装载机液压行走系统.pdf

2 4 2 0 0 7 0 3 C O N S T R U C T I O N M E C H A N I Z A T I O N 综合篇 H S T 是一种可以在全车速范围内实现无级变 速的传动方式 将其应用于装载机的行走系统 在很大程度上提高了装载机操作舒适性 布局合 理性以及功率等各项性能 目前 世界上先进国 家新开发的小型装载机几乎都采用 H S T 并有向 大型装载机发展的趋势 与传统的液力机械装载 机相比 具有很大优势 1 T M和 H S T分析比较 装载机作业特点 边行走边作业 移动中进 行作业 行走装置和工作装置同时动作 循环作 业 频繁地起步和前进后退 不断地加减速 掘 削时低速大驱动力 转移时在路上需高速行驶 所需驱动力和速度变化范围广 1 1 T M的缺点 T M 是变矩器加动力换挡变速箱 基本上适 应装载机作业特点 因此在装载机上广泛采用 但存在以下不足 作业时经常在低速大驱动力 下工作 此时变矩器效率较低 油耗大 切入 铲土时 发动机负荷大转速降低 不能充分利用 发动机功率 作业效率低 作业装置和行走装置 同时工作时 很难使发动机控制在最大功率点工 作 主要是行走变矩器输出功率难控制调节 过 去曾采用滑差式离合器来进行功率调节 但功率 损失大 变矩器变速范围小 因此必须采用动 力换挡变速箱 作业时需频繁换挡 每小时高达 1 0 0 0 次 司机劳动强度大 现采用电操纵和微机 控制自动换挡 价格较贵 1 2 H S T 的优点 液压传动元件位置独立 布置方便 发动机布置在车辆最后部可代替平衡重 在确保 稳定性前提下 可降低车重 与相同等级 T M 车 相比 重量降低约 1 0 以上 H S T液压部件 独立布置 装载机中部没有大部件 空地大 可 设计选取合适的轴距和大的折腰角度 轴距减小 使转向半径减小 H S T 动力传动装置系统 布 置位置可放低 使整机重心位置降低 提高稳定 性 发动机布置在后部 维修保养方便 H S T在全车速范围内可实现无级变速 发动机功率利用率好 H S T传动综合效率比 T M 传动高 油耗较低 3 H S T行走只需操纵油门踏板就能自动变 速 从最大牵引力至最高车速范围内平稳地行走 而不需换挡 前进后退换向只需操纵手柄 或按 钮 如果将换向手柄 或按钮 设置在方向盘上 那么整个行走过程手可以不离开方向盘 操纵轻 便容易 好像驾驶自动换挡小汽车 对不熟练的 司机很适合 行走微动性能好 H S T 车可通过微动踏 板 改变变量泵斜盘倾角 使车速平稳连续变化 H S T 具有制动效果 H S T 车在坡道上行 驶 操纵很简单 下坡放油门踏板 上坡踩油门 装 载 机 液 压 行 走 系 统 Hydraulic running system of loaders 张久林 黄宗益 李兴华 ZHANG Jiu lin HUANG Zong yi LI Xing hua 同济大学 上海 2 0 0 0 9 2 介绍了液压传动 H S T 装载机较液力机械传动 T M 装载机的优势 并以小松 W A 3 0 3 W A 3 0 5全液压装载机为例 对其传动系统 操纵系统和液压行走系统作了较为详细的介绍 液压传动 无级变速 液力机械传动 液压行走系统 摘 要 关键词 专 题 研 究 建筑机械化 2 0 0 7 0 3 2 5 综合篇 踏板 因此行驶时制动器使用频率大大减少 可 延长制动器使用寿命 同时行车安全性提高 掘起力和行走驱动力匹配好 行走驱动 和工作装置可实现综合控制 使掘起力和行走驱 动力合理匹配 2 装载机液压行走传动系统和操纵系统 2 1 液压行走传动系统基本组成 图 1 为小松公司装载机液压行走传动系统布 置图 液压行走传动系统由液压泵 液压马达 分 动箱和前后驱动桥等组成 驱动功率匹配良好 3 运转模式切换机构 8 为运转模式切换机 构 通过它可控制油门开度的最大位置 有两种 运转模式 通常和柔和 分别有相应不同的油门 最大开度限位 