履带式车辆液压机械驱动系统的设计探讨

摘要：履带式车辆具有着接地比压小、爬坡能力强以及接地面积大等特点，在我国目前的工程、农业方面得到了较大范围的应用。而同机械驱动的行走系统比较来说，液压驱动行走系统能够在极大程度简化系统结构的基础上实现无级变速的目的。在本文中，将就履带式车辆液压机械驱动系统的设计进行一定的分析与探讨。

关键词：履带式车辆 液压机械驱动系统 设计

1 概述

近年来，我国在液压技术方面获得了较大的进步，使液压技术已经逐渐渗透到很多的领域，目前在工程、农业以及汽车船舶等方面都得到了较为广泛的应用。同时，在我们工、农业经常应用到的履带式车辆中，由于使用环境相对恶劣、且自身结构非常复杂，就需要我们能够对其进行进一步的研究，以获得更好的应用效果。对于以往来说，我国的履带式车辆通常都以机械为驱动方式，不但体系较大，其所具有的维护性以及操作性也较差，而通过液压传动系统的应用，则能够在保障其操作灵活的基础上能够具有更好的动力特征。

2 闭式液压系统

对于闭式液压系统来说，其在实际应用过程中经常会出现油液泄露的情况，为了能够对这部分消耗以及泄露情况进行补充，就需要对闭式系统时刻保持油液的补充。通常来说，我们会在闭式液压系统主泵附近安装一个补油泵，且由于该补油泵所具有的压力以及排量较小，就使其对于功率的损失情况可以忽略不计。另外，在闭式系统液压装置中，我们也设置了补油单向阀以及补油溢流阀，其中，补油单向阀能够根据两侧管路压力情况合理地选择补油方向，而补油溢流阀则能够对补油工作最高压力进行一定的限制。同时，在主泵两侧我们也安装了高压溢流阀，斜盘快速摆动时出现的压力峰值及最大压力由高压溢流阀保护，防止泵和马达超载。而在补油泵出口位置处，我们还安装了过滤器，以此设备的安装对整个液压系统工作介质进行过滤，进而大大提升了液压油所具有的清洁度。

3 液压驱动系统布局

自走式履带底盘是履带式车辆的一个重要组成部分，其所具有的性能高低将直接对工作任务的完成效果产生影响。以我国农业生产为例，联合收割机经常在水田开展工作，由于水田中工作环境较为恶劣，就使其所具有的故障率通常都会保持在较高的水平。而通过我们对收割机底盘结构的改造，则能够在提升其湿地适应性的同时减小其在实际工作开展过程中所具有的故障率。目前，我国在1.5kg/s以下的联合收割机其变速驱动装置通常都是使用的手扶拖拉机变速箱，且没有专门的变速箱。而这种情况的存在就会使其在实际工作开展过程中经常会出现乱档、挂不上档以及变速箱开裂等情况，面对这种情况，就需要我们能够对液压技术进行进一步的研究。目前，对于液压行走无级变速的布局方案主要有：方案一，单定量马达+单向变量泵+输出变速箱；方案二，双定量马达+单项变量泵；方案三，双定量马达+双联双向变量泵。对于这三种方案来说，经过对比具有着如下的特点：对于方案一来说，其由于具有输出变速箱，这就会使设备同地面所具有的间隙距离减小，对车辆的障碍通过存在一定的影响，且该方案设备的左右履带不能够以反向的方式进行转动，拐弯的半径也相对较大；对于方案二来说，其所具有的液压系统相对来说较为复杂，缺乏操纵性；对于方案三来说，其通过双联双向变量泵的应用能够较好地实现无级变速目的，且整個液压系统构造也非常简单，无论是机动性还是转弯的操纵性都非常好。

4 补油泵与补油量

在闭式液压驱动系统的实际工作过程中，经常会出现油液泄露的情况，且这部分泄露流量主要分布在泄露流量、马达泄露流量、冷却冲洗阀排放流量以及控制系统消耗等方面，为了能够对这部分产生的泄露消耗进行补充、使系统能够正常运行，则需要我们能够对闭式系统的补油流量进行精确而合理的制定。

在集成式液压泵中，其补油、控制等一系列功能都集成在液压泵上。在供应商提供产品方面，其补油泵排量具有2至3种不同的选择；而补油压力也能够在一定的范围内进行选择。而当油泵排量不可选择时，则需要我们能够根据油泵使用条件对其进行应用。同时，当液压系统的组成情况或者使用情况出现一定变化之后，就需要我们能够对补油量进行重新的计算，并通过适当排量补油泵的应用对其中的系统参数进行合理的调整，以满足补油泵的需求。

5 液压油散热

从节能方面来说，通过双定量马达以及双联双向变相泵系统的应用，由于其中间没有存在其他控制阀，就使得其马达液压效率以及液压泵的使用效率都能够保持在一个很高的范围内。在额定条件下，其所具有的容积效率甚至可以达到96%、机械效率可以达到94%。同时，由于闭式液压系统在工作时往往会散发出较大的热量，所以其在工作当中油温在50至70℃是一个正常的温度范围，如果现实温度超出了这个范围，则需要我们对其采取一定的散热措施。目前，我们所使用的散热方式主要有：第一，增大油箱散热面积。对于这种方式来说，对于很多设备都具有一定的效果，但是对于联合收割机而言由于其在结构方面所具有的限制，就使其在油箱设计方面不会太大，而这也会在一定程度上影响了其所具有的散热面积；第二，增大液压系统管径。通过这种方式的应用，则能够有效地减小管路压力损失，而为了能够获得更好的散热效果，我们则可以尽可能的使用散热性能更好的钢管作为管路材料；第三，使用液压油散热器总成。由于设备地盘输入功率较大，就使其需要散发的热量值也较高。而通过我们将液压油散热器总成安装在联合收割机柴油机的风扇前，则能够起到较好的散热效果。

6 污染物过滤

当设备中油液出现了对设备元件寿命以及系统有效性产生危害的能量或者物质时，液压系统就会因此出现油液污染的情况。对于联合收割机来说，其污染源主要有系统内残留、系统内生成以及外界侵入这三种污染物来源。同时，由于联合收割机经常需要在野外作业，工作环境较差，就使得外界污染物成为了系统最主要的污染来源。对于系统污染程度来说，其是我们通过系统油液的污染状况对其进行评定的，目前，最为高效，也是应用最为广泛的是自动颗粒计数器方式。

而为了做好设备污染物防范工作，我们可以从以下几个方面入手：在设备出厂前对设备中存在的残留污染物进行清洗；设备组装前对管道、元件内部进行清洗；油箱应当时刻以密封方式放置，并在其中放置一定数量的干燥剂与空气滤清器；对使用过的油液进行净化处理；通过压滤方式对设备中元件磨损的产物以及油液氧化产物等进行滤除；通过新式油箱的使用对进油以及回油环节进行隔离，避免出现交叉污染等。

7 结束语

总的来说，液压式机械驱动系统在我国目前的履带式车辆中具有着较好的应用效果以及应用价值，需要我们对该项工作的改造引起充分的重视。在上文中，我们对于履带式车辆液压机械驱动系统的设计进行了一定的研究，而在实际设计过程中，也需要我们在良好运用各项技术的基础上保障驱动系统的设计效果。

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作者简介：乔秀春（1965-），男，山东淄博人，大学本科，高级讲师，研究方向：机械液压技术、汽车检测与维修技术等。