摘要：随着社会的发展，基础设施建设的需要，工程机械的需求是大量的。作为工程机械的核心部分，液压传动系统的可靠性显得尤为重要。液压传动系统目前广泛运用在挖掘机、装载机、推土机等工程机械中，提高了工程机械的自动化水平。基于此，本文对工程机械传动装置的分类及发展趋势进行分析，并重点研究了改善工程机械的动力性能和燃料经济性。
关键词：工程机械；动力传动系统；优化配置
1 工程机械传动装置的分类
1.1 齿轮传动装置
主要应用于使用要求不高，主机成本较低的部分铲土运输机械，工程起重机械，压实机械和内燃叉车等产品的变速器，驱动桥主传动和轮边减速器，齿轮变速器按其结构形式可以分为定轴式和行星式两类。而驱动桥则可以按其功能分为刚性、转向和贯通式驱动桥。
1.2 液力传动装置
主要用于对使用和主机性能要求较高的铲土运输机械和内燃叉车等产品，其中液力变矩器和动力换挡变速器作为底盘动力传动中的无级变速元件，可以使主机具有良好的自动适应性和操作性能。
1.3 静液压传动装置
主要用于液压挖掘机以及对主机性能要求较高的推土机，装载机，路面机械，压路机和内燃叉车等产品和静液压变速、转向系统和工作装置上，使主机具有良好的无级变速和操作性能。
2 采用新型装置组成传动系统
工作现场实践证明，采用微粒捕集器可以有效控制发动机工作过程中烟尘微粒的排放。特别是对于速度较低和中等以下载荷的工程机械，当所选微粒捕集器的负载参数选为K54时，可以降低NOx和CO的排放量，在一定程度上提高发动机的功率，降低油耗，改善发动机的动力性能和经济性。
近年来国内外开发了一种成套高效传动装置（如德国的“ZF－EFFI”型），它包括主变速器、辅助变速器、轮边减速器、前桥、后桥、快速圆盘制动器和离合器等，同时装有停机待装管理系统。该系统可以在等待作业时处于睡眠状态，使之节能减耗。整个系统采用先进的信息化、数字化技术，配有智能化控制模块，种智能化控制模块是提高动力传动系统效率和节能降耗的核心技术。它能根据液力偶合器或变矩器的实时工况，控制变速器的相应工作，进而通过超越离合器装置控制发动机的转速，使发动机始终处于高效工况区段内，充分有效地利用发动机功率，从而达到降耗减排、经济运行的要求。这套传动装置可代替工程机械的常规传动系统。在同等工作条件下完成相同的作业量，发动机的油耗可减少5%－20%，排放的污染物可减少10%－15%，设备生产效率可提高35%－40%；而且操作简便舒适，工作可靠性较高，使用寿命较长。
3 配置高效可靠的冷却系统
3.1 采用自控系统控制温度
工程机械的载荷是不断变化的，因而工作油温也不断变化；通常情况下，工作油温在40℃一60℃范围内比较合适。传统的冷却系统，其风扇多为恒速运转，不能按照油温变化随机调控。近年研发的由电子自控系统控制的液压变速风扇，可按照发动机冷却所需风量改变转速：配置的数字化温度继电器能够精确控制发动机的运行水温。这些智能化控制元件的引入，可以优化冷却系统的运行参数，获得调节动力和节能降耗的效果。
3.2 采用稳定高效的冷却液
工程机械常用的冷却水、乙醇混合物和机油等传热流体中，含有不同数量的分散纳米微粒，进行科学地浓度组合，即可具有较高的导热率。实验证明，在传统冷却液中加人Cu0纳米微粒使其体积浓度为1%，即可使导热率提高35%－40%。经测试证明，在相同耗油量工况时，发动机功率可提高5%－8%。应注意，冷却水的pH值应在7－8范围内，氯化物含量不得大于150mg／l。
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3.3 采用轻质高强度材料的元件
