【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 式和液壓系統(tǒng)的高效率和簡(jiǎn)潔特性要求 ,以及兩級(jí)最高速度控制要求。由于圖 31(b)所示的閉式系統(tǒng) ,具有較高的傳動(dòng)效率、系統(tǒng)簡(jiǎn)潔等優(yōu)點(diǎn)。由于閉式系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)油液泄漏現(xiàn)象 ,因此在閉式回路系統(tǒng)中需要輔助補(bǔ)油泵來(lái)補(bǔ)償因潤(rùn)滑及冷卻 所引起的閉式回路容積損失。雖然方案圖 31(c)可以實(shí)現(xiàn)作業(yè)斗上的遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程無(wú)級(jí)調(diào)速和差速控制等功能 ,但是不能滿足系統(tǒng)高效、簡(jiǎn)潔等要求。因此 ,該車(chē)選擇圖 31(b)所示驅(qū)動(dòng)方案。 馬達(dá)傳動(dòng) 方案的選擇 馬達(dá)減速驅(qū)動(dòng)裝置主要用于各終端獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的機(jī)械 ,減速驅(qū)動(dòng)裝置中的液壓馬達(dá)根據(jù)其工作轉(zhuǎn)速和排量大小可分為高、中、低速馬達(dá)。下面通過(guò)對(duì)這幾種單馬達(dá)液壓減速驅(qū)動(dòng)裝置的性能進(jìn)行比較 ,主要在啟動(dòng)能力、低速穩(wěn)定性、傳動(dòng)效率、扭矩及轉(zhuǎn)速性能、安裝尺寸、價(jià)格等方面進(jìn)行比較。雖然中速馬達(dá)同時(shí)具有低速大扭矩馬達(dá)和高速馬達(dá)的高轉(zhuǎn)速、大排量、高壓力、高功率密度和扭矩密度以及比較緊湊的結(jié)構(gòu)尺寸等優(yōu)點(diǎn) ,但是具有這種性能特點(diǎn)的新概念馬達(dá)的產(chǎn)品和實(shí)際應(yīng)用都很少。因此 ,這里只比較高速馬達(dá)和低速馬達(dá)在應(yīng)用中的性能特點(diǎn)。并通過(guò)對(duì)高、低速馬達(dá)減速驅(qū)動(dòng)裝置的性能比較確定高空作業(yè)車(chē)的馬達(dá)傳動(dòng)方案。 （ 1）傳動(dòng)效率。高速馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)效率平均要比低速馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置要低左右。由于高速馬達(dá)的減速機(jī)為多級(jí)行星傳動(dòng) ,因此可以認(rèn)為 兩種馬達(dá)減速驅(qū)動(dòng)裝置效率的差異主要由減速機(jī)造成。 （ 2）機(jī)構(gòu)尺寸。由于高速馬達(dá)裝置有多級(jí)減速機(jī) ,因此相對(duì)于低速馬達(dá)裝置機(jī)構(gòu)復(fù)雜尺寸較大。盡管兩種裝置的結(jié)構(gòu)尺寸略有差異 ,但均可滿足使用要求。 （ 3）啟動(dòng)扭矩和低速穩(wěn)定性。低速大扭矩馬達(dá)和高速?gòu)较蛑R達(dá)都具有很高的啟動(dòng)機(jī)械效率。由于小速比減速機(jī)機(jī)械損失小 ,因而低速馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置具有啟動(dòng)扭矩大的特點(diǎn)。由于高速馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的多級(jí)行星減速機(jī) ,因此高速馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的啟動(dòng)能力較差。低速驅(qū)動(dòng)裝置有良好的低速穩(wěn)定性 ,可以在 12r/min 的轉(zhuǎn)速下帶載穩(wěn)定工作。但是高速驅(qū)動(dòng)裝置 配以大減速比減速機(jī)也可以實(shí)現(xiàn) 23r/min 的轉(zhuǎn)速下帶載穩(wěn)定工作。 （ 4）扭矩即轉(zhuǎn)速性能。在小等效排量范圍內(nèi)低速和高速裝置扭矩和轉(zhuǎn)速性能相當(dāng)。 