某型液压挖掘机换挡工作原理及换挡冲击原因分析.pdf

鬯 某型 液压挖掘机换挡工作原理及换挡冲击原因分析 莲 工程兵指挥学院工程装备教研室 窦春雨 刘 安 胡清森 ⋯。 ⋯‘ “ ‘ ． H‘ ⋯ ““ “n 。 。 ． ⋯ “- - “ ⋯ “r _ “ 1 ． “ _ h - _ “““ ⋯ ““ - - ⋯ “““ ⋯ “““ “I _ ‘ - - “ ⋯ “ 1 ． - ． ． 1 ． ． - 1 ， J ． ． “_ ． ． I ． “． - _ 。 ． ⋯I ． _ ． “- 1 ． ． ． ““⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ‘ “． ． ． ⋯“⋯‘ ⋯‘ ⋯ n． ‘ { 摘要 某型液压挖掘机采用了高压变量泵配变量马达、 二挡液压换挡变速器传动系统， 但该机在换挡操作中却 经常出现冲击现象， 不仅会使驾驶员精神紧张， 而且还会降低变速器的使用寿命。 分析该机的传动系控制原理， 论述液 { 压系 统和 变速器的 具体 结构。 针对液压系 统和变速器 结构 上存在的 问题， 分别从 液压系 统压力低 造成的冲 击、 无同 步 { 器啮合套造成的冲击和柔性换挡操纵机构造成的冲击 3 个方面进行论述， 最后提出避免换挡冲击的 3 点措施。 二 ． ．⋯ ． ．． ⋯ ‘ - ． ． ． ．⋯ ． 一_ ．． ⋯～ ‘⋯_ ．． I _ ．． _． ．． ⋯_． ．． ” ．． _ ． _． ．． 1． ． ． ．． 1’ ‘‘_ ． ．‘ ’‘ 1． ． 、 ． ． ．．- ． r ‘‘ ‘1 ．． - ． ．． ．。‘ ‘ 、 ‘⋯_ ．． 1 ． ．。 ‘‘I ． I ．． _． ． 一， ． ⋯‘． “ 州 _． ．Ⅲ 1． ． ． ．． ． ～ ‘ ～ I ．． ． | ． ．II _． ． I ‘ ～ ‘ 关键词 传动系液压系统变速器换挡冲击 某型液压挖掘机系可折叠动臂式单斗全回转 式， 分成液压和机械两部分。 液压部分又分为主油蹈 轮式液压挖掘机，采用了高压变量泵配变量马达、 和先导油路； 机械部分由变速器、 传动轴及前、 后驰 二挡液压换挡变速器传动系统， 高速行驶时为后轮 动桥等组成。其传动控制原理如图 1 所示。 量 烹 ， 2液 压 系 统 分 析 车 时 为 四 轮 驱 动 ，具有操纵性好、 机动灵活、 作业 一～ 一一 率高等优点。 该机的液压系统采用多泵单独控制方式，分 但该机在换挡操作中却经常出现换挡冲击 打 主油路和先导油路 如图2 所示 。 齿 现象， 即使待整机停下来后再换挡， 冲击现象仍 2 ． 1 主油路 然存在， 不仅会使驾驶员精神紧张， 而且还会降低变 主油路采用双液压泵双回路恒功率变量系统， 速器的使用寿命。 主泵 9 、 1 0 G Y A 8 V 1 0 7 E R 是斜轴式双柱塞单向 传 动 系 的 组 成 篙 撅删 隆 墼 某 型 液 压 挖 掘 机 的 传 动 系 为 液 压 机 械 传 动 方 主 泵 10 泵 出 的 液 压 油 进 入 行 走 马 达 操 纵 阀 一 主 泵 H 行 走 马 达 操 纵 阀 H 行 走 马 达 H 变 速 H 传 动 轴 卜 l1 驱 动 桥 千 r I I 0 行 走 先 导阀 换 挡 液 雎 缸 及 前 桥 接 通 液 压 缸 叠 ≯ 图1 传动系控制原理图 时 ， 往往是一 台预热机一扫而过 ， 腾 出空间给另一 台预热机进行加热， 这使得第 2台预热机的工作难 度相对加大。此时， 要利用好 1 、 4 加热腔， 使机器来 回移动的距离加大一些， 但仍要采用低功率、 低速 度的加热方式。 我们对上述各方面可能出现的问题要予 以重视 ， 加 强细节管理， 从 日常保养、 维修及施工中的一点一 滴做起 ， 才能避免事故的发生 ， 从而提高预热机工 作的安全性和可靠性。 3 结束语 市 汕 头 路2 号 江 路 J 工 2 0 程 0 养 8 - 护 0 4 有 - 1 6 限 导致预热机轮胎失火燃烧的原 因是 多方面的 ， 一 5 8 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 聋 ◇0 壤 辩蠢 。。0 慧 墓 啮合 。 前桥接通齿轮 1 6设计在动力输 出轴 1 8轴端 ， 前桥接通输出齿轮 1 3与前桥接通输 出轴 1 4 制成一 体。 