閉式靜液壓雙軌驅動在履帶運輸車中的應用

目前國內(nèi)采用閉式靜液壓雙軌驅動的履帶運輸車越來越多，尤其是在履帶推土機 、履帶拖拉機和運輸型履帶運輸車上不斷有采用閉式靜液壓雙軌驅動的產(chǎn)品問世 ,采用該系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：利于隔斷地面對發(fā)動機的沖擊；可滿足車輛較高的行走車速 ;可實現(xiàn)無級變速，滿足用戶對不同作業(yè)速度的要求 ;起步穩(wěn) ,滿足特殊工況的需要 ;取消復雜的機械傳動系 ,減輕整機重量；液壓元件通用化程度高 ,主機變型容易 。大功率 ,大型雙軌驅動車輛上， 采用閉式系統(tǒng)靜液壓驅動優(yōu)勢更為明顯，雖然液壓系統(tǒng)要求的壓力很高、流量很大， 但是液壓元件， 液壓附件、油箱與同功率的開式液壓系統(tǒng)相比，體積較小，利于主機布置。以下為作者根據(jù)多年從事靜液壓傳動配套設計總結出的一些資料，供同行們參考。

1 系統(tǒng)構成

目前，通常情況下 ,閉式系統(tǒng)靜液壓的雙軌驅動采用液控或電控變量泵與定量馬達組成 , 為滿足不同的作業(yè)速度和牽引力要求， 有時還需要采用有級變量馬達。圖 1所示為閉式系統(tǒng)靜液壓的雙軌驅動傳動系的基本構成，即由先導手柄、泵、馬達 、減速機等部件組成 。

2 先導手柄與變量泵的匹配

設計當中，泵的排量—壓力 （電壓）控制曲線以及先導油路或者電路調(diào)壓曲線的選配非常關鍵 。全液壓雙軌驅動車輛驅動油泵的壓力控制曲線死區(qū)稍大些較好，可減少先導手柄不正?；蝿右鸨玫恼`動作，利于提高整機的直線行駛性；斜率越大越好，有利于降低轉向靈敏度，控制泵在小排量時轉向， 降低轉向速度，轉向時，需克服的慣性阻力也小，不易導致發(fā)動機熄火 。一般情況下， 先導手柄的調(diào)壓曲線兩種。在作配套設計時， 先導手柄的調(diào)壓曲線越過死區(qū)時起始壓力 （電壓 ）點 要低于泵死區(qū)排量對應的最大壓力 （電壓 ）（f點 ）， 利于主機起步平穩(wěn)， 可 0公里起步。先導供油壓力 （供電電壓 ）要高于泵最大排量對應的壓力 （電壓 ）， 可最大限度控制油泵排量的無級變化， 一般情況下， 液控時 ,供油壓力要高于泵最大排量對應的壓力 5 ×105Pa左右 ,利于減少由于手柄在高速行車過程中抖動造成主機車速不穩(wěn) ?？刂朴捅门帕繜o級變化對應的手柄行程越大越好 ,如圖 2所示， 控制曲線Ⅲ與控制曲線 Ⅱ相比， 使用控制曲線 Ⅲ利于擴大控制油泵排量無級變化對應的手柄行程（nj段 >mi段），但受手柄操作行程限制。比例曲線段斜率越小越好 ,曲線Ⅲ與曲線Ⅱ相比 ,在同樣的操作行程Δs下 ,曲線Ⅱ的油泵排量的變化大于曲線Ⅲ （Δq2 <Δq3 ），對于駕駛員操作來說， 使用控制曲線Ⅱ， 操作起來就過于靈敏，使用控制曲線Ⅲ， 要比控制曲線Ⅱ操縱手感要好。另外，在采用控制曲線Ⅲ時，比例段最大壓力 （電壓）（c點 ）應當接近于泵的排量—壓力 （電壓）控制曲線對應的最大控制壓力（電壓）點（h點）。為改善主機的轉向性能 ,提高主機的機動性能 ,減少小半徑轉向時導致的轉向阻力過大 , 耗用發(fā)動機功率過多 ,造成發(fā)動機熄火，可對油泵的排量作一些限制 。通常的辦法是在轉向時， 對先導控制手柄的供油壓力 （供電電壓 ）作一些限制 ,使先導手柄的供油壓力（供電電壓 ）低于泵的最大排量對應的控制壓力 （電壓 ），供油壓力（電壓 ）的限定值可根據(jù)主機的整機參數(shù)，在保證發(fā)動機不熄火的前提下設定 。

3 系統(tǒng)壓力的確定

對于閉式靜液壓雙軌驅動車輛 ,一般情況下， 在克服轉向阻力時 ,對應的壓力最大， 此壓力可作為系統(tǒng)的設定壓力。但是 ,系統(tǒng)壓力的確定 ,除了要特別考慮克服的轉向阻力對系統(tǒng)的要求外 , 還需綜合考慮目前液壓元件和液壓附件可以達到的性能指標以及根據(jù)主機的使用工況、成本等因素 。

4 馬達的確定

雙速馬達的采用對滿足車速以及最大牽引力的要求，提高液壓系統(tǒng)的效率非常必要 ,另外高速馬達和低速大扭矩馬達在使用時也應該有所區(qū)別 , 高速馬達體積較小可采用內(nèi)藏式， 或者與減速機一體的方案，最好的辦法是都藏在履帶里面 ,利于提高主機的行駛通過性。低速大扭矩馬達體積較大 , 為改善整機的通過性 , 馬達要設置在比驅動輪中心高的地方 ,通常的辦法是在馬達的輸出端增加一級外嚙合齒輪傳動的減速機 ,使馬達遠離地面 。

5 油泵的確定

油泵盡量采用較高的計算轉速 , 最好接近于油泵的額定轉速 ,這樣 , 即使發(fā)動機處于怠速供況 , 油泵及馬達組成的回路系統(tǒng)也具有較高的傳動效率 。油泵的最大排量的確定， 通常采用雙速馬達排量較小的一檔，來確定泵的排量比較合適 。既可以減小配套動力，有利于提高系統(tǒng)的傳動效率。

6 閉式液壓系統(tǒng)液壓附件的選配應當特別注意以下問題 :1） 吸油管路應盡量短， 內(nèi)徑要大 , 不易吸癟 ,吸油路上僅加一個較粗的吸油濾網(wǎng)即可 ,如果布置空間允許， 盡量采用高位液壓油箱 ,使液壓油箱油面高于油泵的吸油口， 改善油泵的吸油條件 ,在連接吸油管路時， 應特別注意吸油管路上不得有漏氣環(huán)節(jié) ,否則會造成車輛抖動，直線行駛性差 ,泵 、馬達損壞等故障。 2）泵 、馬達的泄油管路內(nèi)徑要盡量大 ,且需要單獨直流回油箱， 在泄油管路上不增加任何濾油器 ,使泄油阻力盡量減小 ,以免泵 、馬達軸封沖掉 ,造成液壓系統(tǒng)與相連的傳動元件串油，導致液壓油流失和被污染， 甚至更嚴重的系統(tǒng)故障。