履带式车辆的液压驱动系统

1.综合传动装置转向系统

现代主战坦克、步兵战车和装甲运兵车等大功率履带式车辆广泛采用液压或液压复合转向方案，图7.2.5所示为某履带式车辆的液压转向方案原理图。发动机输出的功率经分流机构在变速箱输入轴上分为两路，一路经变速箱完成传动比的变化后输出至两侧行星排齿圈，另一路经由变量泵和定量马达组成的液压转向机构输出至转向零轴的左右锥齿轮，转向零轴再经齿轮副将功率传递至两侧行星排太阳轮，两侧行星排行星架输出功率至主动轮。

图7.2.5　履带式车辆液压转向方案原理图

当履带式车辆直驶时，液压转向机构不工作，转向零轴被液压马达制动住，两侧汇流行星排成为定传动比的减速器。发动机输出功率全部由变速箱输出至左右两侧行星排，两侧行星架输出转速相等，履带式车辆处于稳定的直驶状态。

当履带式车辆进行原地转向时，变速箱被制动，不输出转速，仅液压转向机构输出功率，因转向零轴的左右锥齿轮速度相同，旋转方向相反使两侧行星排行星架输出转速大小相等、方向相反。履带式车辆实现转向半径为零的中心转向，能在复杂条件下迅速从一个目标向另一个目标调整。

当履带式车辆以其他转向半径转向时，变速箱和液压转向机构同时输出功率，液压马达的旋转通过零轴使左右汇流行星排的太阳轮产生转速相同、旋转方向相反的转动，它们在汇流行星排中与机械功率流分支中的齿圈的转速叠加，引起一侧主动轮的转速增大，而另一侧的转速减小。这样便可通过控制液压转向机构的转速控制两侧履带之间的线速度差，使车辆的转向半径无级调节而不会在传动系统内引起附加的滑动摩擦损失。因为变量泵排量和流向均可调，马达输出转速可无级变化，故履带式车辆可以实现任意转向半径的无级转向，从而显著提高了履带式车辆的机动性。

2.履带式车辆液压驱动系统

液压驱动在一些履带式特种作业机械、路面机械、压实机械中应用较多，典型代表有推土机（牵引型）、挖掘机（非牵引型）和沥青摊铺机（精确控制型）。

牵引型底盘要求具有低速大牵引力和高速行驶能力，驱动装置应具有很大的扭矩和速度变化范围，以与变化剧烈的载荷相适应，从而提高发动机的功率利用率。非牵引型底盘仅要求自行走能力，扭矩和速度变化范围小，驱动装置比较简单，不作为讨论对象。精确控制型底盘不仅要求有较大的牵引力和行驶速度，而且特别要求具有精确控制的牵引速度，因为这类机械的行走速度是影响其作业质量的关键因素。

图7.2.6所示为大功率履带式牵引车辆液压驱动原理图。两侧履带分别由两个对称的双马达减速驱动装置驱动，通过控制两侧液压泵的不同排量及供油方向，可以实现前进、后退、直行、转弯等功能。由于为双泵供油方式，为操纵方便以及达到液压系统与发动机良好匹配，液压泵选用电动比例排量控制，通过与微控制器相结合，将发动机的转速、供油量参数和液压系统压力、泵排量等参数输入控制器计算，使发动机和液压泵达到最佳匹配和自动控制。马达1为主传动元件，完成主要工作，宜选用高速变量马达。马达2可选用高速变量马达，亦可选用内曲线多作用低速大扭矩马达或斜轴式变量马达。当两马达均为高速变量马达时，可以在最低转速和最高转速之间进行连续无级变速。马达2为低速或中速马达时，通过两马达的不同排量组合和交替工作可形成3～4个挡位。马达的变量控制方式可采用微控制器控制方式或高压自动变量方式，前者性能好但比较麻烦，后者则简单可靠，因而应用也更普遍。

图7.2.6　大功率履带式牵引车辆液压驱动原理图(www.xing528.com)

1，2—变量马达；3—履带；4—变量泵

双马达减速驱动装置用于牵引型履带驱动具有下述特点：

（1）可以在500 kW的功率范围内，提供2～10 km/h甚至更高的高效工作速度来满足履带式车辆的各种要求；

（2）无离合器、变速箱等，结构简单、工作可靠、成本较低；

（3）两侧履带形成独立的液压回路，便于转向和直线行驶控制，无节流式调速产生的功率损失，特别是避免了两侧并联驱动时，一侧附着条件不好而影响另一侧牵引力的发挥。

小型履带式底盘中为降低成本可以采用单泵分流驱动两侧马达的方式，由于功率小且变速范围小，常采用单马达减速驱动装置，马达为无级变量方式，如图7.2.7所示。

车辆的转向通过方向机（方向盘或手柄）操纵的可变分流阀来改变两侧供油量来实现，当一侧履带附着情况不良时，亦可通过分流阀在两路产生不同压降来平衡，保证两侧压力相等，使附着条件良好一侧的履带充分发挥牵引力。

这种驱动方式的特点是结构非常简单，成本低。不足之处在于分流阀控制行驶方向需随时调整，直线行驶性差，且会产生压降，消耗部分能量。

图7.2.7　小型履带式车辆液压驱动系统原理图