如何设计和分析机液复合无级变速器的传动方案??   云梯车出租,  云梯车租赁,  出租云梯车    无级变速传动技术作为工程机械理想的传动方式，和传统的变速传动方式相比，可以极大提高车辆的燃油经济性，降低发动机的因功率不能充分利用而造成的废气废物污染，并减少车辆工作过程中冲击现象的发生，从而减轻司机的疲劳，提高舒适性和增大安全系数。目前，社会上诸如云梯车、装载机、重型运输机等大功率工程车辆大多采用的是液力变矩器和动力换挡方式组合而成的传动，然而，也有部分的工程车辆采用的是纯液压技术传动，目前它的操纵方式已开始发生变化，正由手动液控逐渐地向电液控制的方向演变。尽管这些方式都达到了无级变速，也有许多优点，比如自动化好以及整机性能优良等，但是他们有一个致命的缺陷，那就是他们所传递的效率一般都比较低，直接阻碍了其全面的推广应用。基于差动轮系的无级变速器是利用差动轮系两个自由度的特点，将机械式无级变速器和液压式无级变速器结合在一起，是一种由液压功率流和机械功率流联合而成的双动力的新型传动系统，其承载能力强、工作效率高以及无级调速范围广的优点使其特别适合在工程车辆上使用。从其实际工况着手，研发了一种满足云梯车日常作业要求的具有双动力系统的机液复合形式的无级变速器。因外界负载的影响，云梯车在不同工作条件下对转速与转矩的要求也不相同，故在研究适用于云梯车工况的无级变速器时，需要综合考虑，选择适当的作业速度和合理的传动方案，以使其具有较大的调速范围和较高的传动效率。

      工程车辆的工作速度以及档位数有着十分特殊的要求，它们和普通车辆是不一样的。工程车辆属于动力机械，其在正常工作过程中一般是通过靠牵引力来完成作业。故，在研究工程车辆时，只有保证其档位数和传动比的设置合理，才能够使其工作时的效率得到完全充分利用，才可以使车辆具备较好的动力性以及较高的燃油经济性。因为云梯车在不同的使用环境中有不同的使用要求，即其工作形式比较多样，为了满足这些不同工作形式下的使用要求，它应该至少具备三种挡速：低速挡，一般用来完成一些诸如开沟或者推土的低速作业；中速档，一般用用其进行一些梨耕或者播种等农耕作业；高速挡，一般用其完成公路上货物运送的工作。

      讲述的六种传动方案中，假设每种方案中行星轮系机构所承受的负载相同，根据行星轮系机构三个构件的转矩关系，因为行星架的输入和输出方式不相同，在整个无级变速器中液压调速部分需要承担的转矩也必然不一样。根据液压传动知识可知，在相同负载的情况下，无级变速器液压调速部分所担负的力矩较小，不仅可以减小对液压元件精度和强度的要求，而且可以使无级变速器的工作效率得到极大提高。故在确定传动方案的时候，要依据行星轮系机构的输入和输出方式来选择可以使液压调速部分分担力矩尽量小的方案。以太阳轮为输出时容易得出：行星轮系机构内齿圈1的力矩1T要比太阳轮3的力矩3T要小。对于由液压和机械传动方式复合而成的传动系统，要尽可能使系统中液压部分所分担的力矩处于最小状态，所以，不能够把太阳轮作为无级变速器的输出构件，即以太阳轮为输出的方案是不合理的。以齿圈作为输出时容易得出，行星架H的力矩HT比内齿圈1的力矩1T要大，而太阳轮3的力矩3T则比内齿圈1的力矩1T要小。由于液压和机械传动方式复合而成的传动系统，要尽可能使系统中液压部分所分担的力矩处于最小状态，比较合理的方案是将太阳轮3作为无级变速器液压调速部分的输入构件。以行星架作为输出时，太阳轮3的力矩3T和内齿圈1的力矩1T都比行星架H的力矩HT要小。由于液压和机械传动方式复合而成的传动系统，要尽可能使系统中液压部分所分担的力矩处于最小状态，故比较合理的方案是将太阳轮3或内齿圈1作为无级变速器液压调速部分的输入构件。结论：在由液压和机械两种传动方式复合而成的系统中，一般情况下，太阳轮是不用作输出构件的；若将齿圈用作无级变速器的输出构件，则比较合理的方案是将太阳轮用作无级变速器液压调速部分的输入构件；若用行星架作为无级变速器的输出构件，则太阳轮和内齿圈均可以当作液压调速部分的输入构件。综上所述，在由液压和机械双动力传动方式复合而成的传动系统中，对于的六种传动结果，只有方案2和方案6的组合方式是比较合理的，下面就以方案6为例子，对无级变速器进行工况分析以及动力参数的匹配，为后续的仿真工作做好准备。

