静液压驱动在装载机上的应用
静液压传动轮式装载机发展概况
利勃海尔 L 500 全液压轮式装载机系列产品已有 7 种规格 ,额定载质量 113～613 t ,功率 38～169 kW 。其中 , L 531 、L 541 和 L 551 为批量最大的中型系列 (相当于我国 的 ZL 30～ZL 60 等级) 。最近 ,该公司又用 3 年的时间 ,开 发出了 4 个新规格的产品 :L 544 、L 554 、L 564 和 L 574 。
装料效率 t/ h 673 870 643 770 742
工况 Ⅰ
燃耗 单位燃耗装 装料效率
L/ h
料量t / L
t/ h
39. 4
17. 1
231
44. 6
19. 5
281
41. 4
15. 5
309
26. 3
29. 3
-
30. 6
24. 2
322
工况 Ⅱ
燃耗 单位燃耗装Leabharlann L/ h料量t / L
38. 2
率突破 100 kW 的容积式静液压传动轮式装载机 。当时 , 始输出特性 (能容) , 在一定程度上适应装载机的不同工
曾引起全世界工程机械制造者的特别关注 。后来 ,该公司 况 , 协调工作装置与行走机构的匹配关系 。显然 , 这是在
又冲出学术界划定的禁区 , 将功率提高到 169 kW , 形成 十分有限条件下实施的一种有级调控 。
总体结构 除液压传动这一特点外 ,其他均与现有装 载机模式无多大差异 。都有前后偏转铰接式机架 、Z 形反 转连杆 、高支挂动臂缸提升机构 、带自动闭锁差速器的前 驱动桥以及符合人机工程学和带有落物保护结构 、倾翻保 护结构的现代驾驶室等 。
液压机械传动在工程机械上的应用
液压机械传动在工程机械上的应用
液压机械传动是通过液体传递动力的一种技术，它在工程机械上有着广泛的应用。
液
压传动系统具有传输效率高、传动平稳、工作压力大、控制方便等优点，因此被广泛应用
于各种工程机械中，如挖掘机、装载机、推土机等。
在这些工程机械中，液压传动系统不
仅提高了设备的工作效率，还提高了作业安全性和稳定性。
下面我们就来详细了解一下液
压机械传动在工程机械上的应用。
液压传动系统在挖掘机中的应用。
挖掘机是用于土方开挖、运输、装载等工作的重型
工程机械，它通常由发动机、液压传动系统、工作装置等部件组成。
在挖掘机中，液压传
动系统主要用于控制挖斗、臂和斗杆的伸缩、回转、升降等操作。
这些工作都需要稳定且
精准的力量控制，因此采用液压传动系统可以满足这些需求，提高了挖掘机的操作性能和
工作效率。
液压传动系统在推土机中的应用。
推土机是用于开发土地和平整土地表面的工程机械，其液压传动系统主要用于控制推土板的升降、倾斜、收放等操作。
采用液压传动系统可以
实现快速、稳定的推土板控制，提高了推土机的土地开发效率和施工质量。
液压传动系统还广泛应用于各种其他工程机械中，如压路机、混凝土搅拌机、起重机等。
在这些工程机械中，液压传动系统不仅提高了设备的工作效率和稳定性，还降低了设
备的维护成本和能源消耗。
液压机械传动在工程机械上的应用不断得到推广和深化，其优越的性能优势为工程机
械的发展提供了强大支撑。
随着科技的不断进步和液压技术的不断创新，相信液压传动系
统在工程机械领域中的应用前景将更加广阔。
液压机械传动在工程机械上的应用
液压机械传动在工程机械上的应用液压机械传动在挖掘机械中的应用。
在各类挖掘机械中，液压机械传动起着至关重要的作用。
比如液压挖掘机，其动力传动系统包括原动机、液压泵、执行元件（液压缸）、液压阀以及油箱、管路等附属元件。
