1、第7講 工程機(jī)械行走電液控制系統(tǒng)（2）,有級(jí)變速是指機(jī)械傳動(dòng)的速度變化是根據(jù)擋位而變化的，不同擋位有不同的速度范圍。有級(jí)變速切換擋位時(shí)速度變化不連續(xù)，存在速度跳躍和換擋沖擊現(xiàn)象，而進(jìn)行無(wú)級(jí)變速時(shí)，速度是連續(xù)變化的，換擋過(guò)程平穩(wěn)。,一.工程機(jī)械無(wú)級(jí)變速控制系統(tǒng)的應(yīng)用,1.工程機(jī)械無(wú)級(jí)變速控制系統(tǒng)的基本形式 在工程機(jī)械的行駛驅(qū)動(dòng)中，經(jīng)常采用的是兩種形式：一種是傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)；另一種是液壓無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)。前者傳動(dòng)方式比較可靠，行駛性能好，能滿足工程機(jī)械長(zhǎng)距離轉(zhuǎn)場(chǎng)作業(yè)的要求。后者具有重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、自動(dòng)適應(yīng)性好、操縱簡(jiǎn)便、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，能很好地滿足工程機(jī)械作業(yè)時(shí)牽引力和車速變化急劇、頻繁、變化范圍大

2、等苛刻條件，所以應(yīng)用日趁廣泛。,工程機(jī)械行走無(wú)級(jí)變速控制系統(tǒng)主要包括3種形式：變量泵定量液壓馬達(dá)、定量泵變量液壓馬達(dá)、變量泵變量液壓馬達(dá)。 1）變量泵定量液壓馬達(dá)容積調(diào)速回路 變量泵定量液壓馬達(dá)調(diào)速系統(tǒng)如圖4.13所示。,在這種回路中，液壓泵轉(zhuǎn)速和液壓馬達(dá)排量都為恒值，改變液壓泵排量可使馬達(dá)轉(zhuǎn)速和輸出功率隨之成比例地變化。馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩和回路的工作壓力都由負(fù)載轉(zhuǎn)矩決定，不因調(diào)速而發(fā)生改變，所以被稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速回路。,2）定量泵變量馬達(dá)式容積調(diào)速回路 定量泵變量馬達(dá)式容積調(diào)速回路如圖 4.14所示。定量泵 1的排量 VP 不變，變量液壓馬達(dá) 2的排量 VM 的大小可以調(diào)節(jié)，3為安全閥，4為補(bǔ)油泵

3、，5為補(bǔ)油泵的低壓溢流閥。 3）變量泵變量馬達(dá)式容積調(diào)速回路 雙向變量泵和雙向變量馬達(dá)組成的容積式調(diào)速回路如圖 4.15所示。回路中各元件對(duì)稱布置，改變泵的供油方向，就可實(shí)現(xiàn)馬達(dá)的正反向旋轉(zhuǎn)，單向閥 4和 5用于輔助泵 3雙向補(bǔ)油，單向閥 6和 7使溢流閥 8在兩個(gè)方向上都能對(duì)回路起過(guò)載保護(hù)作用。,2.工程機(jī)械無(wú)級(jí)變速控制系統(tǒng)的工作原理 對(duì)于上述三種容積調(diào)速回路，具體工作原理如下。設(shè)變量泵的排量為 VP，轉(zhuǎn)速為 nP，定量馬達(dá)的排量為 VM，馬達(dá)的轉(zhuǎn)速為 nM，在不考慮泄漏的情況下，則泵的輸出流量和馬達(dá)的輸入流量是相等的，因此可得式（4.1）： 因此，只要改變泵的排量或馬達(dá)的排量就可以改變馬達(dá)

4、的輸出轉(zhuǎn)速。,現(xiàn)代工程機(jī)械行走系統(tǒng)經(jīng)常工作在低速大扭矩狀態(tài)，負(fù)載變化劇烈，對(duì)調(diào)速要求較高，因而大量采用柱塞變量泵和柱塞變量馬達(dá)。 1）柱塞泵 （1）軸向柱塞泵軸向柱塞泵是活塞或柱塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)方向與缸體中心軸平行的柱塞泵。軸向柱塞泵是利用與傳動(dòng)軸平行的柱塞在柱塞孔內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的容積變化來(lái)進(jìn)行工作的。 （2）徑向柱塞泵徑向柱塞泵可分為閥配流與軸配流兩大類。閥配流徑向柱塞泵存在故障率高、效率低等缺點(diǎn)。國(guó)際上 70、80年代發(fā)展的軸配流徑向柱塞泵克服了閥配流徑向柱塞泵的不足。 2）柱塞馬達(dá) 液壓馬達(dá)在結(jié)構(gòu)、分類和工作原理上與液壓泵大致相同。有些液壓泵也可直接用作液壓馬達(dá)。柱塞馬達(dá)的種類較多，有軸向

