【文章內(nèi)容簡介】 式和液壓系統(tǒng)的高效率和簡潔特性要求 ,以及兩級最高速度控制要求。由于圖 31(b)所示的閉式系統(tǒng) ,具有較高的傳動效率、系統(tǒng)簡潔等優(yōu)點。由于閉式系統(tǒng)會出現(xiàn)油液泄漏現(xiàn)象 ,因此在閉式回路系統(tǒng)中需要輔助補油泵來補償因潤滑及冷卻 所引起的閉式回路容積損失。雖然方案圖 31(c)可以實現(xiàn)作業(yè)斗上的遠程控制、遠程無級調(diào)速和差速控制等功能 ,但是不能滿足系統(tǒng)高效、簡潔等要求。因此 ,該車選擇圖 31(b)所示驅(qū)動方案。 馬達傳動 方案的選擇 馬達減速驅(qū)動裝置主要用于各終端獨立驅(qū)動的機械 ,減速驅(qū)動裝置中的液壓馬達根據(jù)其工作轉(zhuǎn)速和排量大小可分為高、中、低速馬達。下面通過對這幾種單馬達液壓減速驅(qū)動裝置的性能進行比較 ,主要在啟動能力、低速穩(wěn)定性、傳動效率、扭矩及轉(zhuǎn)速性能、安裝尺寸、價格等方面進行比較。雖然中速馬達同時具有低速大扭矩馬達和高速馬達的高轉(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 ,但是具有這種性能特點的新概念馬達的產(chǎn)品和實際應用都很少。因此 ,這里只比較高速馬達和低速馬達在應用中的性能特點。并通過對高、低速馬達減速驅(qū)動裝置的性能比較確定高空作業(yè)車的馬達傳動方案。 （ 1）傳動效率。高速馬達驅(qū)動裝置的轉(zhuǎn)動效率平均要比低速馬達驅(qū)動裝置要低左右。由于高速馬達的減速機為多級行星傳動 ,因此可以認為 兩種馬達減速驅(qū)動裝置效率的差異主要由減速機造成。 （ 2）機構(gòu)尺寸。由于高速馬達裝置有多級減速機 ,因此相對于低速馬達裝置機構(gòu)復雜尺寸較大。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）啟動扭矩和低速穩(wěn)定性。低速大扭矩馬達和高速徑向柱塞馬達都具有很高的啟動機械效率。由于小速比減速機機械損失小 ,因而低速馬達驅(qū)動裝置具有啟動扭矩大的特點。由于高速馬達驅(qū)動裝置的多級行星減速機 ,因此高速馬達驅(qū)動裝置的啟動能力較差。低速驅(qū)動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)動裝置 配以大減速比減速機也可以實現(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。 8 （ 5）安裝及驅(qū)動方式。兩種驅(qū)動裝置安裝均比較方便 ,常用于車輪獨立驅(qū)動。 （ 6）匹配適應性。低速驅(qū)動裝置受到馬達排量規(guī)格限制 ,通用性差。高速驅(qū)動裝置通過系列標準馬達和具有多種減速比的系列減速機組合可獲得更多的等效排量驅(qū)動裝置 ,可與多種工況要求相匹配 ,通用性較強。 （ 7）變換范圍和控制性。低速馬達多采用定量馬達 ,變換范圍小控制性差。高速馬達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)動裝置是現(xiàn)代自控式車輛發(fā)展的主流。 （ 8）機械制動器。低速驅(qū)動裝置直接在馬達輸出端設置制動器 ,由于制動扭矩大 ,因而結(jié)構(gòu)尺寸大 ,可靠性差 ,價格也高。高速馬達驅(qū)動裝置制動器設置在減速機的高速級上 ,扭矩小 ,結(jié)構(gòu)簡單體積小 ,價格低。 （ 9）耐溫、抗污染能力。內(nèi)曲線凸輪式低速馬達滾輪與軌道為線接觸且非勻速轉(zhuǎn)動 ,接觸應力大 ,潤滑條件差 ,耐溫和抗污染能力低。高速馬達驅(qū)動裝置的這一性能要好于低 速馬達驅(qū)動裝置。 通過以上高低速馬達的性能比較 ,該車采用高速馬達和輪邊減速機構(gòu)成的高速馬達減速驅(qū)動裝置。 液壓閉式系統(tǒng)分析 由上節(jié)行走驅(qū)動方案的選擇 ,該車采用液壓閉式回路的行走系統(tǒng)設計。該回路是由比例變量柱塞泵和兩個變量馬達組成的容積調(diào)速閉式回路。