汪成剛

摘 要：液壓機(jī)械無級變速器對車輛實現(xiàn)無級變速具有重要的作用。本文先對液壓機(jī)械無級變速器進(jìn)行了簡單的介紹，再重點分析了液壓機(jī)械無級傳動變速器的傳動特性。

關(guān)鍵詞：液壓機(jī)械無級變速器；傳動特性

引言

在車輛動力系統(tǒng)發(fā)展的過程中，從有級變速發(fā)展到無級變速成為了一種趨勢。安裝有級變速器的車輛在行駛過程中，發(fā)動機(jī)不能夠一直處于最佳狀態(tài)。這不僅降低了駕駛的舒適性，而且降低了發(fā)動機(jī)的使用效率，造成了一定能源的浪費(fèi)。在改進(jìn)的過程中，人們發(fā)明了液力變矩器及其閉鎖裝置、自動換擋機(jī)構(gòu)等。這些改進(jìn)雖然在一定程度上彌補(bǔ)了有級傳動的不足，但是還不能夠?qū)崿F(xiàn)真正的無級變速。液壓傳動技術(shù)的發(fā)展為無級變速提供了新的技術(shù)支持，純液壓傳動能夠?qū)崿F(xiàn)無級變速，保證汽車行駛的穩(wěn)定性能。但是純液壓傳動的傳動效率偏低，能源利用率不高。為此可以將液壓和機(jī)械進(jìn)行結(jié)合，將機(jī)械的高傳動效率和液壓的無級控制結(jié)合在一起，從而實現(xiàn)液壓機(jī)械無級傳動。液壓機(jī)械無級傳動變速器工作時，具有無級調(diào)速、傳動功率比值高以及高效率等傳動特性。本文先對液壓機(jī)械無級傳動變速器的工作原理和特點進(jìn)行介紹，再著重探討和分析液壓機(jī)械無級傳動變速器的傳動特性。

1.液壓機(jī)械無級變速器概述

在液壓機(jī)械無級傳動器中，存在著兩個功率流的傳動，屬于雙功率流傳動范疇。液壓機(jī)械無級傳動器主要由液壓和機(jī)械兩個部分組成。液壓部分是由一些液壓元件組成，包括變排量和定排量元件，主要負(fù)責(zé)傳遞液壓路功率。機(jī)械部分是由行星排或齒輪構(gòu)成，主要負(fù)責(zé)傳遞機(jī)械路功率。液壓部分傳遞的功率可以通過液壓元件調(diào)節(jié)實現(xiàn)連續(xù)可調(diào)，機(jī)械部分傳遞的功率則是跳躍式的。這兩者進(jìn)行結(jié)合，便可以實現(xiàn)變速器的無級調(diào)速功能。

液壓機(jī)械無級變速器借助液壓傳動的無級調(diào)節(jié)和機(jī)械傳動的高效率，實現(xiàn)了變速器的無級調(diào)速。跟傳統(tǒng)有級變速器相比，液壓機(jī)械無級變速器具有以下優(yōu)點。第一，能夠根據(jù)行駛過程中的阻力變化進(jìn)行無級調(diào)速，保證發(fā)動機(jī)發(fā)揮出最佳性能，延長了發(fā)動機(jī)的使用壽命，提高了汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。第二，以液體作為傳動介質(zhì)，有效的降低了車輛的震動性，在提高零件壽命的同時，也使汽車行駛更加的平穩(wěn)，這對工作條件惡劣的工程機(jī)械具有重要意義。第三，操作更加簡便，自動換擋功能大大降低了駕駛員的勞動強(qiáng)度，設(shè)計更加人性化。

與純機(jī)械傳動相比，液壓機(jī)械無級變速器也存在著一些缺點。比如，傳動的效率沒有純機(jī)械傳動的高；液壓系統(tǒng)的要求較高，制造使用以及維修的成本都比較高。但總的來說，液壓機(jī)械無級變速器有效的利用了液壓傳動和機(jī)械傳動的主要優(yōu)點，在汽車以及工程機(jī)械中都有廣泛的應(yīng)用。

2.液壓機(jī)械無級變速器傳動特性分析

液壓機(jī)械無級傳動變速器在工作的時候，具有無級調(diào)速、傳動功率比值高、功率分流以及高效率等傳動特性。

2.1 .可控的無級調(diào)速特性

在無級傳動變速器工作時，可以通過操作拉桿來調(diào)節(jié)變排量和定排量液壓元件，從而控制系統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)速的大小，實現(xiàn)無級調(diào)速。無級調(diào)速特性是指構(gòu)件的輸出與輸入轉(zhuǎn)速比隨變排量液壓元件與定排量液壓元件排量比的變化特性。通過純液壓、液壓機(jī)械各段的速度特性分析可以得知，當(dāng)排量比在-1到1的范圍內(nèi)變化時， 無級傳動變速器的速比可以進(jìn)行無級變化。通過操縱拉桿位移與輸出轉(zhuǎn)速以及定排量液壓元件轉(zhuǎn)速的分析可以得知，在車輛前進(jìn)時，隨著操縱拉桿位移的增大，輸出轉(zhuǎn)速是不斷變大的，而定排量液壓元件的轉(zhuǎn)速呈現(xiàn)一個倒V字形。

2.2. 以小功率的液壓元件傳遞大功率特性

液壓機(jī)械無級傳動器具有以小功率液壓元件傳遞大功率的傳動特性。所謂的功率放大倍數(shù)，是指系統(tǒng)所能傳遞的最大功率與變速器中液壓元件所能傳遞的最大功率之比。根據(jù)傳動方案的不同，所用無級變速器的連續(xù)段數(shù)不同，則功率放大倍數(shù)也不一樣。一般二段式液壓機(jī)械無級傳動變速器的功率放大倍數(shù)為3。段數(shù)越高，則功率放大倍數(shù)越高，但是結(jié)構(gòu)和操作也就越復(fù)雜。

2.3.功率分流特性

功率分流比是指無級變速器中液壓路的輸出功率與無級變速器總輸出功率的比值，其中液壓路的輸出功率就是指經(jīng)液壓路傳遞到行星排的輸入功率。功率分流比越小，即液壓路的輸出功率越小，則機(jī)械功率越大。液壓流功率損失也就越小，從而提高了整個變速器的總效率。一般在車輛剛剛起步的時候，因為速度很低，所以功率分流比比較大；當(dāng)速度逐漸增加后，功率分流比隨之降低。

2.4.高效率特性

液壓機(jī)械無級變速器的整體傳動效率，隨著速比和工況的變化也會在一定的范圍內(nèi)變化。通過對比純液壓變速器傳動效率和液壓機(jī)械變速器傳動效率，可以發(fā)現(xiàn)將高傳動效率的機(jī)械和無級控制的液壓進(jìn)行結(jié)合的液壓機(jī)械變速器具有更高的傳動效率。

3.結(jié)語

在車輛變速領(lǐng)域中，液壓機(jī)械無級變速器通過液壓和機(jī)械的結(jié)合，巧妙的將兩者的優(yōu)勢進(jìn)行了融合。在保證高效率特性的同時，也實現(xiàn)了可控的無級調(diào)速特性。此外，液壓機(jī)械無級變速器還具有功率分流特性，以及以小功率液壓元件傳遞大功率的傳動特性。液壓機(jī)械無級變速器也存在著制造、維修困難等問題，如何進(jìn)一步提升液壓機(jī)械無級變速器的傳動性能有待進(jìn)一步研究。

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