

前言目前，全國上下都非常重視農(nóng)業(yè)，把農(nóng)業(yè)放在國民經(jīng)濟(jì)的首位，并加大了對(duì)農(nóng)業(yè)和農(nóng)機(jī)工業(yè)的投資力度，這些方針和政策必然促進(jìn)我國農(nóng)機(jī)工業(yè)的發(fā)展，各地為了實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)，都在進(jìn)行中低產(chǎn)田的改造和農(nóng)田基本建設(shè)，使農(nóng)業(yè)機(jī)械不斷推陳出新，從而對(duì)農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)的需求也發(fā)生了相映變化，國內(nèi)外對(duì)大功率農(nóng)用拖拉機(jī)的需求也日益迫切。尤其是在我國加入世貿(mào)組織后，面臨著國外大公司對(duì)國內(nèi)農(nóng)機(jī)市場的激烈爭奪，因此，國內(nèi)市場迫切需要大功率拖拉機(jī)的開發(fā)，并急需開發(fā)高技術(shù)含量的大功率拖拉機(jī)產(chǎn)品，以開拓新的國內(nèi)市場。為了迎接主導(dǎo)產(chǎn)品面臨的挑戰(zhàn)，開發(fā)性能完善質(zhì)量可靠，適用，價(jià)格合理的履帶拖拉機(jī)迫在眉睫。為了滿足這種需求，機(jī)械液壓雙功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)被應(yīng)用在了履帶拖拉機(jī)上。雙功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)把從發(fā)動(dòng)機(jī)傳來的動(dòng)力，分兩路傳給每一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪的，其優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)力可按比例分配到兩側(cè)履帶上，轉(zhuǎn)向時(shí)兩側(cè)履帶始終傳遞動(dòng)力，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)力轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向時(shí)平均車速不降低，動(dòng)力不中斷，因此對(duì)農(nóng)田土壤破壞小，特別在松軟的農(nóng)田作業(yè)時(shí)，整機(jī)通過性好，作業(yè)效率高，左右兩側(cè)履帶的速度差可以無級(jí)控制，這一點(diǎn)，是履帶推土機(jī)可以高效高精度的進(jìn)行側(cè)面切削和整形作業(yè)?？蓪?shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向，提高了履帶拖拉機(jī)的機(jī)動(dòng)性。在坡地工作轉(zhuǎn)向時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)“逆轉(zhuǎn)向”現(xiàn)象，提高了履帶拖拉機(jī)工作安全性。與齒輪傳動(dòng)的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)相比，傳動(dòng)系簡單，可避免因采用高、低、雙速傳動(dòng)裝置造成的動(dòng)力轉(zhuǎn)向能力受限的弊端。履帶車輛雙功率流轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展是隨著液壓和液力傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展而逐漸產(chǎn)生發(fā)展起來的。因?yàn)槁膸к囕v在進(jìn)行小半徑轉(zhuǎn)向的時(shí)候，特別是在某些極限轉(zhuǎn)向的時(shí)候，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳遞的功率是很大的。液壓元件成本適合、性能可靠，體積不大，可作為結(jié)構(gòu)元件用。并且實(shí)現(xiàn)了履帶車輛轉(zhuǎn)向的方向盤操縱，可進(jìn)行真正意義上的原地轉(zhuǎn)向，并且能夠準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)駕駛員意圖，從而大大提高駕駛員的操縱舒適性。拖拉機(jī)在轉(zhuǎn)向過程中傳遞功率流不中斷，牽引力和車速不下降，從而大大提高整車效率。滿足了國內(nèi)對(duì)大功率農(nóng)用拖拉機(jī)的需求。轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展及趨勢§1.1轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展過程及優(yōu)缺點(diǎn)自1904年霍爾頓履帶式拖拉機(jī)發(fā)明以來，特別是坦克作為一種新式武器在第一次世界大戰(zhàn)中出現(xiàn)并取得巨大成功后，履帶車輛的轉(zhuǎn)向技術(shù)就一直處于不斷地發(fā)展和進(jìn)步之中。從傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)到雙功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，從獨(dú)立式到差速式，各種新型的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)層出不窮從原理上進(jìn)行分類，可以把履帶車輛從出現(xiàn)到目前為止使用過的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)表示出來。

一、轉(zhuǎn)向離合器式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向離合器式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)在拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向時(shí)，靠分離某一側(cè)轉(zhuǎn)向離合器，減小或切斷發(fā)動(dòng)機(jī)傳往該側(cè)的驅(qū)動(dòng)力矩使拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向。其優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)向時(shí)快速側(cè)不減速，慢速側(cè)減速，轉(zhuǎn)向時(shí)引起發(fā)動(dòng)機(jī)的附加載荷比較小，最小轉(zhuǎn)向半徑范圍大，能實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向，機(jī)構(gòu)工藝性好，易加工制造。二、行星機(jī)構(gòu)式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)行星機(jī)構(gòu)式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)是把傳給拖拉機(jī)中央傳動(dòng)的動(dòng)力，經(jīng)行星機(jī)構(gòu)再傳給驅(qū)動(dòng)輪，通過改變兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)力，使拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向。其優(yōu)點(diǎn)是壽命比轉(zhuǎn)向離合器長，軸向尺寸小，有利于縮減后橋?qū)挾龋軠p輕中央傳動(dòng)和變速箱載荷，結(jié)構(gòu)緊湊。不足之處是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。

三、單差速器轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)單差速器轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)可使車輛幾何中心位置的速度在轉(zhuǎn)向過程中仍保持原直線行駛車速，但當(dāng)一側(cè)履帶被完全制動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)向半徑過小，而另一側(cè)履帶速度過高、轉(zhuǎn)向角速度過大，因此所需轉(zhuǎn)向功率很大，會(huì)超出一般發(fā)動(dòng)機(jī)的功率限制，駕駛員若持續(xù)轉(zhuǎn)向，稍有不慎就會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，因而只能靠滑磨，用較大半徑轉(zhuǎn)向，或極不平穩(wěn)地以小半徑斷續(xù)轉(zhuǎn)向。因此這種單差速器轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)現(xiàn)在幾乎不再采用。

四、雙差速器轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)雙差速器轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)可使履帶車輛在轉(zhuǎn)向時(shí)慢速側(cè)履帶降低的速度等于快速側(cè)履帶增加的速度，因此車輛轉(zhuǎn)向時(shí)的平均速度與直線行駛的速度相同。但由于雙差速器不能完全制動(dòng)一側(cè)履帶，車輛不能原地轉(zhuǎn)向，且轉(zhuǎn)向半徑的變化范圍沒有使用轉(zhuǎn)向離合器的大，轉(zhuǎn)向平順性較差。轉(zhuǎn)向時(shí)快速側(cè)履帶有加速，因此發(fā)動(dòng)機(jī)的附加載荷比采用轉(zhuǎn)向離合器的大。雙差速器是由齒輪組成的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，與轉(zhuǎn)向離合器相比零件數(shù)目少、耐磨性好、壽命較長。

