唐曦

摘 要：由于傳統(tǒng)的平地機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)效率較低以及在直線行駛過程中由于流量的不平衡性導(dǎo)致出現(xiàn)打滑現(xiàn)象等問題，本文通過對(duì)平地機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，更好的解決了在不同的工況工作過程中的一些突出問題，提高了整體的效率。

關(guān)鍵詞：平地機(jī);前輪驅(qū)動(dòng);液壓系統(tǒng);優(yōu)化設(shè)計(jì)

引言：

平地機(jī)是在工程施工過程中必不可少的專業(yè)設(shè)備，通過變換工作裝置可以實(shí)現(xiàn)不同的功能，主要有大雪的鏟雪推雪功能，配上推土器實(shí)現(xiàn)推土的功能。平地機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式主要是前輪的單獨(dú)驅(qū)動(dòng)以及后輪作為主驅(qū)動(dòng)，為什么要選擇前輪單獨(dú)驅(qū)動(dòng)呢，這是因?yàn)榍拜喨绻秃筝喒餐?qū)動(dòng)的，在這個(gè)過程中后輪在驅(qū)動(dòng)的過程中容易產(chǎn)生轍痕，并且在作業(yè)的過程中容易產(chǎn)生慢速式的作業(yè)形式，對(duì)于追求高質(zhì)量高效率的平地機(jī)作業(yè)來說是十分不利的，因此在這個(gè)過程中需要將平地機(jī)的前輪設(shè)計(jì)成單獨(dú)驅(qū)動(dòng)的，提高效率避免轍痕。

但是由于大部分的平地機(jī)的驅(qū)動(dòng)主要有液壓驅(qū)動(dòng)和電力驅(qū)動(dòng)，電子驅(qū)動(dòng)在很多時(shí)候不能有效的應(yīng)用，主要作為重型機(jī)械需要較大的動(dòng)力，因此大部分驅(qū)動(dòng)采用的是液壓驅(qū)動(dòng)。

1.現(xiàn)階段平地機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)弊端分析

1.1傳動(dòng)效率較低

由于平地機(jī)的作業(yè)區(qū)域覆蓋面積較大，如果將整個(gè)作業(yè)區(qū)都進(jìn)行覆蓋的情況下再保證前輪的傳動(dòng)效率是十分困難的，因此在這個(gè)過程中液壓系統(tǒng)的傳動(dòng)效率有時(shí)候甚至達(dá)不到50%中間會(huì)損失很大的一部分的能量，有時(shí)候是通過作業(yè)過程中產(chǎn)生大量的熱流失或者做了較多的無用功導(dǎo)致效率的降低，因此對(duì)前輪驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化的過程中要充分考慮傳動(dòng)效率。

1.2平地機(jī)前輪行駛直線問題

熟悉車況的人都清楚前輪保證機(jī)器的方向，對(duì)于平地機(jī)也是一樣的，在大多數(shù)的情況下，都是通過左右前輪受到負(fù)荷然后執(zhí)行命令，但是對(duì)于平地機(jī)由于作業(yè)的環(huán)境較為復(fù)雜，因此在很多時(shí)候左右前輪受到的負(fù)荷并不一致，這樣就會(huì)導(dǎo)致平地機(jī)在進(jìn)行直線作業(yè)的過程中會(huì)受到一定的干擾，導(dǎo)致走的并不是直線，從而真正作業(yè)的過程中出現(xiàn)難走直線問題。

1.3前輪驅(qū)動(dòng)過程中的打滑問題

前輪驅(qū)動(dòng)最主要的一個(gè)參數(shù)是附著系數(shù)，如果附著系數(shù)低于或者超過一個(gè)穩(wěn)定值就會(huì)產(chǎn)生打滑現(xiàn)象。打滑現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)，對(duì)于單側(cè)的前輪液壓馬達(dá)控制的輪子會(huì)出現(xiàn)流量較多，超過另一個(gè)輪子的液壓馬達(dá)控制的流量，從而造成驅(qū)動(dòng)牽引力的喪失，從而造成打滑現(xiàn)象。另外車輪在轉(zhuǎn)向的過程中，內(nèi)側(cè)車輪子的轉(zhuǎn)速低，作為一個(gè)軸來進(jìn)行牽引，最外側(cè)的輪子轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)速較快，所受到的阻力較小，因此在這個(gè)過程中是不平衡的，會(huì)極易的發(fā)生打滑現(xiàn)象。

綜上所述對(duì)平地機(jī)的前輪驅(qū)動(dòng)的弊端進(jìn)行分析，需要對(duì)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而盡可能的減少發(fā)生問題的概率，從而提高前輪的傳動(dòng)效率，進(jìn)而提高整體的工作效率。

2.平地機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1平地機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)要求

