振动压路机动力换挡变速器结构及特点

hnkaihezrl99 · 发表于 2011-8-8 21:35:22

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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
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。
1 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
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
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。
2.2电液控制原理
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
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
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
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。
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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