公路工程机械中液压传动技术的应用
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摘要：液压传动技术是工业生产中的应用型技术，它主要是借助于液压驱动的方式，实现对能量的传递和输送，它以受压流体为主要的传动介质，并在系统回路的组合之下，实现机械装置的自动化控制。在这项机械驱动技术之中，可以实现较小的力向较大的力的转换，更好地实现接卸驱动应用，因而普及应用于我国公路工程的大型机械行走驱动系统之中，并以其独特的优势性能，更好地实现复合传动技术的实践应用。
关键词：液压传动技术；公路工程；机械；驱动；应用
液压传动技术具有较大的功率传递性能，它可以应用于功率质量比大、高动态的响应场合之中，不仅安装简便，而且容易操控，具有故障率低、便于维修的优势特征。在我国国民经济迅速发展的时代背景下，液压传动技术成为了工程机械中的重要驱动技术，它实现了由传统机械制造技术向先进制造技术的突破，成为了高新技术的重要载体和组成内容，为公路工程的建设提供了极为强劲的支撑。
液压传动技术随着其自身的发展，应用不断宽泛，根据液压传动技术发展的进程，我们可以将其划分为以下四个发展阶段：
1.1初期应用阶段（20世纪40～50年代）。
在这个阶段之中，液压传动技术还处于摸索的初期阶段，人们尝试性地将简单的液压元件和液压系统，安装并应用于工程机械之中，在初始阶段之中，这些液压元件和液压系统的应用还处于较低的水平，系统作业时的压力还较低，无法实现大功率的传送，通常工作压力为2～7MPa。
1.2快速提升阶段（20世纪60、70年代）。
在这个发展阶段中，液压传动系统获得了高速的发展和提升，在这个发展进程中，液压传动系统的压力不断提升和增强，其输送的功率密度也呈大幅度的上升态势，同时，液压传动元件的重量也逐渐下降，产生了较好的应用性能。在这个发展前提下，液压传动系统逐渐推广运用，由工程机械作业拓展到各个机械系统的模块之中，如：转向系统、行走系统、制动系统等，在这些液压传动系统不断延伸的态势下，我国又开发研制出全新的公路工程机械——全液压挖掘机、全液压叉车等。
1.3可靠性提升阶段（20世纪80年代）。
在这个发展阶段之中，鉴于液压传动系统在工程机械中的作业环境考虑，液压传动系统需要承受尘埃、强烈振动、高温、冰冻天气的影响和干扰，这就对液压传动系统的工作性能提出了严峻的考验和要求。同时，液压元件在作业的过程中，由于要经常处于高速运转和高压的环境之中，难免引发液压传动系统的意外故障。因而，在将液压传动系统应用于工程机械的应用中，将液压传动系统的可靠性提升作为了研究重点，通过提升液压传动系统的可靠性，更好地降低工程机械的系统污染，提升作业效率。
1.4电液控制应用阶段。
在现代计算机网络信息技术和微电子技术的普及应用背景下，工程机械的液压传动装置的现代控制理论正在向实践转化。人们逐渐将工程机械的液压传动系统与计算机技术相链接，通过计算机自动化控制系统，实现对液压传动系统的控制，如：液压传动系统中的变量泵系统，高速开关阀、步进电机驱动的数字阀等，同时，在液压传动技术与计算机技术相联结的过程中，还开发出了新型的智能型液压挖掘机、混凝土泵车等公路工程机械机型，极大地提升了液压传动技术的应用广度和深度。
2液压传动系统的构成及特点
液压传动系统的构成，主要包括以下内容：
2.1液压动力原件。
在液压传动系统的动力原件装置之中，主要是指液压泵，它通过将机械能转换为液压能，从而实现压力油的输送和供给。液压泵主要由齿轮泵、叶片泵、柱塞泵构成。其中：齿轮泵是在其密闭的空间之内，由两个及其以上的齿轮相互啮合，导致动力空间内部的容积发生改变，从而实现液体的传送。叶片泵则是借助于叶轮的旋转作用，将机械能转换为水能、动能、压能等，使液体在离心力的作用下，相互紧贴。柱塞泵则是在泵缸体之内的往复运动方式，使泵内的空间容积获得改变，从而不断吸入和排除液体，使泵内的压力不断增高。
2.2液压执行元件。
它是在压力油的驱动之下，提供转矩和速度，并将液压能转换为机械能。它的主要内部元件为液压马达和液压缸。其中：液压马达的功能在于通过自身不断的旋转，而实现液压能向机械能的转变。它具有体积小、重量轻的应用优势。液压缸的性能在于通过摆动运动方式，实现由液压能向机械能的转变。
2.3液压控制调节元件。
实现对油液流动方向、压力、流量的有效控制，促使液压执行元件有效做功。主要是指各种液压阀类零件，它与电磁配压阀组合使用，可以实现对管路系统的有效远程控制。
