平地機前輪驅(qū)動液壓系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計

摘要：主要介紹了對傳統(tǒng)平地機前輪驅(qū)動液壓系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計，在現(xiàn)有技術(shù)的液壓系統(tǒng)上做優(yōu)化，有效解決現(xiàn)有單泵雙馬達前輪輔助驅(qū)動時的某側(cè)驅(qū)動力易喪失、直線行駛較難保持等問題，擴大了平地機的使用范圍，減少了輪胎的磨損，同時減少了對路面平整度的損壞。

關(guān)鍵詞：平地機 前輪輔助驅(qū)動液壓系統(tǒng) 轉(zhuǎn)速

中圖分類號： TH137 文獻標識碼：A 文章編號1672-3791（2015）05（a）-0000-00

平地機是一種鏟刀為主，可選配推土板、推雪鏟、松土器、松土耙等作業(yè)裝置，進行土壤切削、刮送和平整作業(yè)的牽引機械。現(xiàn)代平地機采用后四輪作為主驅(qū)動，工作裝置靠機器行走的牽引力推動。只有后橋部分參與提供牽引力時，附著質(zhì)量僅為后橋質(zhì)量，平地機有30%左右牽引力沒有得到充分的利用。在除冰雪作業(yè)、重載等精細平整作業(yè)工況時，對路面平整度要求較高，僅靠后輪提供牽引力，會帶來不必要的功率損失，對路面平整度造成損壞，并導(dǎo)致作業(yè)能力下降。前輪輔助驅(qū)動可實現(xiàn)全輪驅(qū)動模式與前輪獨立驅(qū)動模式，擴展平地機的使用范圍，更好地實現(xiàn)精細平整作業(yè)。

1現(xiàn)有技術(shù)單泵雙馬達前輪輔助驅(qū)動原理及存在不足

現(xiàn)有技術(shù)中，如圖1所示，由于馬達8采用并聯(lián)方式，在左右前輪負荷不等時會造成左右馬達8轉(zhuǎn)速不等，很難保證平地機直線行駛問題，同時在某側(cè)前車輪附著系數(shù)較差，出現(xiàn)打滑時，容易造成打滑側(cè)馬達流量分配過多超速，而另一側(cè)車輪無驅(qū)動，造成驅(qū)動牽引力的喪失；而在轉(zhuǎn)向時，轉(zhuǎn)向內(nèi)側(cè)車輪轉(zhuǎn)速低，車輪阻力較大，而轉(zhuǎn)向外側(cè)車輪轉(zhuǎn)向快，車輪阻力較小，所需流量不同，由于左右馬達8并聯(lián)，左右馬達壓力相同，造成轉(zhuǎn)彎時左右前輪較難實現(xiàn)差速。前輪滑轉(zhuǎn)會造成輪胎過快磨損，而且會引起整機跑偏或側(cè)移。

2對現(xiàn)有技術(shù)液壓系統(tǒng)的優(yōu)化

系統(tǒng)壓力決定前輪驅(qū)動力的大小，改變系統(tǒng)壓力，可將前輪驅(qū)動力進行改變。在原來液壓系統(tǒng)中增加控制前輪轉(zhuǎn)速的模塊，以后輪運動的轉(zhuǎn)速為反饋來調(diào)整前輪轉(zhuǎn)速，可實現(xiàn)前輪與后輪轉(zhuǎn)速保持一致，克服現(xiàn)有平地機前輪輔助驅(qū)動系統(tǒng)存在的缺陷。

優(yōu)化后的前輪輔助驅(qū)動系統(tǒng)如圖2所示，驅(qū)動模式可選擇前輪輔助驅(qū)動的全輪驅(qū)動模式、后輪驅(qū)動模式、前輪獨立驅(qū)動三種模式。將控制馬達的電液換向閥換成電液比例換向閥10，新增電磁比例溢流閥2。通過調(diào)整電液比例換向閥10的控制電流，實現(xiàn)前輪獨立驅(qū)動時速度的調(diào)節(jié)；通過調(diào)整電磁比例溢流閥2的控制電流，控制其壓力變化，可實現(xiàn)前輪獨立驅(qū)動時驅(qū)動牽引力的調(diào)節(jié)。

當平地機采用后輪驅(qū)動時，電液比例換向閥10、電磁換向閥11處于失電狀態(tài)，馬達通過分流閥14和電液比例換向閥10與油箱直接接通，將徑向柱塞凸輪在柱塞彈簧作用下壓回到柱塞腔實現(xiàn)徑向柱塞馬達16自由輪狀態(tài)。

當平地機采用前輪獨立驅(qū)動時，平地機變速箱掛擋手柄處于空擋，電液比例換向閥10頂端帶電，壓力切斷閥6、負荷傳感閥7與變量泵3帶動油路工作，油路通過電液比例換向閥10、分流閥14、雙排量徑向柱塞馬達16，再經(jīng)過電液比例換向閥10上部流回油箱。雙排量徑向柱塞馬達16的負荷壓力通過梭閥12反饋到負荷傳感閥7，通過調(diào)節(jié)電液比例換向閥10的電流大小，進而改變電磁比例溢流閥2的閥芯開口大小來調(diào)整雙排量徑向柱塞馬達16的流量，達到控制雙排量徑向柱塞馬達16的輸出速度的目的。平地機直線行駛時，油通過分流閥14進入雙排量徑向柱塞馬達16，其壓力反饋到分流閥14的上、下端，壓力相等情況下，使分流閥14處于中位狀態(tài)，保證了流經(jīng)左右馬達的油量相同，能保持直線行駛。

當平地機在前進狀態(tài)需要前輪輔助驅(qū)動時，控制器讀取變速箱輸出轉(zhuǎn)速，根據(jù)轉(zhuǎn)速信號計算出后輪轉(zhuǎn)速，控制器根據(jù)后輪轉(zhuǎn)速輸出控制電流給電液比例換向閥上端，變量泵3輸出壓力油經(jīng)電液比例換向閥10、分流閥14到雙排量徑向柱塞馬達16，雙排量徑向柱塞馬達16獲得的液壓油量大小由電液比例換向閥10的閥芯開口決定，與后輪的轉(zhuǎn)速關(guān)聯(lián)，從而維持前輪轉(zhuǎn)速與后輪轉(zhuǎn)速相匹配。

3結(jié)論

優(yōu)化后的平地機前輪驅(qū)動液壓系統(tǒng)，通過控制前輪驅(qū)動牽引力和轉(zhuǎn)速，提高作業(yè)效率，有效提高平地機牽引力，利于精細平整作業(yè)，減少對路面平整度的損壞。