在操作过程中，原动机带动液压泵将液体压力能传递给各个执行元件，进而实现挖掘、铲装、提升、回转等动作。
液压挖掘机以其操作简便、动作灵活、工作效率高等特点，在土方工程、矿山开采、城市建设等领域得到了广泛的应用。
液压机械传动在起重机械中的应用。
在各类起重机械设备中，液压机械传动同样发挥着非常重要的作用。
比如液压起重机，其主要由原动机、液压泵、平衡阀、排油阀、油缸、防溜器、油管等组成。
液压系统通过可调式液压泵将机械能转换成流体压力能，再将压力能输送到液压缸上以提供起升、下降、伸缩、回转等动作。
液压起重机具有操作简便、起重范围广、动作平稳等优点，已成为各大工地、港口、仓库等场所不可或缺的起重设备。
液压机械传动在压路机械中的应用。
在道路建设和养护中，压路机械起着非常重要的作用。
其中液压振动压路机是目前应用较为广泛的一种压路机械。
液压振动压路机主要由发动机、液压泵、液压马达、液压缸、驾驶室、振动轮等组成。
通过液压传动系统，液压振动压路机可以实现前进、后退、转向、振动等多种动作，具有振动力强、工作效率高等特点。
在道路修筑、路面养护等工程领域，液压振动压路机是必不可少的重要设备。
液压机械传动在其他工程机械中的应用。
除了上述几类典型的工程机械设备之外，液压机械传动还广泛应用于各类推土机、铲运机、混凝土泵车、起重运输车、输送机、灌装机、搅拌机等各类工程机械设备中。
这些机械设备在实现挖掘、装载、压实、输送、搅拌、起升、翻转等多种动作时，都离不开液压机械传动技术的支持。
液压机械传动在工程机械上的应用得到了广泛的认可和应用。
随着科学技术的不断进步和液压技术的不断发展创新，液压机械传动系统将会在工程机械设备中发挥更加重要的作用，使得工程机械设备具有更高的工作效率、更广泛的适用性和更优异的工作性能。
液压机械传动在工程机械上的应用
液压机械传动在工程机械上的应用液压机械传动是一种利用液体传递能量来驱动机械运动的技术。
它在工程机械领域的应用非常广泛，包括挖掘机、推土机、起重机、混凝土泵、压路机等各种类型的机械设备。
本文将就液压机械传动在工程机械上的应用进行详细介绍。
液压机械传动在工程机械上的应用可以大大提高机械设备的工作效率和性能。
它可以实现高速、高功率输出，能够满足工程机械在各种复杂工况下的工作要求。
液压传动系统还具有较大的输出力矩和扭矩，可以满足对动力输出要求较大的工程机械的工作需要。
相比于传统的机械传动方式，液压传动系统还具有紧凑、轻量、灵活、易于控制等优点。
液压机械传动可以有效降低工程机械的能耗。
采用液压传动系统可以将动力源和工作机构进行有效隔离，减少了传动链的损耗和能量转化的损耗。
液压传动系统还可以通过调整液压元件的工作参数来实现对动力输出的精确控制，从而降低了系统的能耗。
相比于传统的机械传动系统，液压传动系统在能耗上具有更大的优势。
液压机械传动在工程机械上的应用可以提高机械设备的可靠性和稳定性。
液压传动系统具有较高的工作压力和力矩传递能力，可以满足大多数工程机械的工作要求。
液压传动系统还可以通过合理的系统设计和配件选型来提高系统的耐用性和可靠性，减少了机械设备的故障率和维护成本。
液压机械传动在工程机械上的应用具有广泛的优势，可以提高机械设备的工作效率和性能，降低能耗，提高可靠性和稳定性，实现自动化控制等。
随着科学技术的不断进步和液压技术的不断发展，相信液压机械传动在工程机械上的应用将会得到进一步的推广和应用。
液压技术在工程机械上的应用
液压技术在工程机械上的应用液压技术是一种利用流体力学原理传递能量和控制的技术，广泛应用于各个领域，尤其是工程机械领域。
液压技术的应用使得工程机械具备了强大的动力和精确的控制能力，提高了机械的工作效率和安全性。