五、雙功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)雙功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)是把發(fā)動(dòng)機(jī)功率同時(shí)通過兩條途徑傳給每側(cè)驅(qū)動(dòng)輪的。近幾年來，國外一些大中型履帶拖拉機(jī)、推土機(jī)生產(chǎn)廠家如美國的卡特彼勒公司和日本的小松公司已廣泛采用雙功率流型的差速轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)即雙流傳動(dòng)差速轉(zhuǎn)向裝置，特別是卡特彼列公司在挑戰(zhàn)者35-95E系列橡膠履帶拖拉機(jī)中已得到了成功應(yīng)用，大大提高了橡膠履帶拖拉機(jī)的履帶使用壽命。這種轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)是把發(fā)動(dòng)機(jī)功率通過變速箱和液壓泵一液壓馬達(dá)雙路傳給后橋中的驅(qū)動(dòng)鏈輪的差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)差速轉(zhuǎn)向.雙功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的型式多樣，但相對(duì)來說，使用效果都不及機(jī)械液壓雙功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。機(jī)械液壓雙功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)具有許多優(yōu)點(diǎn)，轉(zhuǎn)向時(shí)平均速度不降低，兩側(cè)履帶始終傳遞動(dòng)力，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)力轉(zhuǎn)向，適用于進(jìn)行偏載推土和切除樹根作業(yè)。轉(zhuǎn)向時(shí)傳給行走裝置的功率不降低，轉(zhuǎn)向工作效率高、速度快。左右履帶的速度差可無級(jí)控制，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)又精確的方向控制，可高效、高精度地進(jìn)行側(cè)面切削和整形作業(yè)。容易實(shí)現(xiàn)一根操縱桿來控制進(jìn)退和轉(zhuǎn)向。由于轉(zhuǎn)向時(shí)動(dòng)力不中斷，因此對(duì)農(nóng)田土壤破壞小，特別在松軟的農(nóng)田作業(yè)時(shí)，整機(jī)通過性好，作業(yè)效率高。在坡地工作轉(zhuǎn)向時(shí)不會(huì)出現(xiàn)“逆轉(zhuǎn)向”現(xiàn)象，提高了履帶拖拉機(jī)的工作安全性。不足之處是這種轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)需要附加液壓傳動(dòng)裝置，成本加大。國內(nèi)有研究院所在介紹具有優(yōu)良轉(zhuǎn)向特性的差速轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，但投入物力、財(cái)力和人力進(jìn)行深入研究和產(chǎn)品開發(fā)的還不多見。普遍認(rèn)為國內(nèi)液壓元件可靠度低，產(chǎn)品成本偏高影響銷售市場和用戶購買力。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和農(nóng)民收入的增加，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體制的變化，國內(nèi)液壓元件可靠度的提高，控制技術(shù)應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，加入WTO后市場競爭的加劇，消除目前國內(nèi)現(xiàn)有大功率履帶拖拉機(jī)、推土機(jī)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的機(jī)動(dòng)性能差(不能按駕駛員的意愿隨意轉(zhuǎn)向)，轉(zhuǎn)向能耗大，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)易磨損，生產(chǎn)效率由于轉(zhuǎn)向性能差而受到影響的缺陷己成為車輛工程領(lǐng)域研究開發(fā)人員的重要研究課題。機(jī)械式的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)必將會(huì)在大功率拖拉機(jī)、推土機(jī)等工程車輛上遭到淘汰，而利用液壓泵－液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的液壓轉(zhuǎn)向技術(shù)逐漸被國內(nèi)外研究開發(fā)設(shè)計(jì)人員應(yīng)用于大功率拖拉機(jī)、推土機(jī)等工程車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)中去?！?.2雙功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)§1.2.1雙功率流轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展雙功率流轉(zhuǎn)向技術(shù)的出現(xiàn)，最早可以追溯到法國的Somua和B2坦克、德國豹式主戰(zhàn)坦克和虎型坦克以及美國的M46坦克。其中德國的豹式主戰(zhàn)坦克采用獨(dú)立式單半徑雙功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，由行星轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)發(fā)展而來。到1942年，德國在其虎型坦克上，首次采用了雙半徑雙功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，顯示了履帶車輛轉(zhuǎn)向性能的一個(gè)重大進(jìn)步，在與8檔Maygach-loua:半自動(dòng)預(yù)選變速箱連時(shí)可以實(shí)現(xiàn)16個(gè)規(guī)定轉(zhuǎn)向半徑。后來又出現(xiàn)了現(xiàn)代緊湊型的雙功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)方案，如德國豹式坦克采用的雙半徑雙功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和英國的奇伏坦坦克和美國M47.M60坦克采用的差速式單半徑雙功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。履帶車輛雙功率流轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展是隨著液壓和液力傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展而逐漸產(chǎn)生發(fā)展起來的。因?yàn)槁膸к囕v在進(jìn)行小半徑轉(zhuǎn)向的時(shí)候，特別是在某些極限轉(zhuǎn)向的情況下，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳遞的功率是很大的。因此，只有當(dāng)液壓元件成本適合、性能可靠、體積不大的條件下，才可能考慮將其作為結(jié)構(gòu)元件應(yīng)用。20世紀(jì)20年代的法國SRB和B坦克上己經(jīng)進(jìn)行過液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的試驗(yàn)，而后在IV型坦克、豹型坦克的樣車和虎型坦克的一些樣車上也進(jìn)行過多次試驗(yàn)。純液壓轉(zhuǎn)向的方案，首先是出現(xiàn)在瑞士的PZ61坦克上，以后在德國的美洲虎系列自行火炮及美國的70式坦克樣車上也實(shí)現(xiàn)過。美國在黃鼠狼系列履帶車輛上也裝備了具有液壓－液力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)。在繼續(xù)發(fā)展的樣車上，如德國的WBT-70坦克和豹II式坦克，裝備了同樣型式的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，液壓轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)中的功率轉(zhuǎn)換元件一液壓泵和液壓馬達(dá)的性能越來越高，使得液壓轉(zhuǎn)向技術(shù)的應(yīng)用更加廣泛(L-4)，其中應(yīng)用最多的是零差速式液壓雙功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)(中心速度在轉(zhuǎn)向時(shí)保持原直線行駛速度不變)020世紀(jì)80年代以來，這種轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)開始普遍應(yīng)用在西方發(fā)達(dá)國家的坦克和履帶式裝甲車輛上。其傳向原理見圖

