振动压路机动力换挡变速器结构及特点

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摘 要
对动力换挡变速器的工作原理和控制方式进行了分析，并对动力换挡变速器在振动压 路机上的应用及连接方式、使用注意事项等方面进行了介绍。
关键词
, ]. M* f- _+ D0 N2 I( O2 X压路机 动力换挡变速器 工作原理 应用
液压传动的振动压路机由于具有无级变速（在某一速度范围 内）及操纵轻便的特点，使其有取代机械式传动压路机的趋势， 但由于国产液压行走泵、马达质量不过关，而进口的相关泵、马达 价格又偏高，使得液压驱动的压路机价格较高，而国内许多用户 由于购买能力有限，制约了全液压驱动振动压路机的推广应用。 如何解决操纵方便和价格之间的矛盾，采用动力换挡变速器则是 一个比较好的选择方案。
! p& w. ^/ X$ A- K+ g/ S6 b( r; z1 动力换挡变速器的结构及工作原理
动力换挡变速器一般是由一个液力变矩器和一个整体箱体式 多挡动力换挡变速箱组成，能实现前、后桥驱动，且可以带闭锁离 合器。某些变速器还可根据需要，在导轮上配置一个单向离合器。 根据不同工程机械操作规程的需要，可选配前三倒三、前四倒 三、前六倒三等到不同速度挡位的箱体。由于在变速箱中有若干个液 压控制的多片湿式离合器，能在带负荷的状态下接合和脱开，从 而实现动力换挡。其特点是各传动轴呈平行布置，变速器中的齿轮均为常啮合传动，相对于行星 齿轮变速器，具有齿轮模数大，单齿面承受载荷大的特点。 动力换挡变速器一般为平行轴（定轴）结构，由液压控制的多片式摩擦离 合器能在带负荷状态下接合和脱开，即实现在不切断动力情况下 换挡。所有传动齿轮均由滚动轴承支撑，齿轮与齿轮之间为常驻 啮合传动。三挡结构的变速器有5个多片湿式摩擦离合器，4 挡至6挡结构的，有6个多片湿式摩擦离合器。动力换挡时，相应 挡位的离合器摩擦片被受轴向作用的油压所推动的活塞压紧，实现该挡位的动力接合，换挡时该部位离 合器摩擦片在复位弹簧的作用下使活塞返回，该挡位动力脱开。
2 控制系统类型及工作原理
9 R# g/ M6 ]. U按照控制原理不同可分为机液控制阀和电液控制阀两种类型 的控制方式。
2.1机液控制动力换挡原理
# W1 s7 \5 g2 }4 L9 G: a在变速箱内部装有一齿轮泵，用于变矩器和操纵阀供油。齿 轮泵经取力轴由发动机直接驱动，动力换挡时通过调整换挡 （向）控制阀（前、后挡各一个），油液经油路内的吸油滤清器（粗 滤）和旋转滤清器（精滤）后，经控制压力阀（主调压阀）限制其 工作压力，再通过压力控制阀进入操纵阀。经操纵阀的压力油直 接进入离合器，推动相应活塞动作，完成动力换挡。压力控制阀 的主要作用是在换挡瞬间调节离合器油缸的升压特性，即换 挡时使油压瞬间降低，换挡结束后油压再恢复到正常值，这样能 减少换挡冲击，提高换挡的可靠性和稳定性。控制压力阀在限制最高 油压的同时，将溢出的油送入就矩器和润滑油路。
. m; f7 z7 N) ~% b2.2电液控制原理
4 u  U5 I8 S' q: Z& }9 a电液控制的油路与机液控制油路相类似，只不过是用四个电 磁阀取代了两个换挡（向）阀。动力换挡时，通过手动操作挡位选 择器，控制与选择器相连的各个电磁阀，操纵变速箱上的控制 阀，实现控制油路的接通与断开，完成动力换挡操作。由于电液操纵具有简单、方便及电缆连接安装方便的特点，因此 ，目前国产动力换挡压路机大多采用此控制方式。
2.3采用动力换挡变速器的振动压路机液压回路