液压技术在挖掘机上的应用非常广泛。
挖掘机是一种用于土方工程和矿石开采的重型机械设备。
液压系统使得挖掘机能够进行各种工作，如挖掘、抓取、卸载等。
例如，液压缸的运动通过液压泵提供的高压油液来实现。
液压泵产生的高压油液通过液压管路传输到液压缸，从而驱动液压缸的运动。
液压缸的运动可以实现挖斗的上下、前后和左右移动，从而实现挖掘机的各种动作。
液压技术在装载机上也有重要的应用。
装载机是一种用于装载和搬运物料的机械设备。
液压系统使得装载机能够进行各种工作，如提升、倾斜和转动。
例如，液压油泵通过产生高压油液，将其传输到液压缸，从而驱动液压缸的运动。
液压缸的运动使得装载机的铲斗能够进行上升、下降、倾斜和转动，实现物料的装载和搬运。
液压技术在起重机上也有广泛的应用。
起重机是一种用于吊装和搬运重物的机械设备。
液压系统使得起重机能够进行各种工作，如提升、伸缩和回转。
例如，液压泵通过产生高压油液，将其传输到液压缸，从而驱动液压缸的运动。
液压缸的运动使得起重机的臂架能够进行上升、下降、伸缩和回转，实现重物的吊装和搬运。
液压技术还在压路机、混凝土泵车、隧道掘进机等工程机械上得到了广泛的应用。
液压技术使得这些机械具备了强大的动力和精确的控制能力，提高了施工效率和施工质量。
液压技术在工程机械上的应用非常广泛。
液压系统使得工程机械具备了强大的动力和精确的控制能力，提高了机械的工作效率和安全性。
液压技术的不断发展将为工程机械的未来发展带来更多的可能性。
铲车液压原理
铲车液压原理铲车是一种常见的物料搬运设备，它的液压系统是其重要的工作原理。
液压系统是利用液体传递能量的一种动力传动系统，它通过液压油在密闭的管路中传递压力，从而实现各种机械运动。
铲车的液压系统包括液压泵、液压缸、液压阀等组件，下面我们就来详细了解一下铲车液压原理。
首先，液压泵是铲车液压系统的动力源，它的作用是将机械能转化为液压能，并向液压系统提供流体压力。
液压泵通常分为齿轮泵、柱塞泵和涡轮泵等类型，它们通过旋转或往复运动将液压油吸入并输出高压液压油，从而为液压系统提供动力。
其次，液压缸是铲车液压系统的执行部件，它的作用是将液压能转化为机械能，从而驱动铲斗或叉臂等部件进行上升、下降或伸缩运动。
液压缸内部包含活塞、活塞杆、密封件等部件，当液压油进入液压缸时，活塞受到压力推动，从而带动活塞杆进行运动。
此外，液压阀是铲车液压系统的控制部件，它的作用是控制液压油的流动方向、流量和压力，从而实现对液压系统的精确控制。
液压阀通常包括单向阀、溢流阀、换向阀等类型，它们通过调节液压油的流动路径和压力来控制液压系统的工作状态。
总的来说，铲车液压系统是通过液压泵提供动力，液压缸实现执行，液压阀进行控制，从而实现对铲斗或叉臂等部件的精确操控。
液压系统具有传动效率高、动作平稳、负载能力大等优点，因此在铲车等工程机械中得到广泛应用。
除此之外，铲车液压系统还需要注意液压油的选择和维护保养，以确保系统的正常运行。
正确的液压油可以提供良好的润滑和密封效果，延长液压系统的使用寿命；而定期的维护保养可以排除系统中的杂质和空气，保持系统的清洁和正常工作。
综上所述，铲车液压系统是铲车正常工作的重要原理，它通过液压泵、液压缸、液压阀等组件实现动力传递、执行和控制，具有传动效率高、动作平稳、负载能力大等优点。
因此，在使用铲车时，需要充分理解液压系统的工作原理，合理选择液压油并进行定期的维护保养，以确保铲车的正常运行和延长使用寿命。
液压机械传动在工程机械上的应用
液压机械传动在工程机械上的应用液压机械传动是一种利用液体压力来实现机械传动的方法，它在工程机械上的应用非常广泛。