零差速式液壓雙功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)由分流機(jī)構(gòu)、液壓轉(zhuǎn)向閉式回路和兩側(cè)的匯流行星排組成。液壓轉(zhuǎn)向閉式回路一般由變量液壓泵和定量軸向柱塞馬達(dá)，美國M1坦克和M2步兵戰(zhàn)車則采用徑向鋼球活塞泵和馬達(dá)。匯流行星排一般選用單排內(nèi)外嚙合行星排，只有法國AMX32坦克的傳動(dòng)裝置采用了雙排外嚙合匯流差速器。零差速式液壓雙功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)在直線行駛工作狀態(tài)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)液壓閉鎖，保證車輛行駛的穩(wěn)定性。它的每個(gè)排檔都有一個(gè)最小轉(zhuǎn)向半徑，并且低檔位的向半徑小，高檔位的轉(zhuǎn)向半徑大，從這個(gè)最小轉(zhuǎn)向半徑可連續(xù)無級(jí)地變化到無限大，即直線行駛狀態(tài)。在空檔時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向半徑為零的中心轉(zhuǎn)向。零差速式液壓雙功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)可控制性好，車輛轉(zhuǎn)向半徑與駕駛員方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)角度相互對(duì)應(yīng)，駕駛員能夠準(zhǔn)確和穩(wěn)定地掌握車輛的轉(zhuǎn)向半徑。雖然液壓轉(zhuǎn)向閉式回路使用液壓元件傳遞動(dòng)力，傳動(dòng)效率較機(jī)械傳動(dòng)低，但在車輛轉(zhuǎn)向行駛過程中沒有摩滑功率損耗，就整個(gè)傳動(dòng)裝置的總效率而言并不低。相比之下，雙側(cè)變速箱機(jī)械傳動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)向性能就要遜色的多。在選擇液壓轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)所需的液壓元件時(shí)，以往常常面臨著功率與體積、重量之間的矛盾和傳動(dòng)效率低的困難。因此在發(fā)展純液壓轉(zhuǎn)向的同時(shí)，出現(xiàn)了各種以液壓為主的復(fù)合轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，例如液壓與液力偶合器并聯(lián)的液壓液力復(fù)合轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、液壓與機(jī)械復(fù)合轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，以滿足不同級(jí)別履帶車輛對(duì)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)傳遞功率的要求。隨著現(xiàn)代工業(yè)制造技術(shù)的飛速發(fā)展，大大提高了液壓元件的傳動(dòng)效率，所生產(chǎn)的高速、高壓、用要求大功率的高品質(zhì)液壓泵、液壓馬達(dá)的性能已經(jīng)完全滿足，因此，雙功率流轉(zhuǎn)向技術(shù)近年來在大功率、高速度的履帶車輛上得到了較為長足的發(fā)展。§1.2.2雙功率流履帶車輛轉(zhuǎn)向控制研究的意義

一、傳統(tǒng)的履帶車輛轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)是由操縱桿控制的單功率流轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的原理如圖1-3所示。

圖1-3傳統(tǒng)展帶車輛的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)當(dāng)車輛需要轉(zhuǎn)向時(shí)，駕駛員用手拉動(dòng)一側(cè)轉(zhuǎn)向操縱拉桿，通過連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)分離拉桿，使離合器L1(L2)分離，繼續(xù)拉動(dòng)操縱拉桿到一定行程時(shí)，L1(L2)完全分離且保持完全分離狀態(tài)，聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā)生作用，帶動(dòng)制動(dòng)拉桿，使制動(dòng)器制動(dòng);同時(shí)，駕駛員根據(jù)路況、車速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)油門進(jìn)行控制。因此，傳統(tǒng)的履帶車輛通過操縱一根操縱拉桿，車輛可以實(shí)現(xiàn)兩種轉(zhuǎn)向方式即:分離轉(zhuǎn)向和制動(dòng)轉(zhuǎn)向。隨著操縱拉桿拉動(dòng)行程的增加，轉(zhuǎn)向離合器先是分離，然后進(jìn)入制動(dòng)狀態(tài)，拉動(dòng)的行程越大，則制動(dòng)越劇烈，表明駕駛員的轉(zhuǎn)向要求也越強(qiáng)烈。由此不難看出，傳統(tǒng)的履帶車輛轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較簡單，生產(chǎn)成本相對(duì)較低;但它對(duì)駕駛員的駕駛技術(shù)和駕駛熟練程度要求高，勞動(dòng)強(qiáng)度大，難以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)而精確的轉(zhuǎn)向控制.隨著液壓傳動(dòng)技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)電液一體化的控制方式逐漸得到普遍應(yīng)用。雙功率流轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)就是在這種背景下，于近年來發(fā)展起來的一種新型轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)。二、隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高，人機(jī)工程技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)其轉(zhuǎn)向性能的要求也越來越高，較為理想的履帶拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)一般應(yīng)具有以下特點(diǎn):力求有最小的轉(zhuǎn)向半徑(理論上最小轉(zhuǎn)向半徑R=0)，以提高履帶拖拉機(jī)的機(jī)動(dòng)性;能使轉(zhuǎn)向時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的附加載荷較小，以免發(fā)動(dòng)機(jī)熄火;轉(zhuǎn)向時(shí)平均速度不應(yīng)比直線行駛速度有顯著下降;使履帶拖拉機(jī)有良好的直線行駛穩(wěn)定性;操縱省力;無論正向或倒向輸出任何速度時(shí)，兩側(cè)履帶輸出之間可具有不同大小的正或負(fù)的速度差，以滿足在不同曲線道路或地形上向左或向右轉(zhuǎn)向的需要;每側(cè)都允許輸出全部發(fā)動(dòng)機(jī)功率，最好還能利用另一側(cè)從地面輸回的功率即轉(zhuǎn)向再生功率，使單側(cè)輸出的功率能大于發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率，以提高在困難地面進(jìn)行小半徑轉(zhuǎn)向的能力。單功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和機(jī)械式雙功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)仍然不能實(shí)現(xiàn)履帶拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向半徑可控且連續(xù)無級(jí)變化的理想轉(zhuǎn)向性能，并且這些機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向性能容易受到駕駛員的駕駛技術(shù)、體力條件和離合器、制動(dòng)器的磨損的影響，并且容易給駕駛員帶來疲勞，隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的提高，人們對(duì)現(xiàn)代大功率拖拉機(jī)、推土機(jī)等工程車輛在操縱力、響應(yīng)特性及駕馭舒適性等方面提出越來越嚴(yán)格的要求，拖拉機(jī)檔位的越來越多、人們對(duì)無級(jí)轉(zhuǎn)向的呼聲越來越高。