（1）首先實(shí)現(xiàn)前輪驅(qū)動(dòng)牽引力的輸出，保證牽引力能夠達(dá)到一個(gè)較為穩(wěn)定的值

（2）前輪在轉(zhuǎn)速的過程中，可以保證內(nèi)側(cè)車輪和外側(cè)車輪之間的速度差值較小

（3）平地機(jī)左右前輪可以實(shí)現(xiàn)較好的同步性

（4）前輪在打滑時(shí)可以很好的控制驅(qū)動(dòng)過程中流量差異問題，避免損害液壓系統(tǒng)的元器件。

2.2液壓系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)動(dòng)力學(xué)參數(shù)確定

（1）牽引力的確定

牽引力與車輛的附著質(zhì)量有關(guān)，選取前輪驅(qū)動(dòng)的液壓驅(qū)動(dòng)比為kp為0.65，則具體的公式為

（2）液壓系統(tǒng)的額定壓力

首先要確定最高壓力，一般用Pm來表示，一般的額定壓力取值為0.5-0.6Pm，并且額定壓力值適當(dāng)?shù)脑龃?，就?huì)獲得較為強(qiáng)勁的動(dòng)力，但是如果額定壓力過高還會(huì)導(dǎo)致液壓元器件的壽命降低問題，甚至還會(huì)導(dǎo)致液壓元器件的損壞。對(duì)于優(yōu)化設(shè)計(jì)的前輪驅(qū)動(dòng)的額定壓力，通過大量的實(shí)驗(yàn)研究得出，將額定壓力值取為0.55-0.65Pm的時(shí)候可以達(dá)到效率的最大化，并且還可以很好的保護(hù)液壓元器件的使用壽命，提高其使用的效率，并且在波動(dòng)的過程中還可以很好的滿足工作工況的需求。

（3）液壓馬達(dá)的參數(shù)選型

選取液壓馬達(dá)的參數(shù)類型就需要計(jì)算出液壓馬達(dá)的排量，并且液壓馬達(dá)的選取需要嚴(yán)格的遵循平地機(jī)在驅(qū)動(dòng)過程中動(dòng)力和行駛速度的要求。如果不是前輪驅(qū)動(dòng)的平地機(jī)在選擇液壓馬達(dá)的過程中不需要考慮前面兩個(gè)輪子的驅(qū)動(dòng)問題，因此在這個(gè)過程中液壓馬達(dá)就可以不受前輪約束的情況下自由的旋轉(zhuǎn)。但是本文主要優(yōu)化設(shè)計(jì)的前輪驅(qū)動(dòng)的液壓系統(tǒng)，因此在選擇液壓馬達(dá)的過程中需要選擇低速并且?guī)в写笈ぞ氐囊簤厚R達(dá)。因?yàn)樵谶@個(gè)過程中既要保證傳動(dòng)效率提高還需要盡量的減少平地機(jī)在轉(zhuǎn)向以及直線行駛過程中的打滑問題的產(chǎn)生等，因此在優(yōu)化的過程中需要選擇帶有大扭矩的低速的液壓馬達(dá)。

2.3前輪驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

根據(jù)前文的運(yùn)動(dòng)參數(shù)的選擇和確定之后，對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，選擇負(fù)載敏感變量泵控制的液壓優(yōu)化系統(tǒng)。具體優(yōu)化后的比優(yōu)化前多了外接流量控制閥，這個(gè)裝置的加入將極大的保證了平地機(jī)在工作的過程中實(shí)現(xiàn)流量的平衡，減少了前面兩輪在轉(zhuǎn)向過程中受到的巨大牽引力的作用，保證了其流量的平衡，極大的抑制了打滑現(xiàn)象;當(dāng)負(fù)載所需要的流量減少時(shí)外接流量閥的開口就會(huì)相應(yīng)的減少，這樣輸出的流量就會(huì)多于負(fù)載所需要的流量，在這個(gè)過程中推動(dòng)負(fù)載敏感閥體向右側(cè)運(yùn)動(dòng)，這個(gè)時(shí)候變量缸敏感腔與變量缸平衡腔進(jìn)行工作，使之將流向兩輪的流量達(dá)到一個(gè)流入與流出的平衡;相反如果當(dāng)負(fù)載所需要的流量增加時(shí)，則相反。在這個(gè)優(yōu)化后的前輪驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)流量的動(dòng)態(tài)平衡，極大的提高了傳動(dòng)效率與整體的效率。

3.結(jié)論

綜上所述，本文主要對(duì)平地機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)目前存在的一些問題進(jìn)行具體分析，并且將原來的液壓系統(tǒng)存在的弊端通過圖例進(jìn)行說明，然后通過大量的實(shí)驗(yàn)調(diào)查研究，對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)后的系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行了確定，并且畫出優(yōu)化后的前輪驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)，極大提高了傳動(dòng)效率，降低了打滑現(xiàn)象的發(fā)生。

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