履帶式車輛液壓機械驅動系統的設計探討

摘要：履帶式車輛具有著接地比壓小、爬坡能力強以及接地面積大等特點，在我國目前的工程、農業方面得到了較大范圍的應用。而同機械驅動的行走系統比較來說，液壓驅動行走系統能夠在極大程度簡化系統結構的基礎上實現無級變速的目的。在本文中，將就履帶式車輛液壓機械驅動系統的設計進行一定的分析與探討。

關鍵詞：履帶式車輛 液壓機械驅動系統 設計

1 概述

近年來，我國在液壓技術方面獲得了較大的進步，使液壓技術已經逐漸滲透到很多的領域，目前在工程、農業以及汽車船舶等方面都得到了較為廣泛的應用。同時，在我們工、農業經常應用到的履帶式車輛中，由于使用環境相對惡劣、且自身結構非常復雜，就需要我們能夠對其進行進一步的研究，以獲得更好的應用效果。對于以往來說，我國的履帶式車輛通常都以機械為驅動方式，不但體系較大，其所具有的維護性以及操作性也較差，而通過液壓傳動系統的應用，則能夠在保障其操作靈活的基礎上能夠具有更好的動力特征。

2 閉式液壓系統

對于閉式液壓系統來說，其在實際應用過程中經常會出現油液泄露的情況，為了能夠對這部分消耗以及泄露情況進行補充，就需要對閉式系統時刻保持油液的補充。通常來說，我們會在閉式液壓系統主泵附近安裝一個補油泵，且由于該補油泵所具有的壓力以及排量較小，就使其對于功率的損失情況可以忽略不計。另外，在閉式系統液壓裝置中，我們也設置了補油單向閥以及補油溢流閥，其中，補油單向閥能夠根據兩側管路壓力情況合理地選擇補油方向，而補油溢流閥則能夠對補油工作最高壓力進行一定的限制。同時，在主泵兩側我們也安裝了高壓溢流閥，斜盤快速擺動時出現的壓力峰值及最大壓力由高壓溢流閥保護，防止泵和馬達超載。而在補油泵出口位置處，我們還安裝了過濾器，以此設備的安裝對整個液壓系統工作介質進行過濾，進而大大提升了液壓油所具有的清潔度。

3 液壓驅動系統布局

自走式履帶底盤是履帶式車輛的一個重要組成部分，其所具有的性能高低將直接對工作任務的完成效果產生影響。以我國農業生產為例，聯合收割機經常在水田開展工作，由于水田中工作環境較為惡劣，就使其所具有的故障率通常都會保持在較高的水平。而通過我們對收割機底盤結構的改造，則能夠在提升其濕地適應性的同時減小其在實際工作開展過程中所具有的故障率。目前，我國在1.5kg/s以下的聯合收割機其變速驅動裝置通常都是使用的手扶拖拉機變速箱，且沒有專門的變速箱。而這種情況的存在就會使其在實際工作開展過程中經常會出現亂檔、掛不上檔以及變速箱開裂等情況，面對這種情況，就需要我們能夠對液壓技術進行進一步的研究。目前，對于液壓行走無級變速的布局方案主要有：方案一，單定量馬達+單向變量泵+輸出變速箱；方案二，雙定量馬達+單項變量泵；方案三，雙定量馬達+雙聯雙向變量泵。對于這三種方案來說，經過對比具有著如下的特點：對于方案一來說，其由于具有輸出變速箱，這就會使設備同地面所具有的間隙距離減小，對車輛的障礙通過存在一定的影響，且該方案設備的左右履帶不能夠以反向的方式進行轉動，拐彎的半徑也相對較大；對于方案二來說，其所具有的液壓系統相對來說較為復雜，缺乏操縱性；對于方案三來說，其通過雙聯雙向變量泵的應用能夠較好地實現無級變速目的，且整個液壓系統構造也非常簡單，無論是機動性還是轉彎的操縱性都非常好。

4 補油泵與補油量

在閉式液壓驅動系統的實際工作過程中，經常會出現油液泄露的情況，且這部分泄露流量主要分布在泄露流量、馬達泄露流量、冷卻沖洗閥排放流量以及控制系統消耗等方面，為了能夠對這部分產生的泄露消耗進行補充、使系統能夠正常運行，則需要我們能夠對閉式系統的補油流量進行精確而合理的制定。