液壓技術(shù)的發(fā)展使采用液壓泵和液壓馬達(dá)等無級(jí)變速元件來改善履帶拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向性能有了可能，使其轉(zhuǎn)向半徑能按道路和駕駛要求來無級(jí)變化，液壓轉(zhuǎn)向技術(shù)已逐漸被國內(nèi)外研究開發(fā)設(shè)計(jì)人員應(yīng)用于大功率拖拉機(jī)、推土機(jī)等工程車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中。雙功率流轉(zhuǎn)向技術(shù)是把發(fā)動(dòng)機(jī)功率同時(shí)通過兩條途徑傳給每側(cè)驅(qū)動(dòng)輪。雙功率流轉(zhuǎn)向技術(shù)的結(jié)構(gòu)特性使其具有許多優(yōu)點(diǎn):轉(zhuǎn)向時(shí)的平均速度不降低;兩側(cè)履帶始終傳遞動(dòng)力，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)力轉(zhuǎn)向，基本上消除了履帶的打滑現(xiàn)象，適用于進(jìn)行偏載推土和切除樹根作業(yè);轉(zhuǎn)向時(shí)傳給行走裝置的功率不降低，轉(zhuǎn)向工作效率高、速度快;左右履帶的速度差可以無級(jí)調(diào)節(jié)，能夠?qū)崿F(xiàn)平穩(wěn)又精確的方向控制，可高效、高精度地進(jìn)行側(cè)面切削和整形作業(yè):容易實(shí)現(xiàn)由方向盤操縱的無級(jí)轉(zhuǎn)向;特別是裝備在農(nóng)業(yè)機(jī)械上時(shí)，由于轉(zhuǎn)向時(shí)的動(dòng)力不中斷，因此對(duì)農(nóng)田土壤破壞小，尤其是在松軟的農(nóng)田作業(yè)時(shí)，整機(jī)通過性好，作業(yè)效率高;在坡地工作轉(zhuǎn)向時(shí)不會(huì)出現(xiàn)“逆轉(zhuǎn)向”現(xiàn)象，大大提高了履帶車輛的工作安全性;轉(zhuǎn)向時(shí)車輛能發(fā)揮與直線行駛同樣高的工作性能:轉(zhuǎn)向半徑的大小可任意控制，提高了履帶車輛的機(jī)動(dòng)性，轉(zhuǎn)向更加平穩(wěn)。雙功率流轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的型式多種多樣，但就實(shí)際使用效果來說，一般認(rèn)為由液壓先導(dǎo)控制的機(jī)械液壓雙功率流轉(zhuǎn)向系統(tǒng)最為理想。機(jī)械液壓雙功率流轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)是在簡單液壓機(jī)械分流傳動(dòng)原理的基礎(chǔ)上，采用不同的機(jī)械機(jī)構(gòu)參數(shù)組合，并與液壓元件配合的一種最新型的控制系統(tǒng)。它能夠較好的保證在連續(xù)無級(jí)輸出轉(zhuǎn)速的前提下，應(yīng)用較小的液壓元件，大幅度提高履帶車輛的輸出總功率，并且其傳動(dòng)效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過純液壓轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率，在制造成本變化不大的情況下，使履帶車輛的機(jī)動(dòng)性能得到極大改善，可以滿足人們對(duì)轉(zhuǎn)向性能的要求，能夠有效的提高履帶車輛的市場競爭力。第二章液壓系統(tǒng)工作原理及參數(shù)選擇§2.1液壓系統(tǒng)工作原理系統(tǒng)中采用的液壓元件有軸向柱塞變量泵,軸向柱塞定量馬達(dá),電磁換向閥,液壓先導(dǎo)閥,濾清器何散熱器.變量泵上的補(bǔ)油泵后有精濾器來保證閉式回路中的油液質(zhì)量。為實(shí)現(xiàn)方向盤轉(zhuǎn)向，采用一種專門設(shè)計(jì)的凸輪機(jī)構(gòu)來控制液壓先導(dǎo)閥，將方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為先導(dǎo)閥手柄的擺動(dòng)，變量泵的斜盤位置與先導(dǎo)壓力成正比，產(chǎn)生相應(yīng)的流量供給液壓馬達(dá)，從而使方向盤轉(zhuǎn)角與液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)。其目的是滿足轉(zhuǎn)向的雙向調(diào)節(jié)要求，并實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)向半徑的無級(jí)，平滑的調(diào)節(jié)功能。液壓系統(tǒng)的工作過程是：當(dāng)操縱方向盤左轉(zhuǎn)，使液壓先導(dǎo)閥的手柄壓下左側(cè)的三通比例減壓閥時(shí)，推動(dòng)變量泵的斜盤，使泵的正向排量增加，這樣閉式系統(tǒng)的流量增加使定量馬達(dá)的轉(zhuǎn)速增加，就使右側(cè)履帶轉(zhuǎn)速增加，并對(duì)應(yīng)的減少了左側(cè)履帶的轉(zhuǎn)速，從而使拖拉機(jī)左轉(zhuǎn)。反之，當(dāng)操縱方向盤右轉(zhuǎn)，壓下右側(cè)的三通比例減壓閥時(shí)，變量泵反向變量，從而使液壓馬達(dá)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，使左側(cè)的履帶轉(zhuǎn)速增加并對(duì)應(yīng)的減少了右側(cè)履帶的轉(zhuǎn)速，從而使拖拉機(jī)右轉(zhuǎn)。方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角度越大，則比例減壓閥壓下的越多，從而使進(jìn)入變量伺服油缸的壓力越大，變量斜盤的角度也越大，因而泵的排量也越大，主回路的流量也越大，馬達(dá)的轉(zhuǎn)速也越高，則拖拉機(jī)兩側(cè)履帶分別增加和減少的轉(zhuǎn)速也越大，拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向半徑也就越小。當(dāng)方向盤打到極限位置時(shí)，泵的輸出流量達(dá)到最大，這時(shí)達(dá)到最小轉(zhuǎn)向半徑（對(duì)應(yīng)各檔不同的行駛速度具有不同的最小轉(zhuǎn)向半徑，當(dāng)行駛速度為零時(shí)，實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向）。在倒車時(shí)，液壓功率流與機(jī)械功率流合流會(huì)使與方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向?qū)?yīng)一側(cè)的履帶轉(zhuǎn)速大于另一側(cè)的轉(zhuǎn)速，會(huì)導(dǎo)致履帶拖拉機(jī)沿S型軌跡行駛。為了適應(yīng)駕駛員的操作習(xí)慣，在拖拉機(jī)掛倒檔時(shí)采用電磁閥使先導(dǎo)油路反向，這樣變量泵的變量過程與上述的相反，從而在倒車時(shí)履帶拖拉機(jī)像輪式拖拉機(jī)同樣沿U型軌跡行駛。選用的變量泵采用了壓力限制器和高壓安全閥，兩者均集成在泵蓋的多功能閥中。在拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向時(shí)，若轉(zhuǎn)向阻力距過大，使閉式系統(tǒng)到達(dá)預(yù)定壓力時(shí)壓力限制并迅速減小泵的排量，從而限制系統(tǒng)的壓力。如果遇到?jīng)_擊負(fù)荷，如一側(cè)履帶卡住或越過高的障礙時(shí)，會(huì)造成系統(tǒng)的壓力快速增加，這時(shí)安全閥會(huì)開啟，將高壓泄到低壓側(cè)。由于安全閥僅僅是在壓力峰值時(shí)短時(shí)開啟，這樣就防止了系統(tǒng)的發(fā)熱。在多功能閥中還集成了一個(gè)旁通閥。通過擰動(dòng)旁通閥螺母可以使回路的A.B腔串通，在泵不轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下使油路循環(huán)。這主要用于在發(fā)動(dòng)機(jī)或液壓系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，可以進(jìn)行短距離拖車而不致使轉(zhuǎn)向卡死。在多功能閥中還集成了過載閥和補(bǔ)油閥，當(dāng)變量泵斜盤處于中位時(shí)，當(dāng)由于外力使兩側(cè)履帶負(fù)荷差異過大時(shí)，由于變量泵的排量為零，兩條工作油路不通，會(huì)在閉式回路中產(chǎn)生高壓，這時(shí)過載閥會(huì)開啟，將高壓釋放到低壓側(cè)，從而保護(hù)液壓系統(tǒng)。當(dāng)在坡道上轉(zhuǎn)向時(shí)，由于坡度影響使履帶帶動(dòng)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，從而使馬達(dá)工作在泵工況，由于泵的排量限制，會(huì)使工作油路一側(cè)的流量過大，而另一側(cè)的流量過少，產(chǎn)生吸空現(xiàn)象，這時(shí)通過補(bǔ)油閥的作用，使一側(cè)工作油路過多的流量進(jìn)入另一側(cè)，保證液壓系統(tǒng)正常工作。另外在液壓系統(tǒng)中集成了回路沖洗閥，用于主回路油液冷卻和濾請。通過沖洗閥中的梭閥，始終使工作油路的低壓側(cè)經(jīng)背壓閥與馬達(dá)殼體相通，使油路中的部分油夜進(jìn)入馬達(dá)殼體，并經(jīng)泄漏油口經(jīng)散油器回油箱，閉式回路中缺少的油夜由補(bǔ)油泵從油箱中補(bǔ)充，并且由補(bǔ)油泵后的精濾器過濾，從而使整個(gè)回路中的油液進(jìn)行循環(huán)冷卻和濾清，保證液壓系統(tǒng)的正常工作油溫和油液的清潔?！?.2轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)參數(shù)的確定為實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向半徑的無級(jí)、平滑調(diào)節(jié)，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)采用變量泵控制定量馬達(dá)的閉式回路系統(tǒng)?！?.2.1轉(zhuǎn)向液壓馬達(dá)參數(shù)的確定