一般情况采用通常运转模式 夜 间作业或市内作业等要求低噪声场合采用柔和运 转模式 该模式最大牵引力降低2 左右 对通常 装载作业能满足要求 4 脚踏式停车制动 采用脚踏式停车制动操 纵简单 轻轻踩一下停车制动踏板 图2 中1 就 能制动 解除停车制动 只需拉一下停车制动解 除操纵杆 图2 中2 当停车制动器起作用时 方 向电操纵杆即使在前进或后退位置 机械也不会 行走 当发动机熄火时 如忘记将停车制动器制 动 会自动报警 5 油门踏板 5 为油门踏板 操纵它就能起 步 加速 减速和停车 全车速范围自动变速 操 纵简单方便 初学者很容易掌握驾驶 3 装载机行走液压系统 图 3 为小松装载机行走液压系统图 它由主 液压泵 带变量油缸 补油泵 液压马达 带伺 服油缸 控制阀等组成 3 1 液压泵控制 1 方向控制 采用双向变量柱塞泵 通过电 开关操纵前进后退换向电磁阀 改变液压泵油流 方向 实现行驶方向改变 该阀有 3 个位置 前 进 中位和后退 对应前进 后退和停车 2 2 液压行走装载机操纵系统 图 2 为液压行走装载机操纵系统图 它由以 下操纵杆和操纵踏板组成 方向操纵杆 图2 中3 为方向电操纵杆 操纵装载机前进和后退 带锁住装置 能将操纵 杆固定在所操纵的位置 操纵时手可以不离开方 向盘 用手指操纵 为防止意外走动 方向电操 纵杆不在中位 发动机就不能启动 2 制动踏板 9 为左右制动踏板 右制动踏 板和微动阀连动 操纵此踏板 通过微动阀 改 变变量泵先导控制油压 使变量泵排量降低 实 现机械微动 使铲装作业时工作装置功率和行走 专 题 研 究 2 6 2 0 0 7 0 3 C O N S T R U C T I O N M E C H A N I Z A T I O N 综合篇 2 车速控制 补油泵排量随发动机转速 油 门开度 自动变化 在其出油道上设节流孔C 液 流经过节流孔C产生的压差 p与补油泵的流量有 关 而补油泵是定量泵 其流量与发动机转速成 正比 将此压差 p引入 D A控制阀 此 D A控制 阀在以下3 个力作用下取得平衡即压差 p 弹簧 力和通向液压泵变量油缸反馈的先导油压p 液 压泵的变量油缸在弹簧力作用下 处于中位排量 零 随着操纵变量油缸的先导油压p的增大 液 压泵排量随着增大 压差 p确定先导油压p 发 动机转速确定节流孔前后压差 p 因此操纵油门 踏板 改变发动机转速n p和液压泵排量随之 改变 当发动机在怠速状态时 液压泵排量为零 随着发动机转速增高 液压泵排量逐渐增大 实 现自动控制 由于变量泵是油门连动控制的 因 此只需操纵油门踏板就能控制车速 3 微动控制 微动阀操纵可以通过连杆和制 动踏板连动 微动阀也可以独立布置 通过制动 压力来操纵微动阀 使控制液压泵排量的先导油 压降低 减小液压泵排量 能实现与发动机转速 油门开关 无关 即使发动机在高转速下 而液 压泵的输出流量很小 实现机械微动 4 高压切断控制 当静压驱动系统油压达到 设定最大值 高压切断阀切断通向换向电磁阀的 先导油压 使液压泵变量油缸油压下降 液压泵 变至最小流量 减少能量损失 3 2 液压马达控制 图3 液压系统采用变量马达 其控制装置由前 进后退梭形阀 伺服阀和变量油缸组成 液压马达 的排量由伺服油缸活塞杆位置确定 其位置由伺 服阀控制 伺服阀阀芯右端受控制液压泵排量的 先导油压作用 其阀芯左端受静压驱动系统油压 反馈作用和弹簧力作用 伺服阀在液压泵先导油 压 驱动系统油压和弹簧力作用下取得平衡 确定 其位置 伺服阀芯位置确定伺服变量油缸活塞杆 位置 活塞杆位置确定液压马达排量 从力平衡可 知 随着系统油压增加 液压马达排量增大 随着 液压泵先导控制油压上升 液压马达排量下降 液压马达排量随液压泵先导控制油压 发动 机转速 上升而下降 当发动机在怠速状态时 液 压马达排量处于最大位置 随着发动机转速上升 液压马达排量逐渐减小 前进后退梭形阀的作用是前进后退变化时 实现高低压油路转换 采 用以上控制实现全程自动 无级变速 如图4