同步傳動系統(tǒng)概述

靜液傳動系統(tǒng)的容積效率是衡量其性能的一項重要指標(biāo),也是影響其在高速軍用車輛上廣泛應(yīng)用的瓶頸。找到靜液傳動系統(tǒng)容積效率的影響因素并對其進行準(zhǔn)確的建模,是對靜液傳動系統(tǒng)進行準(zhǔn)確控制的前提,是實現(xiàn)靜液傳動車輛動力傳動系統(tǒng)整體優(yōu)化匹配及控制的基礎(chǔ)。

影響高速靜液傳動系統(tǒng)容積效率的3個因素:泵輸入轉(zhuǎn)速、系統(tǒng)工作壓力、系統(tǒng)工作油溫對靜液傳動系統(tǒng)的影響規(guī)律。

1. 在一定工作油溫、一定泵工作轉(zhuǎn)速下,靜液傳動系統(tǒng)容積效率隨系統(tǒng)工作壓力的升高而降低;

2. 在一定工作油溫、一定工作壓力下,靜液傳動系統(tǒng)容積效率隨泵工作轉(zhuǎn)速的升高而升高;

3. 在一定工作壓力、一定工作轉(zhuǎn)速下,靜液傳動系統(tǒng)容積效率隨工作油溫的升高而降低;

4. 盡管引用傳統(tǒng)計算泵容積效率的公式來計算靜液傳動系統(tǒng)的容積效率會有所偏差,但理論值與試驗值之間的誤差對于靜液傳動系統(tǒng)建模研究來說,精度已經(jīng)足夠,而且,當(dāng)泵工作轉(zhuǎn)速高于2 200r/min時,不管在低油溫還是在高油溫,理論值與試驗值都有很好的一致性,高速軍用車輛靜液傳動系統(tǒng)的應(yīng)用研究來說,按照傳統(tǒng)柱塞泵容積效率計算公式去建立靜液傳動系統(tǒng)容積效率模型完全可以滿足當(dāng)前研究的需要 。

電氣傳動系統(tǒng)（PDS）由電動機和成套傳動模塊（CDM）組成，不包括由電動機驅(qū)動的設(shè)備。

中文名

電氣傳動系統(tǒng)

外文名

PDS

電氣傳動系統(tǒng)（PDS）由電動機和成套傳動模塊（CDM）組成，不包括由電動機驅(qū)動的設(shè)備。CDM由基本傳動模塊（BDM）和其可能有的附屬部分，如饋電部分或某些輔助設(shè)備（如通風(fēng)設(shè)備）組成。BDM包括變流器、控制和自保護功能。

若電氣傳動系統(tǒng)（PDS）有其專用變壓器，則該變壓器就作為成套傳動模塊（CDM）的一部分。2100433B

鏟土車采用機械傳動或帶液力變矩器的液力機械傳動系統(tǒng)，也有少數(shù)采用液壓傳動系統(tǒng)。

鏟土車液力變矩器

泵輪組件中的泵輪由螺栓和驅(qū)動殼連接，驅(qū)動齒輪由螺栓和驅(qū)動殼連接。驅(qū)動齒輪直接插入發(fā)動機飛輪齒圈內(nèi)，故泵輪隨發(fā)動機一起旋轉(zhuǎn)。導(dǎo)輪由螺栓和導(dǎo)輪轂連接，導(dǎo)輪轂通過花鍵和導(dǎo)輪座連接，導(dǎo)輪座又通過螺栓和變矩器殼連接，故導(dǎo)輪和變矩器殼一起，是不旋轉(zhuǎn)的。渦輪和渦輪轂用鉚釘鉚接在一起，再通過花鍵和渦輪輸出軸連接，渦輪輸出軸通過花鍵和聯(lián)軸節(jié)連接，將動力傳遞給其后的傳動系統(tǒng)。泵輪隨發(fā)動機一起旋轉(zhuǎn)，將動力輸入，導(dǎo)輪不旋轉(zhuǎn)，渦輪旋轉(zhuǎn)，將動力輸出，三者之間相互獨立，輪間間隙約為2mm。

泵輪、渦輪、導(dǎo)輪自身由許多葉片組成，稱之為葉柵，葉片由曲而構(gòu)成，呈復(fù)雜的形狀。變矩器在工作時，葉柵中是需要充滿油液的，在泵輪高速旋轉(zhuǎn)時，泵輪葉柵中的油液在離心力的作用下沿曲面向外流動，在葉柵出口處射向渦輪葉柵出口，然后沿渦輪葉柵曲面作向心流動，又從渦輪葉柵出口射向?qū)л喨~柵進口，穿過導(dǎo)輪葉柵又流回泵輪。泵輪、渦輪、導(dǎo)輪葉柵組成的圓形空間，稱之為循環(huán)圓。由于渦輪葉柵曲面形狀的設(shè)計，決定了渦輪和泵輪在同一方向旋轉(zhuǎn)。這樣，變矩器葉柵循環(huán)圓中的油液，一方面在循環(huán)圓中旋轉(zhuǎn)，一方面又隨泵輪和渦輪旋轉(zhuǎn)，從而形成了復(fù)雜的螺旋運動，在這種運動中，將能量從泵輪傳遞給渦輪。

