第7讲 工程机械行走电液控制系统(2)

1、第七次施工机械的行驶电液控制系统2，所谓有级变速，意味着机械传动的速度变化根据档位而变化，根据档位而存在不同的速度范围。 在有级变速切换挡位中速度变化不连续，有速度跳跃和换档冲击现象，但在无级变速中速度连续变化，换档过程平稳。 1、工程机械无级变速控制系统的应用，1 .工程机械无级变速控制系统的基本形式在工程机械的行驶驱动中，经常采用的是两种形式：一种是传统的机械传动，另一种是液压无级变速器。 前者的传动方式比较准确，行驶性能好，能满足建筑机械长距离转场作业的要求。 后者具有重量轻、结构紧凑、自动适应性好、操纵简便、运行平稳等优点，在施工机械作业时能满足牵引力和车速变化剧烈、频繁、变化范围广等

2、苛刻条件，应用日期广。 工程机械的行驶无级变速控制系统主要包括可变泵定量液压马达、定量泵可变液压马达、可变泵可变液压马达三种形式。 1 )变量泵定量液压马达容积调速回路变量泵定量液压马达调速系统如图4.13所示。 在该回路中，液压泵转速和液压马达排出量都为一定值，通过变更液压泵排出量，马达转速和输出电力成比例地变化。 电机的输出转矩和回路的工作压力由负载转矩决定，不随调速而变化，因此被称为恒转矩调速回路。 2 )定量泵变量电机式容积调速电路定量泵变量电机式容积调速电路如图4.14所示。 定量泵1的排量VP不变，可变油压马达2的排量VM的大小可以调节，3是安全阀，4是补油泵，5是补油泵的低压安全

3、阀。 3 )可变泵可变马达式容积调速电路由双向可变泵和双向可变马达构成的容积式调速电路如图4.15所示。 回路中的各要素对称配置，如果改变泵的供油方向，则能够实现马达的正反旋转，单向阀4和5用于辅助泵3的双向油补给，单向阀6和7的溢流阀8能够在两个方向上对回路发挥过载保护作用。 2、工程机械无级变速控制系统的工作原理上述3种容积调速电路的具体工作原理如下： 如果将可变泵的排出量设为VP，将转速设为nP，将定量马达的排出量设为VM，将马达的转速设为nM，则不考虑泄漏，泵的输出流量与马达的输入流量相等，因此，式(4.1) :因此，仅通过改变泵的排出量和马达的排出量，就能够改变马达的输出转速现代工程

4、机械的行驶系统总是在低速大扭矩状态下工作，负荷变化剧烈，调速要求高，因此大量采用柱塞可变泵和柱塞可变电动机。 1 )柱塞泵(1)轴向柱塞泵轴向柱塞泵是活塞或柱塞的往复运动方向与油缸中心轴平行的柱塞泵。 轴向活塞泵利用与传动轴平行的柱塞在柱塞孔内往复运动产生的容积变化进行动作。 (2)径向柱塞泵径向柱塞泵分为阀配流和轴配流两种。 阀配流径向柱塞泵具有故障率高、效率低等缺点。 国际上70、80年代发展起来的轴配流径向柱塞泵克服了阀配流径向柱塞泵的不足。 2 )活塞马达液压马达在结构分类、动作原理上与液压泵大致相同。 也有可直接作为液压马达使用的液压泵。 活塞马达的种类很多，分为轴向活塞马达和径向活

5、塞马达。 3 .建筑机械的无级变速电液控制系统1 )典型的轮式车辆行驶机构液压驱动系统的工作原理典型的轮式车辆行驶机构液压驱动系统的原理图如图4.16所示。 行驶系统采用四轮驱动，两个轴向柱塞式变量泵2分别构成前后轮的四个液压马达25、26和两个相互独立的闭式油路。 2 )行驶系统的调速实现行驶系统的调速有先导阀控制和可变电机排量控制两种方法。(1)先导阀控制减压式先导阀有2个完全相同的减压阀，各个减压阀由阀体、调压弹簧、导杆、推杆、复位弹簧等构成。 最初方向盘为零，切换阀阀柱不受轴向的油压力，保持中立位置。 方向盘的行程与先导阀出口压力成正比，先导阀出口压力与切换阀阀柱的行程成正比。 通过改

6、变先导阀的行程大小，可以控制泵振动角的大小，还可以控制马达转速，改变系统速度。 (2)使马达的排出量变化的该系统中的马达的2种排出量能够实现2速车速。 在系统中使用的马达是2速内曲线马达，马达排出量由马达内部的变速阀控制，变速阀的控制由速度选择阀15实现。 3 )发动机功率匹配及差速差力打滑问题的解决(1)功率匹配该系统通过液压调节器19实现发动机转速车速与系统工作压力(外负荷)的匹配。 液压调速器的结构如图4.18所示。 在外负荷比发动机输出小的情况下，发动机转速大致一定，车速取决于泵和马达的排出容量比，先导阀16， 如果通过调节17和速度选择阀15能够调速的外负荷超过发动机的输出，则发动机

7、转速下降，离心速度控制器18在调速器19的作用下向下移动，可变机构液压缸7的压力油路与油箱连接，该油缸内的液压减少，通过右端的弹簧力进行活塞由此，实现系统低速、大扭矩、高速、小扭矩的作业要求，保证发动机恒功率输出。 (2)采用解决差动问题的系统并联油路供油，可以解决车辆转弯等特殊条件引起的差动问题。 这是因为车辆转弯时，处于不同转弯半径上的一对车轮的两个驱动轮电动机需要不同的流量，否则无法实现同步转弯，但两个电动机并联连接，在动作时随机分配流量，能够彻底解决差动问题。 (3)解决差力、打滑的问题速度选择阀15位于图4.16所示的左位置时，背压油路通过阀15进入连通阀20的控制端，连通阀20被低

8、压控制油按压在图示位置，连通前后轮油路，能够消除高速引起的前后轮的旋转速度差对牵引力的影响和轮胎磨损。 4、工程机械无级变速控制系统的应用BW202AD2型压缩机是德国BOMAG公司生产的全液压、双钢轮、双驱动、双频双(4650 Hz和0.36/0.74 mm )振动压缩机， 以下分析BW202AD2型压缩机的行走系统和振动系统液压回路的工作原理1 )工作原理行走系统采用闭式液压回路，如图4.26所示，主要由斜盘式双向可变泵1、前行走马达13和14、后行走马达12组成通过拉动驾驶室操作杆5，使斜板控制阀组件(手动) 2向左右两位置动作，利用斜板式双向可变泵1使前后行驶马达正反转，驱动前后钢轮，实现装载机的前进和后退。 如图4.27所示，与行驶系统相同，振动系统也采用闭式液压回路，主要由斜板式双向可变泵15、前振动马达1、后振动马达2和单向定量泵7构成。 单向定量泵7输出高压油，通过可变泵斜板控制阀组(电液比例) 14控制斜板