静液压驱动系统在高速越野叉车上的应用研究

　　0　引言

　　叉车因其机动灵活、有良好的越野性和较强的适应性而广泛使用于物流仓储领域。叉车的种类繁多,按所用动力装置的类型,可以分为内燃和电动两类。按传动方式可分为机械式(纯机械式和电机械传动式)、液力机械式和静液压传动式[1]。

　　纯机械传动由于结构简单,成本低,效率较高曾经得到普遍应用,但发动机平均负荷系数低,换挡惯性冲击大,不能实现全轮驱动。

　　液力传动的突出优点是具有接近于双曲线的输出扭矩-转速特性,配合动力换挡式机械变速器能够自动匹配负荷,并防止动力传动装置过载。但最大的缺点是传动效率低,燃油消耗率高,作业时低速稳定性不好。

　　而静液压传动由于本身所具有的高功率重量比、结构体积小、调速范围宽、电控方便、易于实现恒扭矩或恒功率调节,以及可进行无级调速等特点,在工程机械行走系统中得到广泛应用,目前已经成为低、中速叉车的重要传动方式之一。

　　叉车在越野条件下,要求大大提高,不但要有大范围、长距离的两地作业和快速转场能力,而且由于野外路面复杂,还要具备好的低速稳定性、高作业精度和较小的转弯半径等特点,综合考虑各种传动方式可知,只有静液压传动才能完全满足以上要求。在静液压传动中,闭式液压系统是其核心技术特征之一,闭式传动(HydroStatic Transmission,HST)装置在保留了液压传动所共有的功率密度高、布局方便、过载保护能力强和控制方式灵活等优点的同时,具备无级调速,在高效率作业时,传动范围比较大[2]。与纯机械传动、液力传动和电力传动方式相比,采用闭式静液压驱动的越野车辆在调速性能、全桥驱动和高/低速作业性能稳定等方面有更多的优势,采用这种方式的高速越野叉车应该是未来叉车的发展趋势。

　　1　越野叉车闭式静液压传动基本原理

　　作为有越野要求的叉车,其行驶过程中有正反向行驶和制动等要求,且负荷将随地形、速度等因素剧烈变化,同时它的越野性能需要有较大的变速比。为适应越野性能的这种负荷特点,使发动机功率得到最充分的利用,从而使整个系统达到最佳匹配,需要采用由变量泵-变量马达组成的闭式变量液压系统,其典型闭式静液压回路如图1所示。

　　在闭式静液压传动系统中,变量泵的进出口直接与马达的进出口接通,油液不需经过油箱,故称为闭式系统。变量泵既是液压能源又是主要的控制组件,通过调整泵的排量改变泵的流量大小和方向,就可以改变液压马达输出速度的大小和方向。通过改变马达的排量,使系统在外负荷有较大变化时,液压系统的压力在较小的范围内变化。系统的最大工作压力由安全阀3所限定。因为是闭式系统,在工作中油路的高/低压要互换,因此设置了两个安全阀。冲洗阀7用冷油来补充系统泄漏,同时可以对闭式系统进行散热,根据冲洗对象的不同,冲洗分为回路冲洗和壳体冲洗两种。