液壓机械分流无极传动.docxVIP

现代坦克,对于极大影响其机动性的传动系统,提出了越来越高的要求.鉴于充分利用发动机功率、节省能源,及获得最佳理想传动的要求,现代坦克传动系统已逐渐从传统的有级式传动向无级传动发展.在此发展过程中,人们进行了不断地探索.其中,液压传动是一种较好的传动,它有许多优点,最主要的是它可以使传动装置的传动比,在一个较宽的范围内,实现连续可控的调节变化,以实现车辆无级变速直驶或转向的理想传动性能.它的比较有效的功能部件是液压泵、马达的组合机构,通过对变排量泵(或马达)的调节,可实现机构输出、入端无级变化的传动比.统计资料表明,液压泵、马达的无级传动装置,当前在坦克装甲战车上比较普遍地被用于转向传动系统.如:美国LvTP一7两栖登陆车,Ml坦克,西德的豹l坦克,法国的AMx一和坦克以及英国的挑战者坦克等,使用这类无级转向装置,大大提高了车辆的转向机动性能.但是,由于液压传动有其不足之处,这主要是它的传动效率低于传统的机械传动效率;且鉴于现有技术水平的限制,液压泵、马达元件的制造比较困难,因此,限制了它在需要大功率、紧凑体积、高效率的坦克战车传动装置上的应用. 为了改善纯液压传动(HydrostarseTransmjssjon,简称:HT)的不足,近年来,综合有压和机械传动优良特性的液压一机械分流无级传动(Hydrostatie一MeehaniealTrans,nission),简称:HMT得到了极大的发展.一．变速器1.1 有级变速器 手动换档机械变速器(Mechanical Transmission,简称 MT)。其变速原理是通过多对齿轮传动组合实现变速，传动比为几个定值，因此称之为有级变速器。由于其传动比为定值，不能保证发动机始终工作在最佳动力性和最佳经济性工作区，换档时会产生冲击和噪声，降低舒适性。1.2 无级变速器 无级变速器是指采用控制系统使传动比可在一定范围内连续变化的变速器，简称 CVT(Continuously Variable Transmission)能够使车辆自动适应外界工况的变化，可保证车辆始终工作在最佳动力性和最佳经济性工作区，可提高车辆的动力性、经济性、生产效率，实现操作自动化，简化驾驶员操作，降低驾驶员的劳动强度，使车辆运行平稳，也为综合控制车辆传动系提供可能。按照结构和传动介质主要分为机械式、液力机械式、液压机械式、静液式、电力式等。 液压机械无级变速器(HMT)由液压调速机构和机械变速机构及分、汇流机构组成，是一种液压功率流与机械功率流并联的新型传动形式，通过机械传动实现传动高效率，通过液压传动与机械传动相结合实现无级变速。与传统的机械式有级变速器相比，液压机械无级变速器有以下特点：①能自动适应负荷和行驶阻力的变化，实现无级变速，保证发动机工作在最佳工作点，有利于提高车辆动力性、燃油经济性和工作效率。②以液体为传力介质，大大减轻传动系动载，易防止发动机超载和熄火，可提高有关零部件的寿命，对工作条件恶劣的农业机械和工程机械尤为重要。③行驶平稳，能吸收和衰减振动，减少冲击和噪声，提高乘坐舒适性。④有很低的稳定行驶车速，可提高拖拉机在坏路上的通过性和低速作业质量。⑤ 操作轻便，便于实现换档自动化，降低驾驶员劳动强度。⑥与纯机械传动相比，传动效率不很高，对变量泵和定量马达及液压系统要求较高，制造及使用成本较高。该传动综合了液压传动和机械传动的主要优点，兼有无级调速性能和较高的传动效率，因此在大功率拖拉机、汽车、工程机械、坦克、电力机械等许多领域有着良好的应用前景。二．液压机械双流传动原理分析 2.1 双流传动原理研究 车辆的双流传动是相对于单功率流传动而言的，既具有单流传动的特点又有很大的不同，单功率流传动中功率流是按一路传动，是串联的。双流传动中功率流向是并联的，两路功率是并联传动，如图1所示。主要有分流机构、单流传动机构1 和 2、汇流机构组成。发动机功率输入分流机构后分为两路，一路经单流传动机构1传至汇流机构，另一路经单流传动机构2传至汇流机构，两路功率在汇流机构处汇合后输出。车辆的分流机构和汇流机构可分别为定轴齿轮副或行星齿轮传动，单流传动机构可为液压传动、液力传动、机械传动电力传动等多种形式。 图 1 双流传动原理图2.2 定轴齿轮副分流和汇流 定轴齿轮副分流和汇流可用图2说明其原理。传动路线及元件转速和转矩如图2所示，其关系为下式：上述式中，i 为主动齿轮对被动齿轮的传动比，n 为转速，M 为转矩。由式(2-1)和(2-2)可知该分汇流形式有如下特点：转速特点：机构一定时，各元件转速之间保持一定的比例关系，即任一元件转速一定，其他元件转速也一定并与之成比例变化。 转矩特点：机构一定且M0 一定时，M1与M2代数和一定，但其间的分配比例可以变化，可使一路为零，甚至于为负值，输出的关系发生变化。