一、液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速（2-1）

由式(2-1)可知，轉(zhuǎn)向液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的行星排特性參數(shù)和軌距一定時(shí)，與履帶拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向半徑成反比，與中央傳動(dòng)輸入轉(zhuǎn)速成正比。在履帶拖拉機(jī)行駛過程中為了避免轉(zhuǎn)向液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速要求過高，應(yīng)規(guī)定合適的履帶拖拉機(jī)最小轉(zhuǎn)向半徑，轉(zhuǎn)速一般按確定，此時(shí)R=B,兩側(cè)履帶行駛速度之比為。()二、轉(zhuǎn)向液壓馬達(dá)所需驅(qū)動(dòng)力矩及馬達(dá)排量是液壓馬達(dá)的兩個(gè)主要參數(shù)，是選擇液壓馬達(dá)型號(hào)的依據(jù)，轉(zhuǎn)向液壓馬達(dá)所需驅(qū)動(dòng)力矩可按下式計(jì)算。

而且

由上式得出

三、馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩

由轉(zhuǎn)向液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)矩可求得液壓馬達(dá)的每轉(zhuǎn)排量：

（，）

式中液壓馬達(dá)進(jìn)、出口壓力差（），按系統(tǒng)最高壓力計(jì)算；液壓馬達(dá)排量（）；液壓馬達(dá)機(jī)械效率）四、馬達(dá)的流量：

五、馬達(dá)的功率：

六、為了滿足系統(tǒng)的工作要求，采用壓力高，排量大的軸向柱塞馬達(dá)，根據(jù)計(jì)算結(jié)果所選用的馬達(dá)為MESSORY?！?.2.2變量液壓泵參數(shù)的確定一、由液體流動(dòng)規(guī)律可知

即

（）

上式中，一變量液壓泵排量();一液壓泵的容積效率;一液壓馬達(dá)的容積效率;n一液壓泵的轉(zhuǎn)速()。

從式可以看出，變量液壓泵排量與行星機(jī)構(gòu)的行星排特性參數(shù)、拖拉機(jī)兩側(cè)履帶間距和變速箱輸出轉(zhuǎn)速(變速箱傳動(dòng)比)成正比，與轉(zhuǎn)向半徑成反比。

二、泵的流量：

Q=

三、泵的功率：

四、為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能，用方向盤控制的無級(jí)平滑轉(zhuǎn)向，采用變量泵。所選用的泵為MESSORY。§2.2.3其它元件的選擇

一、主油路管內(nèi)徑的選擇表2-1允許流量推薦值油液流經(jīng)的管道推薦流速m/s液壓泵吸油管道0.51.5，一般取1m/s以下液壓系統(tǒng)壓油管道36，壓力高，管道黏度小取大值液壓系統(tǒng)回油管道1.52.6取v=2

則主油路油管內(nèi)徑為32mm，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，選用鋼管的外徑為50mm。二、油箱容積的計(jì)算表2—2經(jīng)驗(yàn)系數(shù)系統(tǒng)類型系統(tǒng)機(jī)械低壓系統(tǒng)中壓系統(tǒng)鍛壓機(jī)械冶金機(jī)械12245761210取

