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液力机械式黏土传动系统的研究 1 增加适应能力,提高作业生产率,降低比油路 挖掘机使用两种类型的能源：挖掘机和电机。由于使用内燃机作为动力装置不受电源、电缆等限制, 车辆机动方便, 故内燃机的应用更为普遍。推土机追求速度与负荷之间的自适应能力, 并充分利用发动机功率, 提高作业生产率, 降低比油耗, 即追求最大的动力性、经济性和作业生产率, 上述三者都与推土机传动系统有着密切的关系。推土机的价格和使用成本以及驾驶员的操纵轻便性, 很大程度上取决于传动系统。推土机传动系统应具备对外载荷的自动适应能力, 最好能自动无级变速;为了减少燃油消耗, 降低使用成本, 要求传动系统效率高;要求换档轻便、省力, 最好是自动换档;换档响应快, 动力不中断, 换档冲击小。另外, 还要求共制造容易、结构紧凑、使用可靠、寿命长。 2 挖掘机生产线的传动形式 2.1 点和优缺点 机械传动系统是依靠机械元件传递动力的传动装置。机械式推土机传动系统由发动机、主离合器、变速器、中央传动和终传动等组成, 功的传递靠机械部分来完成。机械传动有主离合器复合人力换档变速箱、液压动力换档变速箱两种方式。其优点是:结构简单、成熟、精密零件较少、价格低;稳态传动效率高;输出转速随负荷变化不大, 特性较硬;与发动机的匹配要求较严格, 在一定速度范围内可利用发动机进行动力制动。其缺点是:齿轮变速器换挡有冲击、起步不柔和;各传动部件间的相对位置关系严格, 总体布局方式受到较多限制;实现遥控和自动控制比较困难;操作繁琐, 劳动强度大, 对驾驶人员技术要求较高;由于换挡伴随着功率的中断, 占去不少无效时间;发动机负荷变化大, 无法经常在负荷油耗比有利的工况下运行, 工况变化引起的负载变化和冲击几乎都传到发动机上, 易引起转速的剧烈变化, 超负荷时容易熄火, 导致发动机油耗高、磨损快。机械传动系统多用于小型推土机, 在中大型推土机中, 机械传动系统采用不多。 2.2 液力变矩器的作用 液力机械式推土机与机械式推土机的传动系统接近, 只是用液力变矩器取代了主离合器。液力机械式推土机发动机输出的动力通过液力变矩器传递到动力换档行星齿轮变速箱, 由输出轴传到中央传动, 中央传动经过一对锥齿轮改变运动方向后传递到左右终传动, 最后到达行走系统。液力变矩器是一种以工作液体动量矩的变化来传递转矩的传动装置, 其工作介质是液体, 降低了传动中的振动和冲击, 大大延长了车辆的使用寿命。在外负载突然增大的情况下, 液力变矩器能使车辆自动增大牵引力, 同时自动降低行驶速度, 以克服增大的负载;反之, 能够自动减小牵引力并提高行驶速度, 保证发动机尽量在额定的工况下工作。液力机械传动推土机具有适应外负荷变化的能力, 发动机不容易熄火, 且可负载换挡, 减少换挡次数, 操纵比机械式轻便, 作业效率较高。其缺点有:成本较高, 重量较大;由于存在液力损失而使燃料经济性和牵引效率有所降低;变矩器与发动机之间的特性匹配要求苛刻;在需要输出低转速、大扭矩的工况时效率低;动力制动能力差, 行车制动器工作频繁, 磨损较快。 2.3 静液压材料的发展 采用静液压传动, 靠流体的压力能来完成功率传递, 结构简单, 传动效率高, 无级变速范围大, 自动适应性好, 噪声低。静液压推土机传动系统主要由发动机、变量泵、变量马达、减速机构以及控制机构等部分组成。静液压工程机械有高速和低速两种传动形式, 由于低速方案采用的低速大扭矩马达受成本高的限制, 目前静液压推土机普遍采用高速传动方案, 即采用液压泵、高速马达、减速机构的传动方案。静液压推土机较传统的推土机减少了很多部件, 如动力换挡液力变矩器、变速器、转向离合器和转向制动器等;发动机电液控制系统响应快, 且能适应实时变化负载的要求, 通过对发动机转速的监测和行走液压泵电子调节, 优化利用发动机的功率, 防止发动机过载;静液压推土机自动化程度高, 可实现智能化控制, 操作简单, 减小了操作人员的劳动强度。其缺点有:组件比较精密, 要求良好的制造技术, 成本较高;稳态传动效率较低;维修保养工作所要求的技术水准较高;就目前的技术水平看, 国内产品智能化程度还比较低, 在基本功能的控制、动力性和经济性上还不成熟。 2.4 液压马达和液压管道 电传动系统是把内燃机的机械能转化为电能, 通过传递电能来传动动力, 由电能最后再转化为机械能的传动系统。电力传动的总体概念与静液压传动类似, 只是用发电机、电动机和电缆取代了液压泵、液压马达和液压管道。其优点是:电动机和发电机之间用柔性电缆连接, 铺设比液压管道更为方便;调节性能好, 与微电子技术相关联程度高, 能得到多种牵引特性曲线, 易于实现自动控制及遥控;能使发动机在有利工况下稳定运行, 油耗低、排放污染小、寿命长。其缺点是:单位重量功率密度