履带式推土机传动箱台架调试研究

李辉，孙明跃，陈莉，孔海龙，刘曰奇

（山推工程机械股份有限公司，山东 济宁 272073）

为提升推土机驾驶舒适性，以机械连杆为操纵的行走系统正逐步被电液控行走操纵系统所代替，该系统为单手柄控制，通过手柄、控制器、电控变速阀之间的电流变化实现对变速箱内各挡位离合器油压的控制，进而实现换挡。电液控行走操纵系统能够降低驾驶员疲劳感，大大提高驾驶人员的操纵舒适性，因而传动系统变速箱与电控变速阀能否完全匹配就显得尤为重要。装机前的T 型台架调试能够解决变速箱换挡冲击及换挡延迟等问题。

1 传动箱的基本原理

履带式推土机传动箱包括液力变矩器总成、变速箱、转向制动总成以及电控转向阀，传动泵等部件。在推土机装配过程中，传动箱作为一个整体安装于发动机后侧。通过万向节将发动机传递来的动力输入液力变矩器，并将动力依次向后传递，驱动设备前进或后退。其中液力变矩器总成包括分动箱及液力变矩器，分动箱将动力分配到若干出口以驱动传动泵、工作泵运转；动力传递到液力变矩器后通过降速增扭将动力传递到变速箱；当设备工作时变速箱内的方向挡（前进挡或后退挡)离合器与相应的1 挡、2 挡、3 挡离合器同时充油，实现设备行走；转向制动总成实现设备转向和制动；电控换挡变速阀利用阀总成上的调压阀、减压阀等进行综合压力调定。

2 台架调试原理

将传动箱安装于T 型台架上（图1)，该台架包括1 台主电机，模拟发动机，2 台加载电机，实现传动箱加载试验。

图1 T型台架简图

电控行走手柄（图2)前后方向分别控制电控变速阀的前进挡比例阀和后退挡比例阀的电流通断，当执行相应动作时比例阀开启，对应挡位的离合器充油。手柄上加挡减挡按键分别控制1 挡、2 挡、3 挡比例阀的电流通断，当在某一挡位时，对应挡位的比例阀开启，离合器充油。

图2 电控行走手柄功能简图

换挡时手柄动作发出电信号，通过变速箱控制器作用于电控变速阀上的对应挡位比例阀，通过比例阀的开启和闭合来实现相应挡位离合器充油，与此同时之前挡位离合器内的油液通过比例阀的控制实现泄油完成换挡（图3）。

图3 控制原理简图

电控变速阀内的比例阀在接收来自控制器的指令电流后，比例电磁线圈产生一个推力，推力与电流成正比例关系，如图4 所示。

图4 电流与推力关系图

比例电磁线圈产生的推力作用在电控变速阀的滑阀上，产生一个如图5 所示的油压。通过控制电流的大小改变推力，控制油液的流量和压力。

图5 推力与油压关系图

3 传动箱台架调试的影响因素

3.1 温度因素

油温是影响传动箱换挡是否平顺的重要因素，在低温环境中油液较黏稠，流动性差，会导致在换挡过程中离合器充油不充分，出现换挡冲击的问题。当油液达到正常工作温度时黏度降低，流动性提高，存在离合器油液过充的问题。针对油温的影响，可在设备常工作的油温范围内完成台架调试。

履带式推土机在工作时的油温保持在95～105℃，在台架调试过程中要重点对该区间温度下的换挡参数进行调试。因油温存在波动性，可选取90～110℃作为推土机的工作油温区间。在整体控制程序中设置触发条件：当油温高于90℃时，控制参数自动切换到该区间的换挡控制参数。履带式推土机的油温上升较快，在20min 内就可在刚启动的低温状态达到热平衡的高温状态（90～110℃)。在油液低温状态下可适当放宽油温区间，将低温状态的油温区间控制在20～50℃。在该温度区间下选取一组控制参数。50～90℃区间内的油温推土机不常使用，且温度上升较快，在短时间就越过该段温度区间，可在该温度区间分1～2 组进行台架调试。

3.2 转速因素

变速箱内换挡的油液由安装在分动箱上的传动泵提供，传动泵的转速直接由发动机输出转速确定。不同转速下传动泵的油液流量不同，转速越高流量越高。不同转速下因油液流量的不同换挡也存在差异。

转速对换挡参数的影响可根据发动机的特性曲线确定。首先在发动机怠速及额定转速下分别确定换挡参数，其次在发动机最大扭矩点的转速下确定一组换挡参数，该组参数为设备常用参数，另外可根据设备的实际工况确定其他常用转速下的换挡参数。每组换挡参数可设定相应的转速区间。如本台设备的最大扭矩点在1 800r/min，可将转速区间设定在1 700～1 900r/min。

4 调试过程

4.1 跑合试验

在调试前需对传动箱进行跑核试验，以检验各挡位压力是否正常，液力变矩器泄漏量、离合器泄漏量是否在标准范围内。另需确认传动箱在试验过程中是否存在漏油的问题。

4.2 换挡过程

换入挡的电流控制见图6，A 点处为换挡前，E 点处控制器接到手柄指令，向电控变速阀的比例阀发送电流使阀芯开启，对应挡位离合器开始充油。区间B为换挡过程中的换入挡预充油时间，因换入挡的油道及离合器内无油液，为使后续换挡过程平缓，在区间B 内对换入挡的油道及离合器进行预充油，其中区间D 为脉冲电流，使换入挡的比例阀快速开启，离合器开始预充油，F 点处预充油结束。区间C 为换挡过程，换入挡电流增加，开始对换入挡挡位调压，调压完毕换挡过程结束。

图6 换挡过程控制电流曲线

在换挡前，相应挡位电流值稳定在一个高位区间，见图6 区间P；此时对应挡位的油压在标准范围内维持离合器闭合以传递扭矩。当开始换挡时，换离挡电流迅速降至G，在G 区间内等待换入挡离合器进行充油，当换入挡充油完毕，换离挡电流在H 点迅速降为0。

5 结论

推土机传动箱在装机前需进行T 型台架跑合试验及变速换挡调试，跑核试验的目的主要解决传动箱与泵、阀等部件匹配问题；变速换挡调试主要消除换挡冲击及换挡延迟，使传动箱各挡位平顺切换。在变速换挡调试过程中需要考虑输入转速及油温对换挡过程的影响，找到各离合器充油时最佳匹配点。