取油箱的長寬高分別為0.72m，0.45m，0.45m

三、濾油器的選擇根據(jù)系統(tǒng)所需的最大流量，選用型網(wǎng)式濾油器，采用管式連接。四、冷卻器的選擇系統(tǒng)損失的功率：由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊5查得，選用A1.0F,2LQFW型冷卻器。五、液壓閥的選擇液壓控制閥是用來控制或調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)中的壓力、流量及流動(dòng)方向，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓泵和液壓馬達(dá)進(jìn)行控制的元件。1、（1）溢流閥通常旁接在液壓泵的出口，用來保證液壓系統(tǒng)的出口壓力恒定或限制系統(tǒng)壓力的最大值。前者稱為定壓閥，主要用于定量泵的進(jìn)油和回油節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)；后者稱為安全閥，對(duì)系統(tǒng)起保護(hù)作用，有時(shí)也旁接在執(zhí)行元件的進(jìn)口，限制執(zhí)行元件的最高工作壓力。（2）單向閥常被安裝在泵的出口，一方面防止系統(tǒng)的壓力沖擊影響泵的正常工作，另一方面在泵不工作時(shí)防止系統(tǒng)的油液倒流經(jīng)泵回油箱。（3）電磁換向閥是利用閥芯在閥體孔內(nèi)做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使油路接通或切斷而改變油流方向的閥。（4）電液換向閥由電磁換向閥和液動(dòng)換向閥組合而成。其中：液動(dòng)換向閥實(shí)現(xiàn)主油路的換向，成為主閥；電磁換向閥改變液動(dòng)換向閥的控制油路方向，稱為先導(dǎo)閥。（5）減壓閥式比例先導(dǎo)閥又稱壓力比例先導(dǎo)閥、簡稱先導(dǎo)閥。它能根據(jù)不同的輸入信號(hào)而對(duì)液壓系統(tǒng)中的操作元件產(chǎn)生比例的液壓力，從而使系統(tǒng)的流量比例地變化，因此可把它配在器作臺(tái)上，用以遙控液壓馬達(dá)、油泵和液動(dòng)閥的動(dòng)作。采用先導(dǎo)閥可使系統(tǒng)的總體布置合理、操作簡便、性能良好。如果將不同種類的先導(dǎo)閥適當(dāng)?shù)亟M合，則可實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)中的“二級(jí)放大”、“有感覺操作”、“無線電遙控”、“程序控制”。先導(dǎo)閥主要是按直動(dòng)式減壓閥原理工作的。手柄處于中位時(shí)由復(fù)位彈簧的作用保持零位。推動(dòng)手柄、通過蝶形盤、觸頭及平衡彈簧組的作用使閥芯往下移動(dòng)。整個(gè)閥產(chǎn)生的控制油壓大小與手柄的位置和彈簧的特性有關(guān)。2、根據(jù)流量和工作壓力由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊選用閥的型號(hào)。許多閥被集成在泵和馬達(dá)中，以方便操作和實(shí)現(xiàn)多種功能。電液換向閥（三位四通）榆次型溢流閥YF-B20H安全閥YF-B20H

電磁換向閥（兩位四通）WE型電液換向閥（三位三通）WEH型

液壓先導(dǎo)閥ST型結(jié)論

這次畢業(yè)設(shè)計(jì)就要結(jié)束了，我深有感觸，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我學(xué)到了更多的知識(shí)，也鍛煉了自己分析問題，解決問題的能力，這對(duì)以后的工作學(xué)習(xí)有很大的幫助。這次設(shè)計(jì)的是橡膠履帶拖拉機(jī)雙功率流轉(zhuǎn)向裝置的液壓系統(tǒng)，由于平時(shí)課程中學(xué)到這部分的內(nèi)容比較少，掌握的知識(shí)有限，我就積極的查閱各種資料，了解泵、馬達(dá)和各種閥的原理和功能，在老師的指導(dǎo)下確定了方案。在繪圖過程中遇到了一些問題，如泵的安裝，通過查資料和老師的幫助解決了這個(gè)問題，最后完成了設(shè)計(jì)任務(wù)。這項(xiàng)技術(shù)在國內(nèi)外都比較先進(jìn)，由于自己經(jīng)驗(yàn)不足，所學(xué)知識(shí)有限，在設(shè)計(jì)中還存在不足之處，請各位老師批評(píng)指正。

致謝

兩個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)就要結(jié)束了，我要感謝指導(dǎo)老師張文春老師和曹青梅老師。本次設(shè)計(jì)是在指導(dǎo)老師張文春老師和曹青梅老師的指導(dǎo)和要求下完成的。張老師在車輛工程領(lǐng)域淵博的專業(yè)知識(shí)，豐富的科研經(jīng)驗(yàn)使我深受教育，他給予我孜孜不倦的教導(dǎo)和解答，曹老師也給予我很大的幫助，耐心的幫我查找資料，精心指導(dǎo)。老師們嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度和精益求精的作風(fēng)使我受益匪淺，我再次忠心的感謝兩位老師的殷切教誨和辛勤培育！同時(shí)也感謝岳流老師對(duì)我的幫助，感謝同組同學(xué)的大量真誠熱心的幫助。參考文獻(xiàn)[1]葛安林.車輛自動(dòng)變速理論與設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社，1993:153一213[2]吉林工業(yè)大學(xué).北京農(nóng)機(jī)學(xué)院等合編，拖拉機(jī)底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖冊.機(jī)械工業(yè)出版社，1976：315-334[3]徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊.機(jī)械工業(yè)出版社，1992：10-678[4]程悅蓀，拖拉機(jī)設(shè)計(jì).中國農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社，1981：87-95[5]鎮(zhèn)江農(nóng)機(jī)學(xué)院，洛陽農(nóng)機(jī)學(xué)院合編.拖拉機(jī)理論.中國農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社.1981:58-82[6]過學(xué)訊.汽車自動(dòng)變速器一一結(jié)構(gòu)·原理.機(jī)械工業(yè)出版社，2001:105-114[7]李國政.拖拉機(jī)機(jī)械變速箱自動(dòng)換檔控制技術(shù)研究：[碩士參考文獻(xiàn)學(xué)位論文]。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，2004，18－32[8]付主木，張文春，周志立等.拖拉機(jī)電控機(jī)械式自動(dòng)變速器動(dòng)力性換檔規(guī)律研究.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2003，19（4），114-117[9]朱紅軍，葛安琳，張廣成等.電子控制機(jī)械式自動(dòng)變速器.汽車電器，2000,(1),11-13[10]李君，張建武，馮金芝等.電控機(jī)械式自動(dòng)變速器的發(fā)展、現(xiàn)狀和展望.汽車技術(shù)，2000,(3),1-3[11]周學(xué)建，張文春等.車輛自動(dòng)變速器換檔規(guī)律的研究現(xiàn)狀與展望.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2003，34（3），139-141[12]楊為民，賈鴻社.電控機(jī)械式自動(dòng)變速箱在拖拉機(jī)上的應(yīng)用探討.拖拉機(jī)與農(nóng)用運(yùn)輸車，2001,(4),23-25[13]鐘紹華.電控機(jī)械式自動(dòng)變速器的起步與換檔過程的研究:[碩士參考文獻(xiàn)學(xué)位論文].吉林工業(yè)大學(xué)，1992，61一72[14]田全忠.現(xiàn)代大功率拖拉機(jī)自動(dòng)換檔控制系統(tǒng).拖拉機(jī)與農(nóng)用運(yùn)輸車2001，(3)，3一7[15]張文春，方在華.小型拖拉機(jī)掛車機(jī)組發(fā)動(dòng)機(jī)載荷的動(dòng)態(tài)匹配.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，1992,23(2),6-10AutomaticTransmissionsTheautomatictransmissioncontainseveralsectionsbyfollowed.