5、柱塞馬達(dá)和徑向柱塞馬達(dá)。,3.工程機(jī)械無(wú)級(jí)變速電液控制系統(tǒng) 1）典型輪式車輛行走機(jī)構(gòu)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的工作原理 典型輪式車輛行走機(jī)構(gòu)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)原理圖，如圖 4.16 所示。行走系統(tǒng)采用四輪驅(qū)動(dòng)，2個(gè)軸向柱塞式變量泵 2 分別與前后輪 4 個(gè)液壓馬達(dá) 25，26 組成 2 個(gè)相互獨(dú)立的閉式油路。 2）行走系統(tǒng)的調(diào)速實(shí)現(xiàn) 行走系統(tǒng)的調(diào)速有兩種方法，即先導(dǎo)閥控制和變馬達(dá)排量控制。,（1）先導(dǎo)閥控制 減壓式先導(dǎo)閥有兩個(gè)完全相同的減壓閥，每個(gè)減壓閥都由閥芯、調(diào)壓彈簧、導(dǎo)桿、推桿和回位彈簧等組成。剛開(kāi)始時(shí)手柄處于零位，換向閥閥芯不承受軸向油壓力而保持中位。手柄的行程與先導(dǎo)閥出口壓力成比例，先導(dǎo)閥的出口壓力與

6、換向閥閥芯行程成比例。通過(guò)改變先導(dǎo)閥行程的大小可控制泵擺角的大小，進(jìn)而控制馬達(dá)轉(zhuǎn)速，使系統(tǒng)速度改變。,（2）變馬達(dá)排量 該系統(tǒng)中馬達(dá)的兩種排量可實(shí)現(xiàn) 2擋車速。系統(tǒng)使用的馬達(dá)為雙速內(nèi)曲線馬達(dá)，馬達(dá)排量由馬達(dá)內(nèi)部的變速閥控制，對(duì)變速閥的控制通過(guò)速度選擇閥 15 實(shí)現(xiàn)。,3）發(fā)動(dòng)機(jī)功率匹配及差速、差力、打滑問(wèn)題的解決 （1）功率匹配 該系統(tǒng)通過(guò)液壓調(diào)速器 19來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、車速和系統(tǒng)工作壓力（外負(fù)載）之間的匹配。液壓調(diào)速器的結(jié)構(gòu)如圖 4.18 所示。當(dāng)外負(fù)載小于發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速基本恒定，車速取決于泵與馬達(dá)的排量比，可通過(guò)調(diào)節(jié)先導(dǎo)閥16，17和速度選擇閥15來(lái)調(diào)速；當(dāng)外負(fù)載超過(guò)發(fā)

7、動(dòng)機(jī)的輸出功率時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，這時(shí)在調(diào)速器19的作用下，離心調(diào)速閥18向下移動(dòng)，變量機(jī)構(gòu)液壓缸7的壓力油路與油箱接通，其缸中油壓力減小，在右端彈簧力作用下活塞桿帶動(dòng)泵2缸體向左移動(dòng)，泵擺角減小，車速降低；反之，當(dāng)負(fù)載降低時(shí)，車速升高。這樣便于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)低速大轉(zhuǎn)矩、高速小轉(zhuǎn)矩的作業(yè)要求，保證發(fā)動(dòng)機(jī)恒功率輸出。,（2）解決差速問(wèn)題 系統(tǒng)采用并聯(lián)油路供油，可解決車輛轉(zhuǎn)彎等特殊條件引起的差速問(wèn)題。這是因?yàn)檐囕v轉(zhuǎn)彎時(shí)，處于不同轉(zhuǎn)彎半徑上的一對(duì)車輪的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪馬達(dá)需要不同的流量，否則不能實(shí)現(xiàn)同步轉(zhuǎn)彎，而兩馬達(dá)并聯(lián)，工作時(shí)隨機(jī)分配流量，可徹底解決差速問(wèn)題。 （3）解決差力、打滑問(wèn)題 當(dāng)速度選擇閥 15處于

8、圖 4.16所示左位時(shí)，背壓油路通過(guò)閥 15進(jìn)入連通閥 20的控制端，連通閥 20在低壓控制油的作用下被推到圖示位置，使前后輪油路連通，可消除由于高速造成的前后橋車輪的轉(zhuǎn)速差對(duì)牽引力的影響和輪胎磨損。,4.工程機(jī)械無(wú)級(jí)變速控制系統(tǒng)的應(yīng)用 BW202AD2型壓路機(jī)是德國(guó)BOMAG公司生產(chǎn)的一種全液壓、雙鋼輪、雙驅(qū)動(dòng)、雙頻雙幅(4650 Hz和0.36/0.74 mm)振動(dòng)壓路機(jī)，下面分析BW202AD2型壓路機(jī)的行走系統(tǒng)和振動(dòng)系統(tǒng)液壓回路的工作原理及故障診斷與處理過(guò)程。 1.行走系統(tǒng) 1）工作原理 行走系統(tǒng)采用閉式液壓回路，如圖 4.26所示，主要由斜盤(pán)式雙向變量泵 1、前行走馬達(dá) 13和 14、后行走馬達(dá) 12組成，前、后行走馬達(dá)并聯(lián)，分別驅(qū)動(dòng)前、后鋼輪行走。通過(guò)扳動(dòng)駕駛室操作桿 5，使斜盤(pán)控制閥組（手動(dòng)）2工作在左、右兩個(gè)位置，通過(guò)斜盤(pán)式雙向變量泵 1使前、后行走馬達(dá)實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)前、后鋼輪實(shí)現(xiàn)壓路機(jī)前進(jìn)與后退。,2.振動(dòng)系統(tǒng) 如圖 4.27所示，與行走系統(tǒng)相同，振動(dòng)系統(tǒng)也采用閉式液壓回路，主要由斜盤(pán)式雙向變量泵 15、前振動(dòng)馬達(dá) 1、后振動(dòng)馬達(dá) 2和單向定量泵 7組成。單向定量泵 7輸出高壓油，通過(guò)變量泵斜盤(pán)控制閥組（電液比例）14，控制