本文将从液压机械传动的原理、特点以及在工程机械上的具体应用等方面进行详细介绍。
液压机械传动的原理是利用液体在密闭容器内的压力传递能量，并通过压力转换、流体控制和执行机构来实现各种机械运动。
液压机械传动具有以下几个特点：1. 传动力矩大：液压传动系统的传动力矩可以达到几百吨米，甚至上千吨米，能够满足大型工程机械对于高转矩传动的需求。
2. 传动平稳：液压传动系统能够通过减震装置使传动平稳，减少了机械零件之间的冲击和振动，提高了工程机械的运行稳定性和寿命。
4. 传动效率高：液压传动系统的传动效率可以达到90%以上，比传统的机械传动方式更高效。
液压机械传动在工程机械上的应用非常广泛。
液压缸是液压机械传动中最常见的一种执行机构。
液压缸通过液压传动系统提供的高压液体驱动活塞运动，从而实现机械的推拉动作。
在工程机械上，液压缸常常用于实现起升、推拉、转动等动作。
挖掘机的铲斗升降、摇臂伸缩、履带移动等动作都是通过液压缸来实现的。
液压传动系统还可以通过流量控制阀、压力控制阀等流体控制元件来实现各种复杂的运动控制。
工程机械中的液压制动、液压自动传动等功能就是通过流体控制元件来实现的。
液压机械传动在工程机械上的应用非常广泛，它具有传动力矩大、传动平稳、传动精度高和传动效率高等特点。
液压缸、液压马达以及流体控制元件等都是液压机械传动系统中常见的组成部分，它们可以实现工程机械的起升、推拉、转动等各种复杂的运动。
液压机械传动的应用不仅提高了工程机械的工作效率和稳定性，还为机械的自动化和智能化提供了基础。
静液压驱动在农业机械上的运用
农业收获机械指用于收获各种农作物或农产品的机械设备，其行走方式分为自走式、背负式和牵引式。
就自走式联合收获机械而言，目前国外主要采用静液压驱动行走系统，而国内基本上都是传统的机械传动行走系统，这种机械驱动行走方式相当于国外20世纪60－70年代的水平。
近几年，国内收获机械正向高效、大型、大功率、大割幅和大喂入量高速发展，对高技术的需求也越来越强烈，由此可见，国内大型农业收获机械对静液压驱动行走系统的应用会在未来短暂的时间内得到快速发展。
伊顿凭借在农业机械应用上的高端技术水平和多年国外成熟的实际经验，率先在国内推广了静液压驱动行走系统，使静液压驱动行走系统在棉花采摘机、玉米收获机、稻麦收割机、甘蔗收割机、青饲料收获机和辣椒收获机等收获机械上得到了成功应用，这些应用也得到了直接用户的认可。
对于轮式收获机械静液压驱动行走方案，伊顿目前主要推出的是变量泵+定量马达的系统，另外根据车辆工作状况的多样化需要，附加一个二级或三级挡位的变速箱或驱动桥。
根据车辆功率的需要，采用HD重载系列泵和马达或MD 中载系列泵和马达配置一个典型的静液压驱动系统的组成主要包括轴向柱塞变量泵和柱塞马达，其他还包括过滤器、冷却器、油箱和管路等元件。
（1）轴向柱塞变量泵。
轴向柱塞变量泵将原动机输出的机械能转化为液压能，提供高压油源，通过改变泵的输出油液的方向和大小来改变马达输出轴旋转方向和转速，补油泵和柱塞泵组合在一起，由柱塞泵的轴一起驱动，给闭式系统补充足量的液压油，一部分用于补充泵和马达的容积泄漏，一部分用于置换系统中一定比例的热油，经过冲洗阀、马达和泵的壳体后经过冷却器冷却，并重新流回油箱。
补油泵上带有两个单向阀和一个补油低压溢流阀，泵斜盘中位时补油泵的油溢流至泵壳体。
根据系统设计需要，在泵上可以选择高压溢流功能或压力过载控制(IPOR)功能，泵的控制方式有手动控制、液压先导控制、电比例控制等多种控制方式。
同时，在控制方式中可以选择适于车辆行走的多个功能，如宽中位、微动阀、空挡定位、空挡锁定及零行程阀等选项。