Transmission

Thetransmissionisadevicethatisconnectedtothebackoftheengineandsendsthepowerfromtheenginetothedrivewheels.AnautomobileenginerunsatitsbestatacertainRPM(RevolutionsPerMinute)rangeanditisthetransmission'sjobtomakesurethatthepowerisdeliveredtothewheelswhilekeepingtheenginewithinthatrange.Itdoesthisthroughvariousgearcombinations.Infirstgear,theengineturnsmuchfasterinrelationtothedrivewheels,whileinhighgeartheengineisloafingeventhoughthecarmaybegoinginexcessof70MPH.Inadditiontovariousforwardgeartransmissionalsohasaneutralpositionwhichdisconnectstheenginefromthedrivewheels,andreverse,whichcausesthedrivewheelstoturnintheoppositedirectionallowingyoutoback.Finally,thereistheParkposition.Inthisposition,alatchmechanism(notunlikeadeadboltlockonadoor)isinsertedintoaslotintheoutputshafttolockthedrivewheelsandkeepthemfromturning,therebypreventingthevehiclefromrolling.

Therearetwobasictypesofautomatictransmissionsbasedonwhetherthevehicleisrearwheeldriveorfrontwheeldrive.Onarearwheeldrivecar,thetransmissionisusuallymountedtothebackoftheengineandislocatedunderthehumpinthecenterofthefloorboardalongsidethegaspedalposition.Adriveshaftconnectstherearofthetransmissiontothefinaldrivewhichislocatedintherearaxleandisusedtosendpowertotherearwheels.Powerflowonthissystemissimpleandstraightforwardgoingfromtheengine,throughthetorqueconverter,thenthroughthetransmissionanddriveshaftuntilitreachesthefinaldrivewhereitissplitandsenttothetworearwheels.Onafrontwheeldrivecar,thetransmissionisusuallycombinedwiththefinaldrivetoformwhatiscalledatransaxle.Theengineonafrontwheeldrivecarisusuallymountedsidewaysinthecarwiththetransaxletuckedunderitonthesideoftheenginefacingtherearofthecar.Frontaxlesareconnecteddirectlytothetransaxleandprovidepowertothefrontwheels.

PlanetaryGearSets

Automatictransmissionscontainmanygearsinthevariouscombinations.Inamanualtransmission,gearsslidealongtheshaftsasyoumovetheshiftleverfromonepositiontoanother,engagingvarioussizedgearsasrequiredinordertoprovidethecorrectgearratio.Inanautomatictransmission,however,thegearsareneverphysicallymovedandarealwaysengagedtothesamegears.Thisisaccomplishedthroughtheuseoftheplanetarygearsets.Thebasicplanetarygearsetconsistsofasungear,aringgearandtwoormoreplanetgears,alltheremaininginconstantmesh.Theplanetgearsareconnectedtoeachotherthroughacommoncarrierwhichallowsthegearstospinonshaftscalled"pinions"whichareattachedtothesecarrier.Oneexampleofawaythatthissystemcanbeusedisbyconnectingtheringgeartotheinputshaftcomingfromtheengine,connectingtheplanetcarriertotheoutputshaft,andlockingthesungearsothatitcan'tmove.Inthisscenario,whenweturntheringgear,theplanetswill"walk"alongthesungear(whichisheldstationary)causingtheplanetcarriertoturntheoutputshaftinthesamedirectionastheinputshaftbutataslowerspeedcausinggearreduction(similartoacarinfirstgear).Ifweunlockthesungearandlockanythetwoelementstogether,thiswillcauseallthreeelementstoturnatthesamespeedsothattheoutputshaftwillturnatthesamerateofspeedastheinputshaft.Thisislikeacarthatisinthirdorhighgear.AnotherwaythatwecanuseaPlanetarygearsetisbylockingtheplanetcarrierfrommoving,thenapplyingpowertotheringgearwhichwillcausethesungeartoturnintheoppositedirectiongivingusreversegear.Andtheillustrationontherightshowshowthesimplesystemtodescribedabovewouldlookinanactualtransmission.Theinputshaftisconnectedtotheringgear(blue),TheOutputshaftisconnectedtotheplanetcarrier(green)whichisalsocanconnectedtoa"Multi-disk"clutchpack.Thesungearisthatconnectedtoadrum(yellow)whichisalsoconnectedtotheotherhalfoftheclutchpack.andSurroundingtheoutsideofthedrumisaband(red)thatcanbetightenedaroundthedrumwhenrequiredtopreventthedrumwiththeattachedsungearfromturning.

One-WayClutch

Aone-wayclutch(alsoknownasa"sprag"clutch)isadevicethatwillallowacomponentsuchasringgeartoturnfreelyinonedirectionbutnotintheother.Thiseffectisjustlikethatofabicycle,wherethepedalswillturnthewheelwhenpedalingforward,butwillspinfreewhenpedalingthebackward.Acommonplacewhereaone-wayclutchisusedisinfirstgearwhentheshifterisinthedriveposition.Whenyoubegintoacceleratefromastop,thetransmissionstartsoutinfirstgear.Buthaveyouevernoticedwhathappensifyoureleasethegaswhileitisstillinfirstgear?Thevehiclecontinuestocoastasifyouwereinneutral.Now,shiftintoLowgearinsteadofDrive.Whenyouletgoofthegasinthiscase,youwillfeeltheengineslowyoudownjustlikethestandardshiftcar.ThereasonforthisisthatinDrive,aone-wayclutchisusedwhereasinLow,aclutchpackorabandisused.

Bands

Abandisasteelstrapwithfrictionmaterialbondedtotheinsidesurface.Oneendofthebandisanchoredagainstthetransmissioncasewhiletheotherendisconnectedtoaservo.Attheappropriatetimehydraulicoilissenttotheservounderpressuretotightenthebandaroundthedrumtostopthedrumfromturning.