渦輪的負(fù)荷是鏟土車負(fù)荷決定的。鏟土車的負(fù)荷由鏟刀傳遞給履帶行走系統(tǒng)，再傳給終傳動、轉(zhuǎn)向離合器、中央傳動、變速器和聯(lián)軸器總成，最終傳遞給變矩器渦輪。

渦輪負(fù)荷小時，其旋轉(zhuǎn)速度就快；負(fù)荷大時，旋轉(zhuǎn)速度就慢。當(dāng)鏟土車因超載走不動時，渦輪的轉(zhuǎn)速也下降為0，成為渦輪的制動狀態(tài)。這時，因渦輪停止轉(zhuǎn)動，由泵輪葉柵射來的油液，以最大的沖擊穿過渦輪葉柵沖向?qū)л?，在不轉(zhuǎn)的導(dǎo)輪葉柵中轉(zhuǎn)換成壓力，該壓力反壓向渦輪，增大了渦輪的扭矩，該增加的扭矩和渦輪旋轉(zhuǎn)方向一致，此時渦輪輸出扭矩最大，為泵輪扭矩的2.54倍。渦輪隨著負(fù)荷增大，轉(zhuǎn)速逐漸降低，扭矩逐漸增加，這相當(dāng)于一個無級變速器在逐漸降速增扭。這種無級變矩的性能與易操縱而擋位較少的行星齒輪式動力換擋變速器相配合，使鏟土車獲得了優(yōu)異的牽引性能。

液力變矩器是依靠液力工作的。油液在葉柵中流動時，由于沖擊、摩擦，會消耗能量，使油發(fā)熱，故液力變矩器的傳動效率是較低的。國內(nèi)外最好的液力變矩器其最高效率為88%。當(dāng)變矩器的渦輪因鏟土車超負(fù)荷而停止轉(zhuǎn)動時，由泵輪傳來的能量全部轉(zhuǎn)化成熱量而消耗掉，此時變矩器效率為0。要想提高變矩器的傳動效率，就要掌握鏟土車的負(fù)荷，使渦輪有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速、鏟土車有適當(dāng) 的速度；即當(dāng)鏟土車因負(fù)荷過大而走不動時，要及時減小負(fù)荷，提一下鏟刀或由II擋換為I擋。

由變矩器的結(jié)構(gòu)和工作原理知，變矩器工作時油會有內(nèi)泄、會發(fā)熱。這就要求要及時給變矩器內(nèi)部補充油，并將發(fā)熱的油替換出來冷卻，形成一個循環(huán)。

鏟土車變速器

行星齒輪式動力換擋變速器主要由四個行星排和一個旋轉(zhuǎn)閉鎖離合器構(gòu)成。圖3中標(biāo)的“I”“II”“III”、“IV”是四個行星排，“V”是旋轉(zhuǎn)閉鎖離合器。

“I”“II”和“IV”行星排都是固定齒圈，用行星架同向旋轉(zhuǎn)進行輸出的。

“II”行星排的行星架上多裝一個行星輪，若將齒圈C用離合器固定，當(dāng)太陽輪A右轉(zhuǎn)時，行星齒輪B左轉(zhuǎn)，行星齒輪E右轉(zhuǎn)，行星架D左轉(zhuǎn)，則形成了以太陽輪輸入、行星架反向旋轉(zhuǎn)輸出的行星齒輪減速機構(gòu)。TY220型推土機變速器即利用第II行星排作為倒擋使用。

離合器有5個。第1至第4離合器的油缸體都由螺栓連接在端蓋上，它們是不運動的。當(dāng)油缸體和活塞之間充滿壓力油時，壓力油在油超過計劃的密封下，建立油壓并推活塞壓緊摩擦片，則可將齒圈固定。

第5號旋轉(zhuǎn)閉鎖離合器的結(jié)構(gòu)比較特殊，它沒有行星機構(gòu)，其工作時是整體旋轉(zhuǎn)的。向旋轉(zhuǎn)油缸中供油時，需先向中心軸供油。工作時，壓力油通過第5離合器固定不動的殼體19中的油道，進入旋轉(zhuǎn)油缸，推動活塞工作。為防止泄漏，要用旋轉(zhuǎn)密封環(huán)進行密封。工作完的油液，由于旋轉(zhuǎn)油缸不停地旋轉(zhuǎn)，離心力向外甩出，無法經(jīng)供油道排出，會增加摩擦片的磨損。為解決此問題，在旋轉(zhuǎn)油道排出，會增加摩擦片的磨損。為解決此問題，在旋轉(zhuǎn)油缸體上增加一個鋼球止回閥，在壓力油的作用下，它密封油孔以建立油壓，停止供油時，它會甩開，開放回油孔以回油。