近年来轻合金、泡沫铝以及泡沫石墨等轻质高强度材料的产品制造技术日趋成熟。经实验，采用优质的轻质高强度材料制成的冷却水箱、风扇和泵类部件，质量小，性能好，可以提高冷却系统的效能。例如质量优良的泡沫石墨材料，其热导率可达40W／mK，用它制成的散热器与用传统材料制成的散热器相比，质量可减少40%－50%，体积可减小60%－70%，既有利于冷却系统的结构布局，又可节省功率和降耗减排。
4 合理增设有效的缓冲减振装置
施工现场的坡道、急弯和临时路段较多，路面状况比较复杂，机架摆动频繁而剧烈，发动机的振动冲击严重，使其工况受到影响，加快了缸套磨损和温升速度。因而在选择发动机支承方式及附件时，应充分考虑工程机械的这一运行特点，采取有效措施，缓解不利因素。现场实践证明，工程机械发动机的支承系统应符合如下一般原则要求：
为了缓解安装误差和减缓振动冲击，所有支承点必须设计成柔性结构。在安装发动机时，某些支承位置可以进行适当调整，但不宜采用过大的螺栓孔。固定后应使缓冲块受有一定的“预压力”，以免影响支承点的支承刚度。
4.2 采用柔性支承应防止碰撞
当发动机与桥架之间采用柔性支承时，必须防止位移而与相邻构件发生碰撞。在进气管，排气管冷却水管、输油管和压缩空气管路系统中，必须装有适用的软管，防护罩、油门拉杆和操纵杆系的尺寸确定，都必须考虑发动机及附件由于振动或调节而可能产生的位置变化，以免刚性构件位移导致管路扯裂。
4.3 柔性支承的选材
柔性支承系统的零部件性能及材质必须精心设计和选择，以保证在发动机及附件的使用寿命周期内可靠地工作，使相关连接件产生的应力和振动不超过允许值，尽量减弱机械驾驶室内的噪声级别，改善司机在工作现场操作的舒适性。
5 我国工程机械动力传动装置的发展趋势
由于液力变矩器和动力换挡变速器使铲土运输机械具有一定的自动适应性能和换挡轻便平稳、加速性能好等优点，生产成本又比较适中，已为国内大多数厂家接受。但是，由于目前国内大中型轮胎式工程机械有许多还采用大扭矩比的液力变知器和两挡变速器，产采用手动换挡方式，因此作业效率和使用经济性明显较低。内已经引进的美国CAT公司D6D、D7G等产品的单级液力变矩器和德国ZF公司WG系列动务换挡变速器等先进技术，可以有效地提高工程机械作业的效率和使用经济性，减少系统发热量，应当在国内工程机械中推广应用，并进而采用电?液控制和电子控制系统来取代手动控制系统，以便改善作业条件，提高作业效率。
目前，提高国内液力机械传动装置水平的一大关键问题是必须加快联合兼并的步代，引进先进技术，早日在我国建成具有世界一流技术水平的竞争能力的专业化，只有这样，才能实现液力机械产品的专业化、系列化与通用化，使该系列产品具有旺盛的生命力。
在轮胎式工程机械驱动桥中推广应用自锁式防滑差速器和湿式制动器，是提高我国工程机械驱动桥产品技术水平的途径之一。自锁式防滑差速器既能自动实现扭矩在左右车轮间的不等分配，以充分利用车辆牵引力，又可以明显地提高车辆的越野性能和经济性；湿式制动器具有较高的耐用性和可靠性，其使用寿命比干式钳盘制动器高1.5倍以上，且制动容量大，制动性能好。在国外大中型轮胎式工程机械中已被广泛采用，也应该大力推广。
结束语：
动力传动系统是工程机械的重要组成部分，它决定了整机的动力性能、作业性能、行驶性能和经济性等重要参数。工程机械不仅需要良好的机动性能，而且需要较高的作业率。特别是工程机械的动力传动系统比较复杂，有的机械需要边行驶、边作业。
参考文献：
[1]载货汽车动力传动系统的优化设计[J].鲍远通，范振勇.制造业自动化.2014（04）
[2]工程机械动力传动系统的优化配置[J].王任大，王荣祥.工程机械与维修.2013（01）
[3]机械传动方案的设计[J].茹晓兰，田联会.湖南农机.2013（07）
论文作者:张鹏辉
论文发表刊物:《基层建设》2017年第30期
论文发表时间:2018/1/7
标签：工程机械论文; 作业论文; 发动机论文; 变速器论文; 装置论文; 性能论文; 动力论文; 《基层建设》2017年第30期论文;