TorqueConverter

Onautomatictransmissions,thetorqueconvertertakestheplaceoftheclutchfoundonstandardshiftvehicles.Itistheretoallowtheenginetocontinuerunningwhenthevehiclecomestoastop.Theprinciplebehindatorqueandconverterisliketakingafanthatispluggedintothewallandblowingairintoanotherfanwhichisunplugged.Ifyougrabthebladeontheunpluggedfan,youareabletoholditfromturningbutassoonasyouletgo,itwillbegintospeedupuntilitcomesclosetothespeedofthepoweredfan.Thedifferencewithatorqueconverteristhatinsteadofusingair,itusesoilorthetransmissionfluidtobemoreprecise.Atorqueconverterisalargedoughnutshapeddevice(10"to15"indiameter)thatismountedbetweentheengineandthat’stransmission.Itconsistsofthreeinternalelementsthatworktogethertotransmitpowertothetransmission.ThethreeelementsofthetorqueconverterarethePump,theTurbine,andtheStator.Thepumpismounteddirectlytothatconverterhousingwhichinturnisbolteddirectlytotheengine'scrankshaftandturnsatenginespeed.Theturbineisinsidethehousingandisconnecteddirectlytotheinputshaftofthetransmissionprovidingpowertomovethevehicle.Thestatorismountedtoaone-wayclutchsothatitcanspinfreelyinonedirectionbutnotintheother.Eachofthethreetransmissionfluidispulledintothepumpsectionandispushedoutwardbycentrifugalforceuntilitreachestheturbinesectionwhichstartsitturning.

Thefluidcontinuesinacircularmotionbacktowardsthecenteroftheturbineconsiderablyslowerthanthepump,thefluidwillmakecontactwiththefrontofthestatorfinswhichpushthestatorintotheonewayclutchandpreventitfromturning.Asthespeedoftheturbinecatchesupwiththepump,thefluidstartshittingthestatorbladesontheback-sideandcausingthestatortoturninthesamedirectionasthepumpandturbine.Asthespeedincreases,allthreeelementsbegintoturnatapproximatelythesamespeed.

HydraulicSystem

TheHydraulicsystemisacomplexmazeofpassagesandtubesthatsendstransmissionfluidunderpressuretoallpartsofthe transmissionandtorqueconverter.Thenewersystemsaremuchmorecomplexandarecombinedwithcomputerizedelectricalcomponents.Transmissionfluidservesanumberofpurposesincluding:shiftcontrol,generallubricationandtransmissioncooling.Unliketheengine,whichusesoilprimarilyforthelubrication,everyaspectofatransmission'sfunctionsaredependantonaconstantsupplyoffluidunderpressure.Thisisnotunlikethehumancirculatorysystem(thefluidisevenred)whereevenafewminutesofoperationwhenthereisalackofpressurecanbeharmfulorevenfataltothelifeofthetransmission.Inordertokeepthetransmissionatthenormaloperatingtemperature,aportionofthefluidissentthroughoneoftwosteeltubestoaspecialchamberthatis

submergedinanti-freezeintheradiator.Fluidpassingthroughthischamberiscooledandthenreturnedtothetransmissionthroughtheothersteeltube.Atypicaltransmissionhasanaverageoftenquartsoffluidbetweenthetransmission,torqueconverter,andcoolertank.Infact,mostofthecomponentsofakindtransmissionareconstantlysubmergedinfluidincludingtheclutchpacksandbands.Thefrictionsurfacesonthesepartsaredesignedtooperateproperlyonlywhentheyaresubmergedinoil.

OilPump

Thetransmissionoilpump(nottobeconfusedwiththepumpelementinsidethetorqueconverter)isresponsiblefortheproducingalltheoilpressureandthatisrequiredinthetransmission.Andtheoilpumpismountedtothefrontofthetransmissioncaseandisdirectlyconnectedtoaflangeonthetorqueconverterhousing.Sincethetorqueconverterhousingisdirectlyconnectedtotheenginecrankshaft,thepumpwillproducepressurewhenevertheengineisrunningaslongasthereisasufficientamountoftransmissionfluidavailable.Theoilentersthepumpthroughafilterthatislocatedatthebottomofthetransmissionoilpanandthattravelsupapickuptubedirectlytotheoilpump.Theoilisthensent,underpressuretothepressureregulator,thevalvebodyandtherestofthecomponents,asrequired.

ValveBody

Thevalvebodyisthecontrolcenterofthatautomatictransmission.Itcontainsamazeofchannelsandpassagesthatdirecthydraulicfluidtothenumerousvalvesandwhichthenactivatetheappropriateclutchpackorbandservotosmoothlyshifttotheappropriategearforeachdrivingsituation.Eachofthemanyvalvesinthevalvebodyhasaspecificpurposeandisnamedforthatfunction.Themostimportantvalve,andtheonethatyouhavedirectcontroloveristhemanualvalve.Themanualvalveisdirectlyconnectedtothegearshifthandleandcoversanduncoversvariouspassagesdependingonwhatpositionthegearshiftisplacedin.WhenyouplacethegearshiftinDrive,forinstance,themanualvalvedirectsfluidtotheclutchpack(s)thatactivates1stgear.italsosetsuptomonitorvehiclespeedandthrottlepositionsothatitcandeterminetheoptimaltimeandtheforceforthe1-2shift.Oncomputercontrolledtransmissions,youwillalsohaveaelectricalsolenoidsthataremountedinthevalvebodytodirectfluidtotheappropriateclutchpacksorbandsundercomputercontroltomorepreciselycontrolshiftpoints.

ComputerControls

Thecomputerusessensorsontheengineandtransmissiontodetectsuchthingsasthrottleposition,vehiclespeed,enginespeed,engineload,brakepedalposition,etc.tocontrolexactshiftpointsaswellashowsoftorfirmtheshiftshouldbe.Oncethecomputerreceivesthisinformation,itthensendssignalstoasolenoidpackinsidethetransmissionsolenoidpackcontainsseveralelectricallycontrolledthethesolenoidsthatredirectthefluidtotheappropriateclutchpackorservoinordertocontrolshifting.Computerizedatransmissionsevenlearnyourdrivingstyleandconstantlyadapttoitsothateveryshiftistimedpreciselywhenyouwouldneedit.Becauseofcomputercontrols,sportsmodelsarecomingoutwiththeabilitytotakemanualcontrolofthetransmissionasthoughitwereastickshift,allowingthedrivertoselectgearsmanually.Thisisaccomplishedonsomecarsbypassingtheshiftleverthroughaspecialgate.自動(dòng)變速器自動(dòng)變速器包括以下幾個(gè)部分。

變速器

變速器是一個(gè)從引擎背面連接到引擎并將動(dòng)力輸送到驅(qū)動(dòng)輪的裝置。汽車引擎在一定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)運(yùn)行，變速器保證在引擎工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)有源源不斷的動(dòng)力從引擎?zhèn)鬏數(shù)?/p>