在集成式液壓泵中，其補油、控制等一系列功能都集成在液壓泵上。在供應商提供產品方面，其補油泵排量具有2至3種不同的選擇；而補油壓力也能夠在一定的范圍內進行選擇。而當油泵排量不可選擇時，則需要我們能夠根據油泵使用條件對其進行應用。同時，當液壓系統的組成情況或者使用情況出現一定變化之后，就需要我們能夠對補油量進行重新的計算，并通過適當排量補油泵的應用對其中的系統參數進行合理的調整，以滿足補油泵的需求。

5 液壓油散熱

從節能方面來說，通過雙定量馬達以及雙聯雙向變相泵系統的應用，由于其中間沒有存在其他控制閥，就使得其馬達液壓效率以及液壓泵的使用效率都能夠保持在一個很高的范圍內。在額定條件下，其所具有的容積效率甚至可以達到96%、機械效率可以達到94%。同時，由于閉式液壓系統在工作時往往會散發出較大的熱量，所以其在工作當中油溫在50至70℃是一個正常的溫度范圍，如果現實溫度超出了這個范圍，則需要我們對其采取一定的散熱措施。目前，我們所使用的散熱方式主要有：第一，增大油箱散熱面積。對于這種方式來說，對于很多設備都具有一定的效果，但是對于聯合收割機而言由于其在結構方面所具有的限制，就使其在油箱設計方面不會太大，而這也會在一定程度上影響了其所具有的散熱面積；第二，增大液壓系統管徑。通過這種方式的應用，則能夠有效地減小管路壓力損失，而為了能夠獲得更好的散熱效果，我們則可以盡可能的使用散熱性能更好的鋼管作為管路材料；第三，使用液壓油散熱器總成。由于設備地盤輸入功率較大，就使其需要散發的熱量值也較高。而通過我們將液壓油散熱器總成安裝在聯合收割機柴油機的風扇前，則能夠起到較好的散熱效果。

6 污染物過濾

當設備中油液出現了對設備元件壽命以及系統有效性產生危害的能量或者物質時，液壓系統就會因此出現油液污染的情況。對于聯合收割機來說，其污染源主要有系統內殘留、系統內生成以及外界侵入這三種污染物來源。同時，由于聯合收割機經常需要在野外作業，工作環境較差，就使得外界污染物成為了系統最主要的污染來源。對于系統污染程度來說，其是我們通過系統油液的污染狀況對其進行評定的，目前，最為高效，也是應用最為廣泛的是自動顆粒計數器方式。

而為了做好設備污染物防范工作，我們可以從以下幾個方面入手：在設備出廠前對設備中存在的殘留污染物進行清洗；設備組裝前對管道、元件內部進行清洗；油箱應當時刻以密封方式放置，并在其中放置一定數量的干燥劑與空氣濾清器；對使用過的油液進行凈化處理；通過壓濾方式對設備中元件磨損的產物以及油液氧化產物等進行濾除；通過新式油箱的使用對進油以及回油環節進行隔離，避免出現交叉污染等。

7 結束語

總的來說，液壓式機械驅動系統在我國目前的履帶式車輛中具有著較好的應用效果以及應用價值，需要我們對該項工作的改造引起充分的重視。在上文中，我們對于履帶式車輛液壓機械驅動系統的設計進行了一定的研究，而在實際設計過程中，也需要我們在良好運用各項技術的基礎上保障驅動系統的設計效果。

參考文獻：

[1]張戰文，楊福增，張季琴.履帶式車輛斜坡勻速轉向特性分析[J].拖拉機與農用運輸車，2011（06）：44-48.

[2]秦永法，陳思棟，董阿忠，余從軍，袁鶴來，習強.履帶式移動應急排灌車的設計研究[J].農業裝備與車輛工程，2010（07）：28-32.

[3]包崢嶸，秦永法.液壓行走履帶式車輛主車架加工工藝探索[J].機械工程與自動化，2012（06）：115-116.

[4]包崢嶸，胡林嵐.履帶式車輛主車架有限元分析及優化[J].揚州職業大學學報，2012（04）：16-19.

作者簡介：喬秀春（1965-），男，山東淄博人，大學本科，高級講師，研究方向：機械液壓技術、汽車檢測與維修技術等。