簡(jiǎn)析工程車輛液力機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力性分析

摘 要：當(dāng)工程車輛在高負(fù)載運(yùn)行情景下，為了有效增強(qiáng)其適應(yīng)能力可以采用液力機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)。本文主要分析了現(xiàn)目前工程車輛采用的液力傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力性問(wèn)題，并結(jié)合有關(guān)實(shí)際研究，提出了相關(guān)改進(jìn)策略如設(shè)置自動(dòng)換擋、增加變速箱檔位、簡(jiǎn)化變矩器等。這些改進(jìn)方案為傳統(tǒng)液力機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的改進(jìn)提供了一定的思路。

關(guān)鍵詞：動(dòng)力性；機(jī)械；動(dòng)力系統(tǒng)；液力；車輛

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.09.111

1 問(wèn)題的提出

當(dāng)車輛處于高負(fù)荷運(yùn)行情景時(shí)，液力變矩器的傳動(dòng)效率會(huì)大大減低甚至失去效用，那么在這樣的情況下，大功率輸出要求不能實(shí)現(xiàn)，反而因?yàn)楣β实姆e壓不能釋放，從而導(dǎo)致油溫迅速升高，造成機(jī)械的運(yùn)行環(huán)境出現(xiàn)惡化情況。這樣的弊病導(dǎo)致液力傳動(dòng)系統(tǒng)性能受到很大的影響。近年來(lái)，有關(guān)研究者通過(guò)設(shè)計(jì)雙渦輪和雙導(dǎo)輪以及反轉(zhuǎn)導(dǎo)輪結(jié)構(gòu)試圖提升液力變矩器的工作效率，雖然這樣的措施取得了一定的效果，但是從整體上講仍然不夠理想，因而沒(méi)有解決根本問(wèn)題。鑒于此，本文將重點(diǎn)分析液力傳功系統(tǒng)的動(dòng)力性問(wèn)題，對(duì)其改善措施提供一定的參考依據(jù)。

2 液力傳動(dòng)系統(tǒng)的改善措施

通過(guò)上文的闡釋我們知道，傳統(tǒng)的液力傳功系統(tǒng)存在功率輸出不足的問(wèn)題，這樣的問(wèn)題嚴(yán)重影響著機(jī)械的實(shí)際性能。因此為了提高機(jī)械的性能，就應(yīng)該著力解決液力傳功系統(tǒng)的動(dòng)力性問(wèn)題，下文將對(duì)此問(wèn)題做具體的論述。

2.1 換擋變速箱的設(shè)計(jì)問(wèn)題及解決策略

通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，影響液力傳動(dòng)系統(tǒng)性能的主要原因之一是變速箱設(shè)計(jì)問(wèn)題，傳統(tǒng)的變速箱設(shè)計(jì)沒(méi)有參考機(jī)械作業(yè)的與作業(yè)操作的實(shí)際情況，前進(jìn)檔位與后退檔位設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，使得作業(yè)操作也變得比價(jià)繁復(fù)。而經(jīng)過(guò)改善的液力傳動(dòng)系統(tǒng)的變速箱設(shè)計(jì)往往采用前二后一方案，這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得機(jī)械在作業(yè)過(guò)程中變速箱的檔位可以保持在一個(gè)位置，在實(shí)際操作中，操作人員只需要掌控方向即可，這樣就可以使得司機(jī)可以集中精力進(jìn)行作業(yè)。以此就可以有效提高作業(yè)效率。這樣的改善措施其科學(xué)性也得到了諸多實(shí)際證明，譬如杭州齒輪箱設(shè)計(jì)生產(chǎn)的ZL4和ZL50這兩個(gè)型號(hào)的變速箱，就采取了前二后一的變速檔位設(shè)計(jì)，前進(jìn)檔為2111和51508，而后退檔為11577兩種。如此設(shè)計(jì)有效的解決了傳統(tǒng)液力傳動(dòng)系統(tǒng)，檔位置換存在的問(wèn)題，極大的提高了傳動(dòng)效率。

