推土机变速转向系统节能研究分析与改进

韩亚男，刘喜明

（山推工程机械股份有限公司，山东 济宁 272000）

推土机液压系统液压油适合工作的温度为60～80℃，温度过高或者过低都会造成液压系统的功率偏低，进而使液压元件出现过度磨损，良好的热平衡状态是保证工程机械在最佳温度范围内工作的前提条件。无限制的增加油冷器散热性能能够直接降低热平衡温度点，但在空间安装布局等因素的限制下，减少推土机系统自身的功率损耗才能从本质上降低发热。本文以我公司生产的SD32-5 推土机为例，进行变速转向系统的节能研究与分析。

1 传统的变速转向系统

SD32-5 推土机传统变速转向系统中，变速转向泵油分3 路：其一为变速离合器供油，其二为转向制动离合器供油，其三为变矩器供油，保证变矩器的正常工作。如图1 所示，此方案应用广泛，成熟稳定，但是存在的问题是，系统中调压阀主阀的调定压力为3MPa 左右，而变矩器所需的进油压力最高压力为1MPa 左右，变速转向系统在操作时需要流量较少，但整个系统流量都在3MPa 压力前提下工作，系统溢流量大，发热量大，存在不必要的功率浪费，因此对其进行了改进。

2 改进后的变速转向系统

变矩器所需的流量由单独的变矩器泵提供，不经过调压阀主阀芯直接去变矩器，可以避免不必要的功率损失。

图1 传统变速转向系统原理图

图2 新变速转向系统原理图

新方案如图2 所示，增加变矩器泵单独供油变矩器，缩小原变速转向泵的排量。通过对变速转向系统所需流量进行详细计算，精确选择两泵的排量，需要计算变速箱各档位离合器所需的开启流量、泄漏量，转向系统所需的总流量，包括离合器的开启流量、泄漏量以及变速阀和转向制动阀的泄漏量之和。计算结果如表1。

表1 变速转向所需的泵排量

根据推土机设计手册中变速箱及转向离合器设计要求，传动泵流量安全系数为QB=（0.63-0.87）QP，取安全系数1.3，则状态①变速转向泵排量为50mL/r，变矩器泵排量为40mL/r。

分别计算变速转向系统和变矩器系统在发动机五个转速点的功率，再与之前两系统共用一个泵的功率进行比较，计算分泵之后功率节省的具体值。汇总结果如表2。

表2 分泵功率减少值

应用此变速节能系统，理论上所需的总功率最大是6.82kW，与原系统的9.54kW 相比较，降低了2.72kW，占总热功率比值降低4.7%。

3 装机验证

在我公司SD32-5 一号车进行新系统的压力和流量测试，并且计算了新系统下的总功率，结果如表3。发动机额定转速下，占总热功率比值降低4.8%，接近理论计算结果。

表3 整机测试及计算结果（空挡油温70℃）

4 总结与展望

本文在传统变速转向系统的基础上深挖可降低功率潜在点，降低热平衡稳定点，以我公司SD32-5 推土机为例对变速转向系列流量匹配计算，确定了变速转向节能系统技能方案及策略。通过系统台架实验验证了匹配及设计的正确性，最终进行了装机验证，与理论计算结果基本一致。

为使本研究成果尽快成熟及实现批量装机，需要在以下方面继续进行深入研究：①本技术攻关项目是在SD32-5 旧车上进行装机，系统管路均为临时管路，后续需进一步优化；②平均能耗分析计算，油冷器散热硬件的改善与优化。