在回路中 ,泵將油液輸入到馬達的進油腔 ,然后再從馬達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)必須設置補油泵。 由于閉式系統(tǒng)是個封閉的液壓系統(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。過高的油溫不僅會降低液壓油的壽命 ,而且還會減少液壓元件和系統(tǒng)的壽命。為此在回路中安裝沖洗閥 ,沖洗閥可對回路中的油液進行冷卻、過濾 ,改善工作液體的質(zhì)量 ,避免長期工作時油溫過高對系統(tǒng)元件的損害 ,延長了元件的工作壽命。 液壓閉式系統(tǒng)的優(yōu)點有： （ 1）目前閉式系統(tǒng)變量泵均為集成式結(jié)構(gòu) ,補油泵及補油、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 ,提高了系統(tǒng)的可靠性 ,簡化了操作過程。 （ 2）補油系統(tǒng)不僅能在主泵的排量發(fā)生變化時保證容積式傳動的響9 應 ,提高系統(tǒng)的動作頻率 ,還能增加主泵進油口處壓力 ,防止大流量時產(chǎn)生氣蝕 ,可有效提高泵的轉(zhuǎn)速和防止氣穴的產(chǎn)生 ,提高工作壽命補油系統(tǒng)中裝有過濾器 ,提高傳動裝置的可靠性和使用壽命另外 ,補油泵還能方便的為一些低壓輔助機構(gòu)提供動力。 （ 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)的上述特點使它特別適應負載變化劇烈、前進、倒退、制動頻繁的工程機械負荷工況 ,以及速度要求嚴格控制的作業(yè)機械。 該車作為高空作業(yè)車輛 ,特別關注車輛作業(yè)過程中作業(yè)人員的安全問題。因此 ,車輛在作業(yè)過程中應具備較高的穩(wěn)定性。閉式系統(tǒng)適合于速度要求嚴格控制的作業(yè)機械的特點為該車行走液壓系統(tǒng)的選擇提供了依據(jù)。 變量泵控馬達的調(diào)速控制 由以上驅(qū)動方案和和馬達減速驅(qū)動裝置的選定 ,對行走液壓系統(tǒng)采用全液壓比例控制、單橋 兩 輪驅(qū)動的形式。選用美國 SAUERDANFOSS 變量軸向柱塞馬達 (雙速 )。馬達為雙位變量馬達即馬達排量只能工作在最大排量或最小排量處。馬達斜盤被偏置彈簧保持在最大排量處 ,當存在 控制信號時 ,斜盤切換到馬達最小排量處。該馬達和力士樂輪邊行星減速器構(gòu)成高速馬達減速驅(qū)動裝置 ,性能優(yōu)良 ,安全可靠。采用行走泵 (比例變量柱塞泵 )實現(xiàn)對馬達流量的比例控制 ,從而整車可以進行無級調(diào)速。當發(fā)動機處于最高轉(zhuǎn)速時 ,通過對比例變量泵和雙排量馬達的控制實現(xiàn)車輛的最高行駛速度 (最高行駛速度 )。通過電磁換向閥實現(xiàn)對雙速馬達的排量選擇。出于行駛安全考慮 ,車輛行駛速度還受到大臂舉升角度和伸出長度的限制 ，見表 。 系統(tǒng)設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)控制器運算后 控制雙速馬達的排量和變量泵的流量輸出 ,實現(xiàn)速度限制的自動控制。 10 高空作業(yè)車 的差力差速控制 差力差速問題是每一種多輪驅(qū)動車輛需要解決的問題，因為在車輛行駛過程中，對多輪驅(qū)動車輛，每個驅(qū)動輪都是主動輪，各自的行駛狀況都 不相同，這將會影響車輛的行駛穩(wěn)定性和駕駛員的操控，因此系統(tǒng)必須要 保證各個輪子相互協(xié)調(diào)的工作，這就是常見的差力差速控制 。 驅(qū)動輪 受力分析 要解決高空作業(yè)車的上述問題 ,必須對車輛行駛過程中驅(qū)動輪的受力情況進行分析。下面就來分析高空作業(yè)車在行駛過程中的車輪受力情況 ,由于車輪輪胎在機體載荷下有一定變形 ,因此輪胎與土壤的接觸部分是一個面 ,該接觸面稱為輪胎的支撐面。當車輪做純滾動時 ,受力分析圖如圖所示。 驅(qū)動輪力矩平衡方程為 T FRNGF Nf