8 （ 5）安裝及驅(qū)動(dòng)方式。兩種驅(qū)動(dòng)裝置安裝均比較方便 ,常用于車(chē)輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)。 （ 6）匹配適應(yīng)性。低速驅(qū)動(dòng)裝置受到馬達(dá)排量規(guī)格限制 ,通用性差。高速驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)系列標(biāo)準(zhǔn)馬達(dá)和具有多種減速比的系列減速機(jī)組合可獲得更多的等效排量驅(qū)動(dòng)裝置 ,可與多種工況要求相匹配 ,通用性較強(qiáng)。 （ 7）變換范圍和控制性。低速馬達(dá)多采用定量馬達(dá) ,變換范圍小控制性差。高速馬達(dá)配以不同速比的變速器可獲得較大的變速范圍。加以多種控制方式配合 ,適用范圍最廣 ,控制性能最佳 ,因此 ,高速驅(qū)動(dòng)裝置是現(xiàn)代自控式車(chē)輛發(fā)展的主流。 （ 8）機(jī)械制動(dòng)器。低速驅(qū)動(dòng)裝置直接在馬達(dá)輸出端設(shè)置制動(dòng)器 ,由于制動(dòng)扭矩大 ,因而結(jié)構(gòu)尺寸大 ,可靠性差 ,價(jià)格也高。高速馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置制動(dòng)器設(shè)置在減速機(jī)的高速級(jí)上 ,扭矩小 ,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單體積小 ,價(jià)格低。 （ 9）耐溫、抗污染能力。內(nèi)曲線凸輪式低速馬達(dá)滾輪與軌道為線接觸且非勻速轉(zhuǎn)動(dòng) ,接觸應(yīng)力大 ,潤(rùn)滑條件差 ,耐溫和抗污染能力低。高速馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的這一性能要好于低 速馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置。 通過(guò)以上高低速馬達(dá)的性能比較 ,該車(chē)采用高速馬達(dá)和輪邊減速機(jī)構(gòu)成的高速馬達(dá)減速驅(qū)動(dòng)裝置。 液壓閉式系統(tǒng)分析 由上節(jié)行走驅(qū)動(dòng)方案的選擇 ,該車(chē)采用液壓閉式回路的行走系統(tǒng)設(shè)計(jì)。該回路是由比例變量柱塞泵和兩個(gè)變量馬達(dá)組成的容積調(diào)速閉式回路。在回路中 ,泵將油液輸入到馬達(dá)的進(jìn)油腔 ,然后再?gòu)鸟R達(dá)的回油腔吸收液壓油 ,完成油液的循環(huán)利用。閉式回路結(jié)構(gòu)緊湊 ,減小了系統(tǒng)形成氣穴的可能性 ,同時(shí)可以方便的變換執(zhí)行元件的方向并有較小的換向沖擊力 ,液壓泵采用壓力供油 ,無(wú)需自吸 ,采用容積調(diào)速 ,效率高。由于閉式系統(tǒng)散熱 條件較差容易造成系統(tǒng)油液的泄露 ,因此閉式系統(tǒng)必須設(shè)置補(bǔ)油泵。 由于閉式系統(tǒng)是個(gè)封閉的液壓系統(tǒng) ,液壓元件之間的摩擦和液壓油做功產(chǎn)生的熱量 ,不能很好地散發(fā)出去。過(guò)高的油溫不僅會(huì)降低液壓油的壽命 ,而且還會(huì)減少液壓元件和系統(tǒng)的壽命。為此在回路中安裝沖洗閥 ,沖洗閥可對(duì)回路中的油液進(jìn)行冷卻、過(guò)濾 ,改善工作液體的質(zhì)量 ,避免長(zhǎng)期工作時(shí)油溫過(guò)高對(duì)系統(tǒng)元件的損害 ,延長(zhǎng)了元件的工作壽命。 液壓閉式系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)有： （ 1）目前閉式系統(tǒng)變量泵均為集成式結(jié)構(gòu) ,補(bǔ)油泵及補(bǔ)油、溢流、控制等功能閥組集成于液壓泵上 ,使管路連接變得簡(jiǎn)單 ,不僅縮小了安 裝空間 ,而且減少了由管路連接造成的泄漏和管道振動(dòng) ,提高了系統(tǒng)的可靠性 ,簡(jiǎn)化了操作過(guò)程。 （ 2）補(bǔ)油系統(tǒng)不僅能在主泵的排量發(fā)生變化時(shí)保證容積式傳動(dòng)的響9 應(yīng) ,提高系統(tǒng)的動(dòng)作頻率 ,還能增加主泵進(jìn)油口處壓力 ,防止大流量時(shí)產(chǎn)生氣蝕 ,可有效提高泵的轉(zhuǎn)速和防止氣穴的產(chǎn)生 ,提高工作壽命補(bǔ)油系統(tǒng)中裝有過(guò)濾器 ,提高傳動(dòng)裝置的可靠性和使用壽命另外 ,補(bǔ)油泵還能方便的為一些低壓輔助機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力。 （ 3）由于僅有少量油液從油箱中吸取 ,減少了油箱的損耗。 閉式系統(tǒng)的上述特點(diǎn)使它特別適應(yīng)負(fù)載變化劇烈、前進(jìn)、倒退、制動(dòng)頻繁的工程機(jī)械負(fù)荷工況 ,以及速度要求嚴(yán)格控制的作業(yè)機(jī)械。 該車(chē)作為高空作業(yè)車(chē)輛 ,特別關(guān)注車(chē)輛作業(yè)過(guò)程中作業(yè)人員的安全問(wèn)題。因此 ,車(chē)輛在作業(yè)過(guò)程中應(yīng)具備較高的穩(wěn)定性。閉式系統(tǒng)適合于速度要求嚴(yán)格控制的作業(yè)機(jī)械的特點(diǎn)為該車(chē)行走液壓系統(tǒng)的選擇提供了依據(jù)。 變量泵控馬達(dá)的調(diào)速控制 由以上驅(qū)動(dòng)方案和和馬達(dá)減速驅(qū)動(dòng)裝置的選定 ,對(duì)行走液壓系統(tǒng)采用全液壓比例控制、單橋 兩 輪驅(qū)動(dòng)的形式。選用美國(guó) SAUERDANFOSS 變量軸向柱塞馬達(dá) (雙速 )。馬達(dá)為雙位變量馬達(dá)即馬達(dá)排量只能工作在最大排量或最小排量處。馬達(dá)斜盤(pán)被偏置彈簧保持在最大排量處 ,當(dāng)存在 控制信號(hào)時(shí) ,斜盤(pán)切換到馬達(dá)最小排量處。該馬達(dá)和力士樂(lè)輪邊行星減速器構(gòu)成高速馬達(dá)減速驅(qū)動(dòng)裝置 ,性能優(yōu)良 ,安全可靠。采用行走泵 (比例變量柱塞泵 )實(shí)現(xiàn)對(duì)馬達(dá)流量的比例控制 ,從而整車(chē)可以進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于最高轉(zhuǎn)速時(shí) ,通過(guò)對(duì)比例變量泵和雙排量馬達(dá)的控制實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的最高行駛速度 (最高行駛速度 )。通過(guò)電磁換向閥實(shí)現(xiàn)對(duì)雙速馬達(dá)的排量選擇。出于行駛安全考慮 ,車(chē)輛行駛速度還受到大臂舉升角度和伸出長(zhǎng)度的限制 ，見(jiàn)表 。 系統(tǒng)設(shè)置的大臂舉升角度限位傳感器和大臂收藏位傳感器將采集到的數(shù)據(jù)送入控制器 ,經(jīng)控制器運(yùn)算后 控制雙速馬達(dá)的排量和變量泵的流量輸出 ,實(shí)現(xiàn)速度限制的自動(dòng)控制。 10 高空作業(yè)車(chē) 的差力差速控制 差力差速問(wèn)題是每一種多輪驅(qū)動(dòng)車(chē)輛需要解決的問(wèn)題，因?yàn)樵谲?chē)輛行駛過(guò)程中，對(duì)多輪驅(qū)動(dòng)車(chē)輛，每個(gè)驅(qū)動(dòng)輪都是主動(dòng)輪，各自的行駛狀況都 不相同，這將會(huì)影響車(chē)輛的行駛穩(wěn)定性和駕駛員的操控，因此系統(tǒng)必須要 保證各個(gè)輪子相互協(xié)調(diào)的工作，這就是常見(jiàn)的差力差速控制 。 驅(qū)動(dòng)輪 受力分析 要解決高空作業(yè)車(chē)的上述問(wèn)題 ,必須對(duì)車(chē)輛行駛過(guò)程中驅(qū)動(dòng)輪的受力情況進(jìn)行分析。下面就來(lái)分析高空作業(yè)車(chē)在行駛過(guò)程中的車(chē)輪受力情況 ,由于車(chē)輪輪胎在機(jī)體載荷下有一定變形 ,因此輪胎與土壤的接觸部分是一個(gè)面 ,該接觸面稱(chēng)為輪胎的支撐面。當(dāng)車(chē)輪做純滾動(dòng)時(shí) ,受力分析圖如圖所示。 驅(qū)動(dòng)輪力矩平衡方程為 T FRNGF Nf