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第44#2013年6月
装载机静液-机械无级变速传动原理分析
李开亮
（广西柳工机械股份有限公司）
摘要：分析装载机牵引力的变化规律，在此基础上提出一种适合于装载机动力传递要求的静
液-机械无级变速传动方案。分别针对低转速、大转矩的铲掘和起步工况，高转速、低负荷的转场工况和动力输出变化的转运物料工况，阐述静液-机械无级变速传动系统满足传动需求的原理及静液-机械无级变速系统的控制方法。
关键调：装载机：行星机构：传动效率；无级变速
装载机是典型的工程机械设备，在现代机械化施工中发挥着不可替代的作用，但同时装载机的燃油消耗过大，已引起越来越多人们的关注。除去其作业本身功耗巨大这个不可回避的因素外，装载机采用的液力变矩器与机械传动相串联的传动方式效率低和燃油利用率差也是一个重要因素。近年，在节能、低碳、环保理念的倡导下，在全世界范围内又掀起了提升装载机变矩传动效率和提高燃油利用率技术研究的热潮，在各大国际工程机械展会上展出了很多新产品、新概念和新成果，为促进装载机的节能、低碳、环保技术发展提供了很多有益的新思路。本文将对目前比较流行的装载机无级变速技术的变速传动原理进行深人分析，阐述该项技术对装载机节能降耗的意义和发展前景。
装载机牵引力变化规律分析
与其他自行式工程机械相同，装载机除了要驱动机器行驶之外，还要驱动各种液压工作装置，其动力分配规律呈现出明显而剧烈的周期性波动。抛开液压系统的功率波动特性不说，单就装载机的传动行走系统而言，同样呈现出剧烈的波动特性。比较典型的工况是装载机的铲掘和起步阶段，这时的牵引力是转运物料工况的数十倍，且变化时间极其短促，呈现出强烈的激变特性。装载机普遍采用液力变矩器协调发动机动力输出和牵引力骤变特性
*基金项目：国家自然科学基金资助项目（51105173）
之间的矛盾，这种传动方式既可以避免在极限工况下造成发动机爆火，支可以保护传动系统免于遭到破坏，延长零部件的使用寿命，在传统装载机上得到了广泛应用闪。
实际上，装载机在铲掘和起步等阶段真正需要
的是较大的牵引力，液力变矩器放大发动机输出转矩满足牵引力要求的同时往往要将输出转速降得极低，有时基至降为零速，致使此时驱动装载机的有效功率很少，大部分功率转化为热量损失掉了。这是因为装载机在低转速、大转矩工况，液力变矩器要工作在较大变矩系数区间，其传动效率很低，发动机需要提供很大的驱动功率，而大部分功率均转化为变矩器的液力损失，直正用于驱动装载截机的功率很少。而在装载机工作过程中，铲掘和起步等低转速、大转矩工况占的比例很高，所以其变矩传动效率直接影响着装载机的油耗。如果装载机变矩传动系统能在满足变矩要求的同时提高传动效率，将无疑会降低装载机的油耗。
另外，装载机普遍采用有级变速器，多数情况下为了满足行驶车速的要求，发动机不得不运转在经济区域外，这使得装载机的油耗进一步增加。无级变速传动利角传动比的分段无级调节功能，在满足行驶车速要求的同时使发动机运转相对独立，能够让发动机在经济工作区域稳定运行，同时还能提高装载机的变矩传动效率，对于装载机的节能降耗十分有意义。
作者简介：李开亮(1971一），男，四川人，高级工程师，硕士，研究方向：装载机设计与开发。 28—