雙模式液壓機(jī)械傳動工作特性分析

李希朝

摘 要：從液壓機(jī)械傳動的實際情況來看，雙模式的分流形式有很多優(yōu)勢，對提高液壓機(jī)械傳動的工作效率有非常重要的作用。簡要闡述了雙模式液壓機(jī)械傳動的組成結(jié)構(gòu)和工作原理，全面分析了雙模式液壓機(jī)械傳動的速比特性、功率特性和雙模式液壓機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)的動態(tài)工作特性，從而有效提高雙模式液壓機(jī)械傳動的整體性能。

關(guān)鍵詞：雙模式液壓機(jī)械傳動；工作特性；動力系統(tǒng)；發(fā)動機(jī)

中圖分類號：TH137.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.01.067

傳統(tǒng)的車輛動力系統(tǒng)受液壓元件轉(zhuǎn)速的限制和影響，無法充分發(fā)揮液壓機(jī)械的傳動性能。而采用雙核式分流形式可以不斷完善車輛的動力系統(tǒng)，對改善車輛動力系統(tǒng)的不足有極大的作用。

1 組成結(jié)構(gòu)和工作原理

復(fù)合無級傳動的輸出轉(zhuǎn)速方式主要包括復(fù)合無級傳動、等差式復(fù)合無級傳動2種。在匯流的機(jī)構(gòu)中，一般有一個由正向匯流行星排、反向匯流行星排共同組成的雙向匯流行星排組。另外，這個排組的輸出軸和輸入軸共有4組，當(dāng)正向匯流行星排運作時，系統(tǒng)的輸出轉(zhuǎn)速會在無級變速單元輸出轉(zhuǎn)速的影響下發(fā)生相應(yīng)的變化，所以，可將其稱作正相位工況或者反相位工況。全面分析車輛傳動系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，在各段輸出轉(zhuǎn)速不斷變化的情況下，如果變化范圍越來越大，即為等比式。具體來說，即動力源的輸入公路在分流機(jī)構(gòu)的作用下會被分成無級變速單元、齒輪傳動機(jī)構(gòu)，而這兩個部分在匯流機(jī)構(gòu)的作用下會形成雙向匯流星排組，并在換段機(jī)構(gòu)雙向匯流行星排阻依次運行的情況下，實現(xiàn)從低到高或從高到低的各種變化，最終在保持匯流輸出轉(zhuǎn)速連續(xù)性的前提下，真正提高車輛傳動系統(tǒng)的整體性能。

2 速比特性、功率特性

在換段條件平穩(wěn)的情況下，車輛從靜態(tài)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)閯討B(tài)，同時發(fā)動發(fā)動機(jī)，液壓元件的排量為零，所以，行星排上作用轉(zhuǎn)矩的狀態(tài)也為零，并且發(fā)動機(jī)的輸出軸負(fù)載也同樣為零，其產(chǎn)生的作用與離合器是一樣的。在發(fā)動機(jī)達(dá)到最低平穩(wěn)狀態(tài)時，一排液壓元件會逐步從零往上升，而另一排液壓元件則會保持在最大排量狀態(tài)。與此相對應(yīng)的，當(dāng)一排液壓元件達(dá)到最大排量時，為了使車輛繼續(xù)前進(jìn)，需要逐步減少另一排液壓元件的排量，以在加速的情況下實現(xiàn)速比增加。由此可見，在車輛實際行駛的過程中，也是通過上述模式和實際工況來確定其運轉(zhuǎn)方式的，從而在保證運行狀態(tài)平穩(wěn)的前提下合理確定主動件、被動件的相對轉(zhuǎn)速情況，全面發(fā)揮液壓元件的整體性能。液壓機(jī)械傳動的2種模式如圖1所示。

在實踐過程中，如果車輛傳動系統(tǒng)具備分速匯矩、復(fù)合分流的分流特性，那么，雙模式系統(tǒng)的功率流形式就會比較復(fù)雜。相關(guān)資料顯示，在清楚觀察系統(tǒng)調(diào)速區(qū)間功率狀態(tài)的情況下，結(jié)合機(jī)械的實際運行情況可知，在模式1狀態(tài)下，功率流狀呈現(xiàn)的是分流形式；在模式2狀態(tài)下，功率的分流狀態(tài)有2種，即機(jī)械路的功率循環(huán)和液壓路的功率循環(huán)。由此可知，前者是車輛傳動系統(tǒng)的內(nèi)部循環(huán)，后者不是系統(tǒng)循環(huán)，只有在兩者共同作用下，車輛才能正常行駛。

3 機(jī)構(gòu)動態(tài)工作特性

目前，雙模式液壓機(jī)械傳動工作特性的研究主要是指段內(nèi)調(diào)速過程、換段過程動態(tài)特性2個方面。而在液壓流傳動機(jī)構(gòu)的排量控制中，電流信號的特性發(fā)揮著非常重要的作用，對提高液壓機(jī)械無級傳動速比調(diào)節(jié)效果有極大的作用。在節(jié)流孔直徑不斷縮小的情況下，排量控制機(jī)構(gòu)的響應(yīng)時間會逐漸延長，同時，還會影響斜盤位置的穩(wěn)定性。因此，在控制電流相同的情況下，如果阻尼孔縮小，斜盤位置的穩(wěn)定性就會減弱。液壓機(jī)械傳動的條件是，在液壓元件允許的前提下，必須盡可能地縮短響應(yīng)時間。為了盡可能地減少遲滯和死區(qū)，合理使用階躍控制電流的方式，在換段過程中，應(yīng)適當(dāng)提前控制、改變排量電流，這對于提高車輛傳動系統(tǒng)的運行效率有極大的作用。在全面分析了發(fā)動機(jī)的組成結(jié)構(gòu)后，要合理設(shè)置各個參數(shù)指標(biāo)，有效掌控發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和油門的工作情況等，這樣才能在動態(tài)模式下比較全面地了解發(fā)動機(jī)的整體運行狀況，最終在保持發(fā)動機(jī)穩(wěn)定運行的情況下保障車輛傳動系統(tǒng)的機(jī)動性能。

4 結(jié)束語

總的來說，在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的情況下，如果機(jī)械單元中有不同的輸入組合，液壓單元的位置也不同，那么，液壓機(jī)械組合單元的結(jié)構(gòu)就會有多樣性。因此，只有全面了解雙模式液壓機(jī)械傳動的工作特性，才能在合理設(shè)計各種參數(shù)、運行方式等的基礎(chǔ)上更好地提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，達(dá)到提高車輛傳動系統(tǒng)整體性能的目的。

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〔編輯：白潔〕