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静液压驱动在装载机上的应用
厦门厦工机械股份有限公司
黄松
摘要：静液压传动技术在国外的工程机械上得到广泛的应用,文章介绍了静液压驱动系统的特点，以及静液压驱动系统在厦工XG904等机型上的应用。
做了一些静态参数的匹配分析，静液压系统与动力机匹配的关系，包括驱动系统压力与整机驱动力的关系，驱动闭式回路流量与车速的关系，各项参数匹配。
关键词：迷你装载机静液压驱动静态匹配DA控制
随着小型多功能机械（compact machine）的发展，静液压传动技术因其独特的优势，越来越得到广泛的应用。
厦工作为国内装载机专业的生产厂家，首先使用静液压驱动技术在装载机上应用，并且已经形成批量生产。
代表机型有XG3090，XG904,XG902。
在同行中备受好评。
图一：XG904整机
1.静液压系统构成与特点。
静液压传动系统HST(Hydraulic Static Transmission)
是指由液压泵、液压马达，补油泵和控制元件(液压阀) 组成的闭式回路,辅以调节控制装置等组成的一种无级变速传动系统,有传动比连续、传递动力平稳、操纵方便等特点。
静液压传动装置是以液压泵和液压马达为主组成,附加各种变量控制单元和传动元件(减速器或变速箱) ,成为一种无级变速的传动装置。
它与纯机械传动和液力机械传动相比,具有高效区宽、布局灵活、无级变速、换向方便、控制方式多样和功率利用合理等众多优点。
工程机械合理运用静液压传动装置,则能改善机器性能,提高生产效率,节省能量消耗,使机器的品质上升到一个新的
阶段。
静液压传动的四种基本形式组合：
根据静液压传动中排量是否可调可以分为4种系统组合方式：定量泵-定量马达，定量泵-变量马达，变量泵-定量马达，和变量泵-变量马达。
根据XG904整机的特点，我公司选择了变量泵-变量马达的组合方式。
图二：静液压系统原件构成
图三：系统原理图
2.匹配关系
2.1静液压系统与发动机的匹配
发动机与HST 液压泵相连,研究发动机与HST 的匹配即研究发动与液压泵之间的匹配。
因为发动机功率Pe 的函数为
Pe = TeNe/ 9549. 30
式中, Te 为发动机转速为Ne 时的转矩。
若不考虑功率损失, HST 液压泵的输出功率Pp,
其公式为
Pp =PpQp/60=PpqpNp/60000
式中，P p 为泵的出口压力,MPa ;
Qp 为泵的出口流量,L/ min;
qp 为泵的排量,ml/ r ;
Np 为泵的转速, r/ min。
对于静液压驱动装载机来说，在工作时需要驱动和工作联合作业，因此实现发动机与泵的匹配,因符合以下两个方面的要求
A．在满足最大驱动力功率的情况下，为了使工作系统具有一定的工作能力，应使Pe >=Pp ,
B．发动机转矩与泵的转矩相等即Te = Tp ,
由于XG904整机的布置方式如图所示：
图四：整机传动系统布置图
因此发动机的转速Ne = Np ,所以发动机与泵的匹配关系式可表示为
Pp =ppqpNp/60000=TeNe/9549. 30= 20.69KW<Pe=24.5KW
因此,当外负载发生变化时引起系统压力Pp 变化时,通过DA阀调节变量泵的排量qp 使泵的吸收转矩保持不变,控制发动机转速的变化,就实现了泵与发动机之间的功率匹配。
图五：柴油机特性曲线
图六：动力系统与静液压驱动系统布置实物图
图七：计算结果
从上图可以看出，整机可以爬山70%以上的坡度，整机最大车速达到18Km/h以上，基本满足整机要求。