前桥接通啮合套 1 2 通过内花键与前桥接通输出 齿轮 1 3 相啮合。 啮合套 1 0为无同步器直齿结构形式 ， 其向左移 动可与低挡待啮合齿圈相啮合即挂上低挡，相反则 挂上高挡。 前桥接通啮合套 1 2也属于无同步器直齿 结构形式 ， 其 向左移动可与前桥接通齿轮相啮合 ， 实 现动力向前桥传递。 3 - 2 变速器操纵机构 该变速器 的操纵机构属柔性操纵机构类型 ， 是 通过液压系统先导油路控制实现的，主要由换挡阀 高挡 3 、 低挡 2 、 倒挡 1 、 低一 高一 倒挡换挡液压缸 4 及前桥接通液压缸 5等组成 如图 2所示 。 换挡液压缸固定在变速器壳体上 ，其推杆的伸 出和缩回即可带动拨叉 6移动， 进而带动啮合套 1 0 的移动 ， 实现挡位的转换 。 前桥接通液压缸也固定在 变速器壳体上。 在将挡位手柄置于低挡或倒挡时， 前 桥接通液压缸推杆带动接前桥拨叉 1 7进而驱动前 桥接通啮合套 1 2与前桥接通齿轮 1 6相啮合 ，实现 挖掘机四轮驱动。 4 换挡冲击的原因分析 该机在换挡过程中出现冲击现象主要归结于液 压系统和变速器结构两方面。 4 ． 1 液压系统压力低造成的冲击 通过对液压系统的分析可知 ， 先导油路的调定 压力为 4 MP a 。 在挂低挡或倒挡时， 先导油路 的液压 油不仅要驱动慢一 快一 倒挡换挡液压缸 ， 而且还要驱 动前 桥接通液压缸。前桥接通液压缸为弹簧复位 式 ， 如果先导油路 压力过低 ， 将 不能克服前桥接通 液压缸内复位 弹簧的作用力 ， 前桥接通液压缸 的推 杆无法伸 出， 因此 ， 即使此时挂上低挡或倒挡 ， 前桥 也无法接通 ， 表现为低 、 倒挡作业时驱动无力现象 ； 但如果先导油路压力刚刚大于复位弹簧的弹力， 恰 好能将前桥接通液压缸的推杆伸 出， 将 出现因前桥 接通 啮合套与前桥接通齿轮啮合不 良而造成 的冲 击现象。此外 ， 先导油路压力过低还会导致变速器 脱挡现象。 4 ． 2 无同步器啮合套造成的冲击 通过前面对变速器结构的分析可知，该变速器 一 6 0一 采用了无同步器的啮合套结构形式。 它要求换挡时， 啮合套齿圈的圆周速度等于动力输出齿轮上待啮合 齿圈的圆周速度 ， 否则将出现轮齿的冲击和噪声 ， 影 响轮齿的使用寿命 ， 甚至折断。 因此 ， 换挡时， 将挖掘 机停稳后再换挡是实现两齿圈圆周速度相等 的一种 有效方法。 4 ． 3 柔性换挡操纵机构造成的冲击 通过对液压系统和变速器结构的分析可知 ， 该机 变速器的操纵机构采用了液压换挡柔性结构形式。 从驾驶员方面来看 ，当驾驶员在驾驶室 内将挡 位手柄置于某一挡位位置后 ， 即认为挂挡任务完成 。 在变速器方面，换挡液压缸推杆推动拨叉带动啮合 套移动 ，使啮合套与动力输出齿轮上的待啮合齿圈 相接触。 在啮合前 ， 存在两种可能 一是正常啮合 理 想工作情况 状态 ； 二是非啮合状态 ， 即啮合套与动 力输 出齿轮上的待啮合齿圈轮齿相对 、 相互压紧 ， 而 液压柔性操纵机构是无法将非啮合信息反馈给驾驶 员的， 因此驾驶员也就无法采取进一步的补救措施。 当挡位处于非啮合状态时 ，如果立即大力踩下 行走先导阀 ，主液压泵送出的高压油会立即推动行 走马达转动 ，使啮合套与动力输 出齿轮上的待啮合 齿圈间产生较大的速度差 ，再加之换挡液压缸的推 力， 两轮齿在交错的过程中将发生强烈的冲击声， 并 传递到驾驶员的耳中。 此时， 驾驶员应立即放开行走 先导阀， 行走马达转速减慢 ， 两齿圈速度最终达到一 致而啮合 ， 再次踩下行走阀， 冲击现象消失。 前桥接通啮合套与前桥接通齿轮啮合过程也存 在同样的问题 ， 这里不再赘述。 5 避免换挡冲击的措施 1 为从根本上解决换挡冲击现象 ， 将该变速器 的换挡机构改为带同步器的换挡机构 。 2 定期检查调整先导油路的工作压力 ， 其调定 工作压力值为 4MP a 。 3 掌握正确的换挡操作方法 。 换挡时应待整机 停稳后， 将挡位手柄置于适当位置， 等待几秒钟后， 再慢慢踩下行走先导阀，使啮合套与待啮合齿圈先 啮合 ，然后深度踩下行走先导阀驱动挖掘机前进或 后退 。 通信地址江苏徐州 工程兵指挥学院工程装备教研窒 2 2 1 0 0 4 收稿 日期 2 0 0 8 - 0 3 2 8 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m