基于雙流傳動裝置的履帶式車輛反轉向問題分析與處理

劉重發，陳遠江，楊杰敏，張 鄭，向濤波，杜文利

?

基于雙流傳動裝置的履帶式車輛反轉向問題分析與處理

劉重發1，陳遠江1，楊杰敏1，張 鄭1，向濤波1，杜文利2

（1.陸軍工程大學軍械士官學校，武漢 430075；2.陸軍72465部隊，山東濟南 250022）

駕駛履帶式車輛時，容易出現反轉向，如果對裝備性能和駕駛技巧認識不足，極易導致事故。文章介紹了履帶式車輛雙流傳動裝置組成結構，分析了雙流傳動裝置履帶式車輛反轉向的情況，提出了履帶式車輛駕駛過程中規避反轉向的具體方法，對于提高駕駛人員認知水平，避免事故發生具有非常重要的意義。

雙流傳動裝置 履帶式車輛 反轉向

0 引言

在駕駛履帶式車輛時，當掛前進擋行駛進行轉向時，操縱左側操縱桿（或逆時針轉動方向盤）時，車頭向左轉，操縱右側操縱桿（或順時針轉動方向盤）時，車頭向右轉；掛倒擋行駛時，操縱左側操縱桿（或逆時針轉動方向盤）時，車頭向右轉，操縱右側操縱桿（或順時針轉動方向盤）時，車頭向左轉。履帶式車輛反轉向是指操縱一側操縱桿（或向一個方向轉動方向盤）時，車輛卻轉向另一側的現象。履帶式車輛駕駛過程中，如果駕駛員對此情況掌握不準，在駕駛中遇到緊急情況時，按正常操作本想躲開肇事地點，但由于產生反轉向而加速駛向該處，從而造成事故。因此，搞清履帶式車輛發生反轉向的原因，采用正確的操縱方式駕駛車輛，對于提高駕駛技能，預防各類事故，具有重要意義。

1 傳動裝置特點

1.1 傳動裝置功用

傳動裝置是將發動機的動力輸出至行動部分的所有部件的綜合，是車輛推進系統的主要組成部分之一，傳動裝置能改變車輛的行駛速度,運動方向和主動輪上的扭矩,使車輛的動力裝置具有最佳的功率輸出特性,從而提高其機動性和燃油經濟性。

1.2 傳動裝置分類

傳動裝置主要有直駛變速和轉向等兩方面的功用,從它們兩者如何配合方面,可分為單流傳動裝置和雙流傳動裝置(或稱雙功率流傳動，雙流傳動)。

雙流傳動裝置則是轉向機構與變速機構并聯，發動機輸出的功率經過分流機構分為轉向功率流和直駛功率流，分別經過轉向機構與變速機構后通過匯流排重新匯成一路再傳遞到主動輪上，如圖1所示。雙流傳動可分為差速式和獨立式兩類，根據匯流行星排太陽輪在直駛時的轉速方向與匯流排齒圈轉速方向的關系，又可細分為正獨立式、零獨立式、正差速式、零差速式和負差速式共五種雙流傳動裝置，目前履帶式車輛傳動裝置主要采用正獨立式和零差速式兩種雙流傳動裝置。

1.3 正獨立式雙流傳動裝置

所謂正獨立式雙流傳動裝置，是指傳動裝置工作時，匯流排的齒圈與太陽齒輪的旋轉方向相同；并且轉向時內側履帶速度降低，而外側履帶保持直駛速度不變的一種雙流傳動裝置。某型正獨立式機械雙流傳動裝置框圖如圖2所示。

傳動裝置包括主離合器、綜合傳動裝置和側減速器組成。從動力傳動路線來看，動力沿兩條并聯的路線傳遞：一路經過變速模塊的中間軸，經分流齒輪傳給行星傳動器的太陽齒輪；另一路經過變速模塊的主軸傳給行星傳動器的齒圈，兩股動力經行星傳動器匯流后，將動力輸出到側減速器。雙流傳動將變速模塊與轉向模塊并聯，使轉向性能與直駛性能可以互相配合，進一步減少轉向時的功率消耗，提高轉向的靈活性。在不同擋位工作時，會產生不同的轉向效果。每個擋位都有一個規定轉向半徑，同時低擋實現的轉向半徑小，而高擋時實現的轉向半徑大，這正好符合車輛行駛的要求。另外，如果在空擋時轉向，在兩側履帶所受地面阻力大致相等時，會得到一側履帶向前運動，另一側履帶向后運動的中心轉向(也叫原位轉向)。

在正獨立式雙流傳動中，齒圈與太陽齒輪的旋轉方向相同，所以在倒擋時太陽齒輪和齒圈就變成了旋轉方向相互的工況，在這種情況下會產生寄生功率。正獨立式雙流傳動的中心轉向是不穩定的：只有兩側阻力相等時，才能實現中心轉向；如果地面阻力一側大一側小，那么旋轉中心將偏向阻力大的一側。隨著發動機功率的提升和液壓元器件的技術進步，目前履帶式車輛的傳動裝置更多地采用綜合性能更好的差速式雙流傳動裝置。

1.4 零差速式雙流傳動裝置

零差速式雙流傳動裝置工作時，轉向機構與變速機構可以完全獨立運轉：中心轉向只用轉向機構；直線行駛只用變速機構；一般的轉向內側履帶速度降低，外側履帶速度增加，而且內側履帶速度下降值與外側履帶速度增加值相等，這樣可以使得一般轉向時履帶式車輛的中心運動速度保持不變。某新型零差速式雙流傳動裝置框圖如圖3所示。