匹配合理。
2.2静液压系统与传动系统的匹配。
2.2.1车速匹配
由整机系统布置图可知，静液压驱动泵和马达之间的流量连续性方程，Qp=Qm
Qp=Np*qp
Qm=Nm*qm
Nm= Np*qp/ qm
车轮转速Nw=Nm/i
车速V=Nw*Rw
A．当马达处于高速档时：V=18.45Km/h
B．当马达处于低速档时：V=7.24Km/h
式中：Qp——泵流量
Qm——马达流量
Nm——马达转速
2.2.2 驱动力的匹配
马达输出扭矩Tm=qm*Pp
车轮的扭矩：Tw=Tm*i
整机驱动力为F=Tw*R=16.6KN
图八：整机基本参数计算
通过以上计算,符合以下整机要求的参数，
•发动机：403D-15
额定功率/转速：24.4kW/2400rpm
最大扭矩/转速：96Nm/1800rpm
•整机操作质量：2160kg
•最大驱动力：16.6KN
•车速：
I档：7km/h II档：18km/h
图九：整机传动系统实物布置图
3.静液压传动与传统的液力机械传动相比,具有以下优点:
(1) 可以实现无级变速,换向方便;
(2) 当发动机在任一调度转速下工作,传动系统都能发挥出较大的牵引力;
(3) 传动系统能在很宽的输出转速范围内保持较高的效率;
(4) 行走功率和作业装置功率可以合理匹配,使发动机功率充分利用; (5) 液压泵
和液压马达位置布置比较灵活,有条件使发动机采用横向布置,缩短了装载机的纵向长度,改善了司机的视野;
(6) 液压泵和液压马达都可采用电比例变量控制,考虑到微机技术的飞速发展,使二者很好的结合,实现智能化控制;
(7) 据有关资料介绍,与液力机械传动相比,装载机作业率可以提高30 % ,燃油消耗可降低25 %。
轮式装载机行走驱动负荷变化较大,它的静液压传动装置都由变量泵和变量马达组成闭式回路。
而液压泵的变量控制方式为与转速有关的液压控制（XG904的DA控制）。
这种变量方式使装载机具有变矩器的功能,并有以下几个特点: (1) 它的控制泵与发动机直接相连变量机构中没有控制伐,当发动机转速发生变化时,控制泵输出流量随之变化,这样由于通过控制内节流处的流量发生变化,导致节流前后压差的变化,而造成控制压力的变化。
转速提高—控制压力增大—排量变大; (2) 当行走驱动系统工作压力升高,引起发动机转速下降时,此时控制压力下降,使泵的排量减少,此时泵的输入扭矩和发动机转速重新恢复到设定值; (3) 控制阀与发动机的油门控制杆联动,当发动机的油门加大,则控制阀内的节流开度也加大,可以获得不同驱动转速下的控制曲线,这些控制曲线是相互平行的。
一旦工况发生变化,使转速变化值尽可能地小; (4) 可以在发动机转速调定的情况下,改变控制
阀内节流开度的大小,从而增、减控制压力,来调整行驶速度。
4 结论
上述的对XG904静液压驱动系统分析与计算表明,静液压闭式传动系统的输入功率对系统的输出特性有很大影响,但是在选择发动机和传动系统时又不能盲目增大功率,应先分析车辆走行阻力分布特点,明确车辆的加速要求,然后选择合理的闭式传动系统输出特性,由此来确定发动机的功率和整机系统的匹配才是合理的。
参考文献：
姚怀新，工程车辆液压动力学和控制原理。
人民交通出版设2006.10
吴守强，静液压传动装载机性能的探讨。
工程机械与维修2007.5
左德龙，胡飞，李建刚发动机与静液压传动的匹配与仿真。
机械传动2010年（3）第34卷
高春雷静液压闭式传动系统输出特性计算分析铁道建筑2005.3
吴元道工程机械静液压传动装置液压气动与密封2002.8
李壮云液压元件与系统机械工业出版社2005.6。