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摘要：液压机械传动的理想状态和运行方式是无级变速器，具有传动速度快、传动平稳、传动效率高等优点。目前，只有新型双模液压机械变速器具有理想的液压机械传动装置。双模态液压机械传动是一种复合分流式液压机械传动装置。它结合了两种液压机械传动的优点，具有良好的起动特性。具有广泛的应用前景和良好的发展前景。
关键词：液压机械传动：双模式工作原理
引言：现有的液压机械传动装置是一级液压机械传动装置。然而，按照目前的机械类传动工作要求，目前所使用的一段式液压机的传递功率能力不能满足大功率车辆的传动要求。随着汽车行业的高速发展，当前的一段式液压机械传动已无法适应汽车的发展，急需研发新一代机械传动系统。
1双模式液压机械传动的定义
流体传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志。而双模式液压机械传动是液压传动的升级版和改造版。它是无级传动，也叫分流传动。分流传动是相对于单功率的机械传动而言的。双模式液压机械传动根据输出的转速方式不同，将复合无级传动分为两种，即等比式复合无级传动和等压式复合无级传动。两者在合流处都含有正向汇流行星排和反向汇流行星排。这两个汇流行星排组成双向汇流行星排，而双向汇流行星排具有四个输入和输出端口。在双模式液压传动系统工作时，调整正向的汇流行星排进行操作，系统的无级变速单元输出端将转速增快，进而带动系统的输出端转速加快；同理，当反向的汇流行星排操作时，系统的输出端转速随着无级变速单元输出端的转速的减慢而减慢。这两项操作分别被称为正向位工况和反向位工况。这两种工况在换段机构传动比一定时，都称为“段”。
2双模式液压机械传动的速比特性
2.1换段条件
双模式液压机械传动在汽车上的应用。当车辆从静止状态开始时，发动机开始起动，第一行星行中的液压元件的数量为零，并且作用在行星行上的扭矩也是零。以此类推，发动机的输出功率、输出轴负载均为零，这就刚好印证了离合器的应用。在发动机处于一个相对低的转动速度时，液压元件的第一行星排从零开始往上增长，进而促成另一液压元件达到并保持其最大的排量。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆第一个元件为了能够让车辆可以继续顺利产生加速度，也到达了最大排量，但此时第二个液压的元就不能保持其最大排量，必须将其排量缩小，达到一个速度差即速比，以实现速比的增加。换段模式是由具体的工况确定。要想实现稳定换段，也就是汽车驾驶中的换挡，则必须要求主动件和被动件的相对转速为零，即主动件和被动件转速一致。用数学数据表示就是：相对转速n1=n2=0，同步换断点系统速比i=1+k1。要想双模式液压机械传动发挥应有作用，应满足|n1|≤nmax≤n2max。
2.2简单分流模式
简单的分流模式是当发动机开始工作时，动力传递在第一行星行上。因为第一个行星排处有一个行星轮，分流正是发生在行星轮处，于是将发动机发出的功率分成了机械功率和液压功率。机械功率通过机械路径向下一级传递，液压功率通过液压路径向下一级传递，液压功率和机械功率在汇流轴又重新相遇，形成共同的驱车车辆。制动器结合后，行星架的转速用数学表达式为nc2=0。双模式液压机械传动系统分速汇矩液压机械传动模式工作，变速箱比为i=n/ne，第二个液压元件的转速方程用数学表达式为n2=（irne）/i2k2第一个行星排的转速方程用数学表达式为ns1+k1nr1-(1+k2)nc2=0。同理，第二个行星排的转速方程用数学表达式为ns2+k2nr2-(1+k2)nc2=0最终结果，简单分流模式的液压路速比为ik=k1ir/k2i1i2((k1ir-(1+k1))以上各式中，k1、k2分别代表第一行星排和第二行星排的结构参数。
2.3混合分流模式