8 J. v; ]+ V# I* C+ j* D在闭式液压系统中，从液压泵流出的压力油不通过多路阀回 油箱，系统压力是经过主溢流阀调节的，压力的大小随负荷的变 化而变化，因而闭式回路比开式回路要先进。与开式回路相比主 要优点表现在流量损失 小，发热量小等方面，在机器微动或半操作情况下，性能差别就更加明 显。因此，采用动力换挡变速器的振动压路机宜选用柱塞泵和马 达组成的闭式液压回路，主油泵和转达向油泵（此泵多采用齿轮 泵）安装在柴油机上，主油泵用于给振动系统供油，液压油经振 动阀、振动马达冷却后返回主油泵。转向泵给转向供油，油液经 转达向阀进入转向液压油缸，经冷却器冷却后流回液压油箱。为实现变速器的润滑，在主液压泵前可串联安装一个润滑泵。同 时，为确保液压系统的工作质量和可靠性，提高振动压实的激振 力，泵和马达应尽量使用进口件，可选的品牌有萨奥、力士乐、 林德、伊顿等。出于从整机的价格和市场需求因素等多方面考 虑，为降低机械传动压路机的成本，目前国内各主要压路机生产 厂家所产的配置动力换挡变速器的压路机均采用后轮单驱动的方 式，因而变速器亦应选择单驱动类型的。
2.4变速器与柴油机的连接方式
对于平地机、垃圾压实机、装载机等非匀速工作条件下的工 程机械，由于其负载变化比较大，因而必须采用液力变矩器， 以满足输出扭矩随负载自动变化的要求。上述设备如果采用变矩 器与变速器联为一体的动力换挡变速器时，变矩器与发动机的连 接可以是直接连接，即采用膜片与飞轮壳连接。如果有特殊安装需要，也可以采用分离连接，即采用法兰和万向节连接变矩器与 发动机。对于压路机等一些基本处于匀速运动的工程机械，由于 对动力扭矩输出变化要求不高。因而可以不使用变矩器，而直接 采用动力换挡变速器，这样可以在满足设备动力换挡使用的前提 下，有效降低变速器的采购成本。从实际应用来说，对于变速 器与柴油机的连接，笔者建议应尽量考虑采用如图1所示的连接 结构，柴油机1先与离合器总成2连接，采用弹性联轴节4与动力 变速器5实现连接，经变速器5变速后，通过动力输出轴端6输出 动力，通过传动轴后将动力传至于驱动桥，实现压路机的后轮驱 动。
该连接方式可在原有普通机械传动压路机的基础上，不需要 对车架结构进行较大的改动，即可将原有普通变速器更换为动力 换挡变速箱器，从而提高了压路机通用化、系列化水平，有利于降 低设计成本，缩短设计周期，提高企业的竞争能力。
2.5变速器与驱动桥的连接
! o* m% [8 W! n9 w3 k动力换挡变速箱和驱动桥的连接方式与采用普通变速箱的连 接方式基本相似，其连接结构如图2所示，动力变速器输出轴端 6与带有NO-SPIN差速器（自锁式防滑差速器）的驱动桥1通过 传动轴总成5及连接法兰2、4实现连接，驱动桥带动两个胶轮实 现压路机的后轮驱动和转向时的差速。
采用带有NO-SPIN差速器驱动桥既能自动实现扭矩在左、 右车轮间的不等分配，以充分利用设备的牵引力，可明显提 高振动压路机的越野性能和经济性，因而应优先采用此类驱 动桥。主要生产厂家有江西分宜、成都工程、青海齿轮、山东 肥城等。
2.6操纵时的注意事项
6 i/ X9 I' K% n" ?* L& I压路机在工作状态下在使用挡位控制器进行换挡时，操纵应 逐渐依次进行，不可跳挡操纵。此外，一些变速器仅在1挡时可 实现反向操纵，因而驾驶时必须给予充分的注意。另外在行驶中，在下坡滑行时，应操纵相应的挡位，使发动机的转速不得低 于1200r/min，以满足变速箱各部位润滑的需要。
动力变速器总成一般采用8号液力传动油。首次加油量应合 适，进行油位检查时，先使发动机处于怠速状态，油温在80℃ 时，油面应达到油标尺的上标记刻度；油温在40℃时油面应降至 下标记刻度。变速箱首次工作100小时后必须更换油，以后每 工作1000小时换一次油，并且在换油同时更换滤油器。
当发动机熄火主机被拖行时，变速器要求拖行速度不得 超过10Km/h，拖行距离不得超过10Km，以防止变速器的损坏。
9 a" M% q+ G' o8 _目前，国内已经采用动力换挡变速器的产品有徐工的XSM220、洛建的LSS220D等型 号产品，由于上述产品具有价格便宜、操纵轻便、质量可靠等特 点，已经成为机械化驱动压路机的市场新宠，受到越来越多用户 的青睐。
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