平地機前輪驅動液壓系統的優化設計

唐曦

摘 要：由于傳統的平地機前輪驅動傳動效率較低以及在直線行駛過程中由于流量的不平衡性導致出現打滑現象等問題，本文通過對平地機前輪驅動液壓系統的優化設計，更好的解決了在不同的工況工作過程中的一些突出問題，提高了整體的效率。

關鍵詞：平地機;前輪驅動;液壓系統;優化設計

引言：

平地機是在工程施工過程中必不可少的專業設備，通過變換工作裝置可以實現不同的功能，主要有大雪的鏟雪推雪功能，配上推土器實現推土的功能。平地機的驅動方式主要是前輪的單獨驅動以及后輪作為主驅動，為什么要選擇前輪單獨驅動呢，這是因為前輪如果和后輪共同驅動的，在這個過程中后輪在驅動的過程中容易產生轍痕，并且在作業的過程中容易產生慢速式的作業形式，對于追求高質量高效率的平地機作業來說是十分不利的，因此在這個過程中需要將平地機的前輪設計成單獨驅動的，提高效率避免轍痕。

但是由于大部分的平地機的驅動主要有液壓驅動和電力驅動，電子驅動在很多時候不能有效的應用，主要作為重型機械需要較大的動力，因此大部分驅動采用的是液壓驅動。

1.現階段平地機前輪驅動液壓系統弊端分析

1.1傳動效率較低

由于平地機的作業區域覆蓋面積較大，如果將整個作業區都進行覆蓋的情況下再保證前輪的傳動效率是十分困難的，因此在這個過程中液壓系統的傳動效率有時候甚至達不到50%中間會損失很大的一部分的能量，有時候是通過作業過程中產生大量的熱流失或者做了較多的無用功導致效率的降低，因此對前輪驅動液壓系統進行優化的過程中要充分考慮傳動效率。

1.2平地機前輪行駛直線問題

熟悉車況的人都清楚前輪保證機器的方向，對于平地機也是一樣的，在大多數的情況下，都是通過左右前輪受到負荷然后執行命令，但是對于平地機由于作業的環境較為復雜，因此在很多時候左右前輪受到的負荷并不一致，這樣就會導致平地機在進行直線作業的過程中會受到一定的干擾，導致走的并不是直線，從而真正作業的過程中出現難走直線問題。

1.3前輪驅動過程中的打滑問題

前輪驅動最主要的一個參數是附著系數，如果附著系數低于或者超過一個穩定值就會產生打滑現象。打滑現象出現時，對于單側的前輪液壓馬達控制的輪子會出現流量較多，超過另一個輪子的液壓馬達控制的流量，從而造成驅動牽引力的喪失，從而造成打滑現象。另外車輪在轉向的過程中，內側車輪子的轉速低，作為一個軸來進行牽引，最外側的輪子轉向轉速較快，所受到的阻力較小，因此在這個過程中是不平衡的，會極易的發生打滑現象。

綜上所述對平地機的前輪驅動的弊端進行分析，需要對液壓驅動系統進行優化設計，從而盡可能的減少發生問題的概率，從而提高前輪的傳動效率，進而提高整體的工作效率。

2.平地機前輪驅動液壓系統的優化設計

2.1平地機前輪驅動液壓系統的優化設計要求

（1）首先實現前輪驅動牽引力的輸出，保證牽引力能夠達到一個較為穩定的值

（2）前輪在轉速的過程中，可以保證內側車輪和外側車輪之間的速度差值較小

（3）平地機左右前輪可以實現較好的同步性

（4）前輪在打滑時可以很好的控制驅動過程中流量差異問題，避免損害液壓系統的元器件。

2.2液壓系統優化設計動力學參數確定

（1）牽引力的確定

牽引力與車輛的附著質量有關，選取前輪驅動的液壓驅動比為kp為0.65，則具體的公式為

（2）液壓系統的額定壓力

首先要確定最高壓力，一般用Pm來表示，一般的額定壓力取值為0.5-0.6Pm，并且額定壓力值適當的增大，就會獲得較為強勁的動力，但是如果額定壓力過高還會導致液壓元器件的壽命降低問題，甚至還會導致液壓元器件的損壞。對于優化設計的前輪驅動的額定壓力，通過大量的實驗研究得出，將額定壓力值取為0.55-0.65Pm的時候可以達到效率的最大化，并且還可以很好的保護液壓元器件的使用壽命，提高其使用的效率，并且在波動的過程中還可以很好的滿足工作工況的需求。

（3）液壓馬達的參數選型

選取液壓馬達的參數類型就需要計算出液壓馬達的排量，并且液壓馬達的選取需要嚴格的遵循平地機在驅動過程中動力和行駛速度的要求。如果不是前輪驅動的平地機在選擇液壓馬達的過程中不需要考慮前面兩個輪子的驅動問題，因此在這個過程中液壓馬達就可以不受前輪約束的情況下自由的旋轉。但是本文主要優化設計的前輪驅動的液壓系統，因此在選擇液壓馬達的過程中需要選擇低速并且帶有大扭矩的液壓馬達。因為在這個過程中既要保證傳動效率提高還需要盡量的減少平地機在轉向以及直線行駛過程中的打滑問題的產生等，因此在優化的過程中需要選擇帶有大扭矩的低速的液壓馬達。

2.3前輪驅動液壓系統優化設計

根據前文的運動參數的選擇和確定之后，對液壓系統進行優化設計，選擇負載敏感變量泵控制的液壓優化系統。具體優化后的比優化前多了外接流量控制閥，這個裝置的加入將極大的保證了平地機在工作的過程中實現流量的平衡，減少了前面兩輪在轉向過程中受到的巨大牽引力的作用，保證了其流量的平衡，極大的抑制了打滑現象;當負載所需要的流量減少時外接流量閥的開口就會相應的減少，這樣輸出的流量就會多于負載所需要的流量，在這個過程中推動負載敏感閥體向右側運動，這個時候變量缸敏感腔與變量缸平衡腔進行工作，使之將流向兩輪的流量達到一個流入與流出的平衡;相反如果當負載所需要的流量增加時，則相反。在這個優化后的前輪驅動液壓系統可以實現流量的動態平衡，極大的提高了傳動效率與整體的效率。

3.結論

綜上所述，本文主要對平地機前輪驅動目前存在的一些問題進行具體分析，并且將原來的液壓系統存在的弊端通過圖例進行說明，然后通過大量的實驗調查研究，對優化設計后的系統參數進行了確定，并且畫出優化后的前輪驅動液壓系統，極大提高了傳動效率，降低了打滑現象的發生。

參考文獻

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