2.2 變矩問(wèn)題分析及解決措施

采用前二后一檔位設(shè)置的變速箱設(shè)計(jì)，為了提高其性能，就需要同時(shí)使用雙渦輪變矩器（如Z50D）配合。因?yàn)橐话愕娜毫ψ兙仄鞯母咝Х秶容^逼仄，除此之外其變矩范圍也比較低，這樣的不利因素嚴(yán)重的制約了傳動(dòng)效用的發(fā)揮。而采用雙渦輪變矩器能夠有效拓寬高效范圍同時(shí)也能夠增加變矩范圍。這樣就能夠有效提高液力傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)性能。同時(shí)為了減低傳動(dòng)系統(tǒng)故障率，可以通過(guò)增加變速箱的檔位數(shù)加以改善。因?yàn)槭褂脵n變速箱能夠在變矩器負(fù)荷增加時(shí)，變矩器的傳動(dòng)效率有可能會(huì)降低到高效區(qū)外，在這樣的情況下變速器的效率就得不到應(yīng)有的保障，為了改變這樣的窘境，采用多檔位變速器能夠通過(guò)降低檔位操作，就能夠提高變矩器的工作效率，并且這樣的設(shè)計(jì)也能夠保證機(jī)械的牽引力不會(huì)降低。這樣的方案的主要特點(diǎn)是利用換擋機(jī)制，有效對(duì)抗高負(fù)荷運(yùn)行情況下的變矩器效率低于高效區(qū)變化以此提高變矩器的適應(yīng)能力。但是如果在負(fù)荷變化范圍不大的情況下，使用三元件變矩器也能滿足這樣的要求，因此在具體情況下應(yīng)該辯證的采用適當(dāng)?shù)淖兙仄鳌?/p>

3 計(jì)算比較

為了克服傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的弊病提高液力傳動(dòng)系統(tǒng)的工作效率，就需要進(jìn)行一定改善措施，且為了保證改善措施具有科學(xué)性也需要通過(guò)計(jì)算比較進(jìn)行佐證。

傳統(tǒng)液力傳動(dòng)系統(tǒng)的弊病在于傳動(dòng)效率低且耗油較高，為了克服這樣的缺點(diǎn)徐州裝載機(jī)廠對(duì)傳統(tǒng)的裝載機(jī)進(jìn)行了改善，他們將ZL50D裝載改進(jìn)成了ZL50E.具體的改善措施是將ZL50D采用的雙渦輪變矩器YJSW315并配有一個(gè)前進(jìn)檔和兩個(gè)后退檔的變速器，改進(jìn)成了使用三元件變矩器并配置了四個(gè)前進(jìn)檔和四個(gè)后退檔。通過(guò)這樣的改進(jìn)發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)方案的全負(fù)荷速度特性有了很大的改變，除此之外其調(diào)速特性也出現(xiàn)了很大的改善。

通過(guò)對(duì)兩個(gè)方案的測(cè)試數(shù)據(jù)研究我們發(fā)現(xiàn)，新方案的高效區(qū)一般都穩(wěn)定在低速行駛的情況下，而舊方案的高效區(qū)一般處在中速行駛情況。除此之外，通過(guò)分析轉(zhuǎn)載機(jī)的牽引特性我們發(fā)現(xiàn)，在牽引力相同情況下，新方案的變矩器傳動(dòng)效率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于舊方案。并且在低速段運(yùn)行機(jī)制下新方案的裝載機(jī)穩(wěn)定性很高，這就保證了在相同牽引力情況下，新方案的工作效率就等到了很大的提升。

正是由于這新方案具有以上的優(yōu)越性，我國(guó)工程車輛大多采用的多檔變速配合三元件液力變矩器，增加檔位提高工程車輛的運(yùn)行效率。但是通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，國(guó)外的工程車輛除了增加檔位外，還采取了自動(dòng)換檔抑或是自動(dòng)半檔的技術(shù)。因?yàn)椴扇≡黾訖n位的改革方案后，隨著檔位的增加，就需要操作人員不斷的切換檔位，但是諸如此類的操作就會(huì)極大的分散操作人員的注意力，自然就會(huì)降低操作的效率。因此為了配合新方案的實(shí)施，也必須同時(shí)采用自動(dòng)換檔措施，只有這樣才能夠有效提升液力傳動(dòng)系統(tǒng)的工作效率。

4 結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)在工程車輛設(shè)計(jì)中一直采用的雙渦輪前二后一變速器運(yùn)行機(jī)制，嚴(yán)重影響了傳動(dòng)系統(tǒng)的工作效率。因?yàn)檫@樣的設(shè)計(jì)方案僅僅依靠變矩器的適應(yīng)性去應(yīng)對(duì)高負(fù)載運(yùn)行情況下的傳動(dòng)性變化，這樣顯然就會(huì)極大的降低其運(yùn)行效率。而采用三元件變矩器并配合多檔變速箱，能夠提高工程車輛在高負(fù)載的傳動(dòng)性能。因此在相同的牽引力和相同阻力的運(yùn)行情況下，采取多檔變速箱能夠提高車輛工程的運(yùn)作速度。但是在采取這樣的設(shè)計(jì)措施時(shí)，需要配合自動(dòng)換檔措施，這樣才能減少因檔位增多而增加的換檔操作，以此保證改革措施的實(shí)效性，總而言之，通過(guò)增加檔位并結(jié)合三元件變矩器，能夠有效解決傳統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力性問(wèn)題。

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作者信息：曾雅志（1995-），女，湖南邵陽(yáng)人，本科。