混合分流方式是当速度超过最大速度时，制动器应松开并与离合器结合。段的输出端转速的变化范围不断扩大，具体体现在动力源的输入功率经过各种分流后变成了齿轮传动以及无级变速单元，齿轮传动以及无级变速单元又会汇合在一起。齿轮传动和无级变速会汇合成为双向汇流行星排组，这个行星牌组又会经过换段机构。它会依次不跳段的由段位高到低或者是段位低到高的循环往复变化，并且还交替选择正向汇流行星排的输出端以及反向汇流行星排的输出端。通过这样的传动方式调节转速，使得汇流输出端转速能够自由控制和快速调整。当目标车速满足v≥itrfitrfmaxne时，方可松开制动器，第二个液压元件转速方程用数学表达式为n2=1/i2(-k2)ne。从数据分析，混合分流模式系统有两个纯机械点，使得液压机械变速箱具有较高的传动效率。第二个传动元件的转动速度在第一个传动元件纯机械点处达到最大值，然后慢慢下降，从而保障元件不能超过发动机本身的速度，使混合分流模式的机械传动充分利用了液压元件的最大工作能力。需要注意的是，在进行人为参数匹配时，应该让第一个液压元件的转动速度达到最大值。
3双模式液压机械传动的功率特性
双模液压机械传动系统有两个功率特性：一个是功率流特性，另一个是功率比特性。由以上分析可以看出，双模式液压机械传动工作的第一种模式———简单分流模式的流装呈现出分流的状态，而模式二复合分流模式有两种不同的状态，即液压流和机械流在液压路和机械路的不断功率循环。简单分流模式是双模式液压机械传动系统的内部循环，复合分流模式则不是双模式液压机械传动系统的循环。这两种模式的合流，即功率合并，带动传动效应，驱动车辆前进。根据简单分流模式的功率比特性分析可以得出结论，简单分流模式的液压功率比随着速比的不断变化而呈现一定的线性关系，优点就是起步液压功率可以达到惊人的100%。而复合分流模式呈现的则是非线性相关，可以得出结论，复合分流模式在车辆运行过程中，通常工况下功率比的值都比较小。
4机构动态工作特性
目前，双模式液压机械传动工作特性的研究主要是指段内 调速过程、换段过程动态特性 2 个方面。而在液压流传动机构 的排量控制中，电流信号的特性发挥着非常重要的作用，对提 高液压机械无级传动速比调节效果有极大的作用。在节流孔直 径不断缩小的情况下，排量控制机构的响应时间会逐渐延长， 同时，还会影响斜盘位置的稳定性。因此，在控制电流相同的 情况下，如果阻尼孔缩小，斜盘位置的稳定性就会减弱。液压 机械传动的条件是，在液压元件允许的前提下，必须尽可能地 缩短响应时间。为了尽可能地减少迟滞和死区，合理使用阶跃 控制电流的方式，在换段过程中，应适当提前控制、改变排量 电流，这对于提高车辆传动系统的运行效率有极大的作用。在 全面分析了发动机的组成结构后，要合理设置各个参数指标， 有效掌控发动机转速和油门的工作情况等，这样才能在动态模 式下比较全面地了解发动机的整体运行状况，最终在保持发动 机稳定运行的情况下保障车辆传动系统的机动性能。
结语：
双模液压机械传动是一种理想的无级变速器。它不仅可以实现可控无级调速，而且可以提高发动机功率的利用率。它具有机械传动和液压传动的优点。它是目前工程机械和军用履带式车辆VVT变速器最合适的选择。未来，这项技术的发展将无可估量。所以，我们不仅要充分了解双模式液压机械传动的特性，还要深层次进行探究，以期将其功能发挥到极限。
参考文献：
[1]李希朝.双模式液压机械传动工作特性分析[J].科技与创新，2016，（1）：67.
[2]李小冰.液压机械复合传动技术研究现状及发展趋势[J].机电技术，2015，（1）：154-157.
论文作者:高凯
论文发表刊物:《防护工程》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/21
标签：液压论文; 机械论文; 行星论文; 转速论文; 功率论文; 模式论文; 双模式论文; 《防护工程》2018年第20期论文;