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    机液复合无级变速器的工况分析，本无级变速器是在第二章中所述的差动轮系的基础上形成的，主要包括一个NW型行星轮系机构、发动机M、单向离合器Q、传动齿轮4、定量液压马达5、变量液压泵6、制动器B1和B2、电机/电池组7以及离合器L1、L2和L3。本变速器的一个最大优点就是可以根据车辆在不同工作状况下的要求采取不同的工作模式，减少能源的损失与浪费，从而实现节能与降排的目的。本文所提出的基于差动轮系的机液复合无级变速器的工作模式相对比较齐全，能够很好的满足工程车辆在行驶或者倒车时的驱动要求、在发动机起步或者车辆起步时的驱动要求以及在减速或着制动等过程中的要求。现分别针对不同要求下的工作模式进行分析。

    行驶驱动工况,   通过改变单向离合器Q、车辆制动器B1和B2以及车辆的离合器L1、L2和L3的工作状况，该无级变速器将会出现多种驱动模式。在实际工作中，可以根据车辆不同的行驶状态而选用不同的驱动模式。（1）单自由度下直接传动时，车辆的离合器L1和L2均要连接。此时，发动机M41带动内齿圈1运动，进而带动行星齿轮和输出轴一起旋转。根据车辆行驶的需求，控制离合器L3的工作状态：当车辆急速或者外界负载很大时，变量泵6处于工作状态，离合器L3处于连接位置，此时，电机7驱动变量泵6带动定量马达5运动，进而通过传动齿轮4向输出轴传递动力，把液压泵和发动机扭矩的汇合在一起，增强车辆的驱动能力；当外界负载较小时，离合器L3处于断开状态，此时，传动齿轮4在太阳轮3的带动下空转，由车辆的发动机独自驱动车辆工作。

   （2）单自由度下减速传动时，离合器L1和制动器B2处于连接状态，而离合器L3处于切断状态。此时，太阳轮3处于静止状态，发动机通过内齿圈1带动行星轮运动，进而通过行星架使输出轴输出运动。由式2-7易知，11nkknppH，故1nnH，行星齿轮系统的作用是减小速度增大转矩，从而扩大了车辆低速情况下的行驶范围，并使其爬坡的动力性也得到极大提高。

  （3）当电机或电池组7储存的电量充足，且车辆处于低速行驶状态时，可以使用液压驱动模式。此时，离合器L1、车辆制动器B1和制动器B2都处于断开状态，离合器L2和L3处于接合状态，变量泵6带动定量马达5运动，通过传动齿轮4驱动太阳轮3运动，由于单向离合器Q因内齿圈1的反向旋转趋势而自锁，故行星轮处于空转状态，太阳轮3通过离合器L2带动输出轴运动，此时由液压系统独自驱动车辆行驶，能够充分地利用液压系统低速大转矩的特点，减少发动机因低负荷和低效率状况下工作而造成的排放污染。

    （4）液压驱动下的减速模式时，离合器L1和L3处于连接位置，而制动器B1和B2以及离合器L2都处于切断位置。电机或电池组7带动变量泵6运动，通过液压马达5带动传动齿轮4运动，进而使太阳轮3运动，单向离合器Q因为齿圈的反向旋转趋势而自锁，在太阳轮3的作用下，动力通过行星架输出,  311nknpH，故3nnH，行星轮系系统的作用是减小速度增大转矩，可以使车辆在纯液压驱动下依然保持高效率工作，大大改善其纯液压驱动的爬坡能力。

  （5）双自由度下的机液混合模式。该模式是本文所述无级变速器的核心，也是最常用的工作模式。此时，离合器L1和L3处于连接位置，而制动器B1、B2以及离合器L2都处于切断位置。行星轮系S此时是一个自由度为二的差动轮系，它有两个输入动力，一路是通过发动机M带动内齿圈1，另一路是通过变量泵6带动液压马达5进而通过传动齿轮4带动太阳轮3运动，行星架H通过离合器L1输出运动。此模式实现了液压泵与发动机扭矩的合成，工作时，可根据车辆的行驶要求，实时调节变量泵6的控制斜盘，改变其流量，进而改变液压马达5的转速，传动齿轮4和太阳轮3的转速也会随之改变，从而实现改变行星轮系输出转速的目的，使发动机和变量泵始终处于高效率的范围内。

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