工程车辆自动变速的基本原理.pdf

第37卷2006年，月 二程机械 Tee犷日nd 工程车辆自动变速的基本原理’ 吉林大学 赵丁选 厂一令.令一令一令一令一令.令.令.令.令.令.令一令.令.令.令.令.令.令一令一~一令.令.令.令.今.今.今一令一令一令.令.令.令.令.令.令.令、 ， 摘 要:工程车辆一边工作一边行走，工作装置的功率输出要占到发动机功率的相当大一部分，最大 寻 卜时可占到60%以上，并且波动很大，这一特点决定了工程车辆的自动变速不能照搬路面交通车辆自动变速 t ‘的原理。通过理论推导和试验，研究出了比较适合工程车辆使用的，3参数”与，4参数”自动变速原理。3参 数”自动变速技术适用于工作液压泵功率较小或液压泵的载荷工作时基本没有波动的工程车辆。对于工作导 ，液压泵功率较大和液压泵载荷工作时经常波动的工程车辆宜采用，4参数”自动变速技术。 全 、.，.，.，.，.，.，_，.，.，一~。令一令一令。令.令.令.令.，.令.~_令_令_，.，.，.，.，.~。~。~一今。令.令_令.令.，_，_，一厂 关键词:工程车辆 自动变速 液力机械传动 工程车辆如装载机、推土机等为了提高对重载 作者从2002年开始在博士学科点基金的资助 的适应能力，主传动系统一般采用液力机械传动形 下，研究了考虑作业泵所消耗的功率及其波动情况 式，但液力传动的传动效率较低，尤其是遇到重载需 下的自动变速技术，并提出了`4‘参数”自动变速技 要输出较大功率时，液力变矩器的传动效率反而大 术。本文重点介绍 “3参数”自动变速技术和`4‘参数” 幅度下降，甚至降低为零，它使作业效率降低，造成 自动变速技术的基本原理。 了能源的浪费。浪费的能源使油温升高，带来液压系 13参数”自动变速原理 统工作环境的恶化，导致故障率上升。针对这一情 况，近年来国内外研究者的主流意见是，通过增加动 3参数”自动变速技术是指以油“门开度，发动 力换挡变速器的挡位数，并采用高效的3元件变矩 机转速、变矩器涡轮转速”3个参数为依据而制定的 器来解决这一问题。但增加了挡位数以后，一般需要 换挡策略。在建立数学模型时，将工作泵所消耗的功 采用自动变速或半自动变速技术，否则会因不断操 率看作恒定值，并将发动机的总功率扣除工作泵的 纵换挡手柄分散操作者注意力，影响作业效率，司机 额定功率后再与变矩器进行匹配，匹配原理如图1 容易疲劳m0 所示。以徐工集团生产的ZL50E型装载机为例，经 自1997年起，通过5年的研究，工“程车辆3参 过匹配得到的发动机油门(调速器拉杆)处于最大位 数自动变速技术”项目获得了初步成功。台架试验结 置时整机前进挡牵引特性图，如图2所示。ZL50E型 果表明，实现自动变速后，工程车辆动力性与经济性 装载机所用的4D180变速器有4个前进挡，图2中 得到了明显改善。 横坐标为行驶速度，纵坐标尸为各行驶速度下牵引 在此过程中又发现，想获得最佳的自动换挡策 力。4个前进挡的牵引力随行驶速度变化的曲线分 0 0 7 略，应考虑工作泵的工况变化。工程车辆一边工作一 6 0 0 边行走，特别是土方作业时工作泵所消耗的功率要 占发动机功率的40%-60%。工程车辆在设计时是从 0 0 5 ︵ ， 发动机总功率中扣除工作泵额定功率后与变矩器进