該傳動裝置工作原理如下：

1）直線行駛

轉向泵的排量為零，轉向馬達自鎖，左右行星排的太陽齒輪閉鎖，變速機構將動力傳給齒圈，通過行星排框架將動力傳給主動輪，此時無轉向功率流，為單流傳動。

2）轉向行駛

轉向泵的排量不為零，有流量輸出，帶動轉向馬達旋轉，帶動左右行星排的太陽輪等速反方向旋轉，此為轉向功率流。變速功率流使左右行星排的齒圈按等速同方向旋轉。轉向功率流與變速功率流經行星排匯流，使一側框架軸的轉速比直線行駛時增加一個值，而另一側框架軸的轉速比直線行駛時減少一個相同的值，形成轉速差，造成兩條履帶的速度差。此時，即有變速功率流，又有轉向功率流，為雙流傳動。

3）中心轉向

中心轉向時，變速機構為空檔，無變速功率流，只有轉向功率流，動力為單流傳動。發動機輸出的動力，通過轉向泵馬達，使兩側行星排的太陽齒輪等速反向旋轉。此時，如果兩側履帶所遇地面阻力相同，兩側輸出框架軸等速反方向旋轉，使得兩側履帶也做等速反方向運動，此時車輛以車體幾何中心為轉向中心作原位中心轉向。

2 反轉向問題分析與處理

2.1 正獨立式雙流傳動裝置

某型采用正獨立式雙流傳動裝置履帶式車輛使用方向盤進行轉向操縱，駕駛該類車輛，出現反轉向是由于結構設計特性所決定的。

早期出廠的該類履帶式車輛，掛倒擋時，將方向盤向某方向轉動至第一位置后，由于行星排、匯流排和變速機構的共同作用，履帶式車輛并不是按規定轉向半徑向該方向轉向，而是按規定轉向半徑向另一方向進行轉向；如果方向盤再向該方向轉動到底至制動位置，履帶式車輛則向該方向進行制動轉向，轉向方向又回規正常了。

因此駕駛和指揮該類履帶式車輛倒擋行駛進行轉向時，一定要小心操作，尤其在鐵路輸送、平板車上裝載和卸載時更要謹慎。具體應注意以下三點：

1）倒車行駛時必須有專人指揮，駕駛員和指揮員都必須深刻理解該履帶式車輛倒擋轉向的特點，并充分掌握倒擋轉向的駕駛操作要領和指揮要領。

2）每次倒車行駛前，駕駛員和指揮員都必須再次明確指揮手勢：一是倒擋行駛時的指揮手勢表示的是操作方向還是倒車行駛方向；二是要明確區分第一位置轉向和制動轉向的指揮手勢。

3）倒擋行駛時，應盡量不使用第一位置轉向，而使用多次、短暫的制動轉向進行小角度方向調整。

后期出廠的該類履帶式車輛，為解決倒擋反轉向及內部循環功率大的問題，將倒擋拉桿與轉向閥聯動，掛倒擋時轉向閥同時掛加力擋，使之產生了加力倒擋，不會出現倒擋反轉向。由于其倒擋時沒有第一位置，只有第二位置，克服了倒擋反轉向問題，所以在駕駛時按正常操作進行駕駛即可。

2.2 零差速式雙流傳動裝置

某新型零差速式雙流傳動裝置履帶式車輛使用方向盤進行轉向操縱，駕駛該類車輛倒擋行駛進行轉向時，就是按反轉向進行的，這是由于結構設計特性所決定的。

該類履帶式車輛倒擋時使用液力工況，轉向時方向盤的轉動方向與常規方向相反。即履帶式車輛倒車左轉向時，方向盤順時針轉動；履帶式車輛倒車右轉向時，方向盤逆時針轉動。所以，駕駛員在駕駛訓練時一定要牢記并多加訓練。

3 結語

綜上所述，雙流傳動裝置履帶式車輛駕駛過程中反轉向極易造成事故，駕駛員一定要牢記反轉向發生的時機和條件：對于正獨立式雙流傳動裝置履帶式車輛，若無倒擋加力裝置時，應盡量避免倒車時使用第一位置轉向；若有倒擋加力裝置，則按正常操作進行駕駛。對于零差速式雙流傳動裝置履帶式車輛，倒車轉向行駛時本身就是反轉向。只有采取正確操作方式，才能防止事故發生，保障人身和裝備安全。

[1] 王德勝. 裝甲車輛行駛原理[M]. 北京:裝甲兵工程學院出版, 1995.

[2] 張戰平.駕駛155自行加榴炮倒擋轉向要謹慎[J].現代兵種, 2009.

[3] 張永鋒,劉重發,向濤波. 自行火炮駕駛過程中的反轉向問題及對策[J]. 現代炮兵學報, 2012.

[4] 趙江濤,楊杰敏,羅亮. 自行火炮傳動裝置現狀及發展趨勢[J]. 陸軍裝備, 2014.

Analysis and Handling of Reverse for Track Vehicle Based on Double Transmission

Liu Chongfa1, Chen Yuanjiang1, Yang Jiemin1, Zhang Zheng1, Xiang Taobo1, Du Wenli2

(1.Ordnance NCO Academy, Army Engineering University of PLA, Wuhan 430075,China；2. Army 72465 force, Jinan 250022, Shandong, China)

U469

A

1003-4862（2018）07-0054-03

2018-04-15

劉重發（1973-）男，副教授。研究方向：自行火炮維修。