2.4液压辅助元件。
这主要是指液压传动系统的油箱、油管和滤油器等，它们可以对液压传动系统的可靠性产生一定的影响。液压传动系统在工程机械中的应用，具有其独特的优势，也有一定的劣势，具体可以分析如下：a.应用优势：（1）液压传动系统的体积较小、重量较轻、惯性力较小，可以在遭受意外冲击的时候，产生较小的冲击力。（2）可以实现无极调速，实现区域范围内的平稳、自动化调节。（3）在电机旋转方向不变的前提下，可以进行直线的往复运动作业，也可以较好地实现转向。（4）液压泵和液压马达在油管的连接之下，可以较好地进行空间的合理分布和应用。（5）液压传动系统中的元件以油液为工作介质，可以在工作中时常处于润滑的状态，受到磨损的几率较小，因而使用寿命较长。b.应用劣势：（1）需要有较高的维护技术，并需要确保液压传动油液的清洁与安全。（2）液压元件具有较高的精度要求，因而其制造成本相对较高。（3）液压系统中的元件工艺技术相对较高，需要有较高的维护水平。（4）以油液为工作介质，容易引发工程施工中的安全隐患。
3公路工程机械中的传动方式比较分析
3.1机械传动
纯机械传动的驱动方式具有一定的局限性，通常是在有级变速的条件下运行，具有较低的负荷。然而，这种传动方式可以获得较为平稳、高效的传动效率，而且生产制造的成本较低，因而，在对经济性要求较为严格、调速范围较小的客车和货车而言，这种机械传动的方式还是应用极其普遍的。
3.2液力传动
在这种传动模式之下，机械传动的离合器被变矩器所替代，实现分段的无级调速，它依靠其独特的趋近于双曲线的输出扭矩———转速特性，可以较好地应用于大中型的公路工程机械之中。同时，这种液力传动的方式还具有极大密度的功率、较低的负荷应力，可以实现后置动力换挡式的变速器自动匹配负荷，因而，还可以有效地预防动力传动装置过载。但是，这种传动方式也有其局限性，它的变矩范围较小，制动能力较差，不适宜应用于稳态速度的工程机械领域。
3.3液压传动
这种传动方式可以通过其恒功率输出控制，实现对系统的流量及压力的控制。同时，它还可以实现极为充分的功率利用，可以在无级调速的状态下，实现自如的正、反向运转。可见，液压传动技术中的速度刚性大的优势使其应用不断宽泛，在不断实践研究的过程中，液压传动方式具有更为先进的传动和控制方式，如：极限负荷调节闭式回路；转速控制下的恒定压力状态；恒功率组合调节的变量等。
4液压传动技术在公路工程机械中的应用
4.1液压传动与机械和液力传动的复合传动技术应用
4.1.1串联传动方式。这是在液压马达或变速器的输出端与驱动桥之间的部位，增添机械式变速器，这种串联的复合传动方式可以达到调速拓宽的高效率。
4.1.2并联传动方式。也即“液压机械功率分流传动”方式，在这种方式下，液压和机械分成了不同的“功率流”，借助于多自由度的行星差速器，可以将这两个不同的“功率流”加以重组，在可控的状态下实现无级调节总成的输出转速。具有无级调速性能优化、稳态传动效率高的综合性特点。
4.1.3分时传动方式。这是利用机械传动方式下的高速行驶以及液压传动方式下的低速作业，可以更好地满足特殊施工工况作业状态下的专用车辆。
4.1.4分位传动方式。将液压马达直接安装在车轮之内，形成辅助式的液压驱动装置，它可以利用液压传动的无级调速性能，实现各种传动方式下的协调与统一。
4.2液压传动与电力传动的复合应用
现代电子信息技术获得了突飞猛进的发展，在电子信息技术应用之下，可以快速高效地实现对信号的处理，从而快速调节运行速度。在液压传动的无级调速性能与电力传动的信息高效处理性能复合应用的状态下，可以更好地发挥其功效。
4.3二次调节静液传动系统的应用
这是以对液压元件的调节为前提，以压力耦联系统为基础，在定压力耦合的状态下，通过对马达的调节以平衡负荷扭矩，实现液压能和机械能的转换。这是基于传动状态下能量的回收及再利用的原理，进行传动总体、合理的配置，从而有效地改善静液传动的控制效能。
结束语
随着公路工程机械的智能化和机电一体化的快速推进，液压传动技术和元件不断先进，在公路工程机械中的行走驱动作用也日益提升，发挥出日益重要的功能。
参考文献
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[3]李永强.关于公路工程机械维修管理模式的分析[J].科技创新与应用,2012(16).
作者：刘振东 单位：江苏省邳州市公路管理站
