液压平板车液压驱动的动力匹配与控制

通过微电系统精确控制， 液压平板车能自动防止 发动机和驱动部件的过载， 在任何情况下都能获得最 好的力矩， 以避免发动机熄火。
收稿日期： 2017-04-14 研发设计工作。
作者简介： 周细威 （1982-） ， 男， 湖南岳阳人， 工程师， 学士， 从事特种车
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Hydraulics Pneumatics & Seals/No.12.2017
重载平地： F=μ （m+m1） g m——车辆自重， kg；
式中 μ——滚动摩擦系数； m1——额定载重， kg；
重载爬坡： F=μ （m+m1） g㊃cosα+ （m+m1） g㊃sinα （3）
（2）
角度小于或等于 6%， 因此在上式 3 中为简化计算， 通常 cosα取值为 1， sinα等于 tanα， 即 6%。 式中 r——轮胎的滚动半径， m； M=F/r 轮边牵引力矩与牵引力的关系如下： （4）
α ——爬坡角度， F 为牵引力， N。一般来说， α的
通过以上公式， 可以计算出三种工况下车辆匀速
图 1 液压驱动系统工作原理
M——轮边牵引力矩， N㊃m。
运动需要的牵引力及牵引力矩。 2.2 液压马达的驱动扭矩 液压马达需要提供足够的力矩， 以驱动轮胎前进， 这关系到选择多大排量的马达和减速机的减速比， 以 及马达减速机的数量。 液压马达输出转矩与牵引力矩的关系如下： 式中 Tm——液压马达的输出扭矩， N； M=Tm㊃N㊃i （5）
Tm=Vg㊃Δp㊃ηmh（ / 20π）
Δp——压差， bar；
ηmh——机械液压效率。 对于液压平板车来说， 选择变量马达作为驱动马 达更加利于动力匹配与控制。 2.3 液压泵的扭矩与功率 流量： qv =Vg㊃n ㊃ηv /1000 （7） 扭矩： T=1.59 ㊃ Vg ㊃ Δp（ / 100 ㊃ ηmh） =Vg ㊃ Δp（ / 20 ㊃ π ㊃ ηmh） （8） 功率： P=T㊃n/9549=2π㊃T㊃n/60000=qv㊃Δp/(600㊃ηt) （9） 式中 Vg——每转几何排量， cm3； Δp——压差， bar； n——转速， r/min； ηv——容积效率； ηmh——机械液压效率； ηt——总效率。 实际上， 经过管路的管阻损耗后， 液压泵的工作压 力比液压马达的工作压力更高。对于液压马达而言， 其控制排量占额定排量的比重越大， 其机械效率与总 效率更高， 在同等工况下工作压力越低。 2.4 液压元件及发动机的选配 选择液压泵和液压马达时， 使其最大工作压力工 作在额定工作压力之下。变量马达开口低于 27%以下 时， 其机械效率与总效率开始明显下降， 因此尽量控制 变量马达的开口在 27% 以上。另外， 马达的最大转速 [3] 不能超过产品手册的最大转速 。根据各个工况需求 的最大车速， 结合液压马达特性及马达与减速机数量， 可以选择合适的液压泵。 选定好液压马达及液压泵后， 可根据式 （8） 、 式 （9） 计算， 并结合转向及其他元件消耗的功率和扭矩， 选择 合适的发动机。在选择发动机时， 除考虑系统的效率 外， 还需留足够的功率剩余， 使得发动机可以长期工作 在 80%～90%的载荷区间， 以获得较好的经济油耗。 要合理解决发动机、 液压传动装置、 负荷之间的参数 匹配， 同时最大限度地提高工作寿命并降低成本， 液压驱 动行走系统的功率匹配除发动机与液压泵参数匹配及控 制外， 还要考虑液压泵与马达性能参数的选择匹配 。
段运输。对液压驱动系统进行合适动力匹配， 选择合 适的马达、 减速机、 液压泵、 发动机， 以确保满足使用要 求。另外需要根据工况控制， 结合发动机的外特性曲 线， 使得驱动系统最大效率输出。
1 液压驱动工作原理
液压平板车采用静液压传动、 微电子控制技术 [1]。
整车采用驱动传递路线： 发动机驱动液压泵， 变量液压 泵产生的高压液压油通过封闭管路系统传输到组装在 驱动轴内的变量液压马达， 液压马达将驱动力传输到 行星式轮边减速机， 并通过微电控制系统控制发动机、 液压泵、 驱动马达根据负荷情况工作。 图 1 为液压平板车液压驱动系统工作原理[2]：
(Suzhou Dafang Special Vehicle Co., Ltd., Suzhou 215151,China)
Abstract： The dynamic matching and control of the engine, hydraulic pump and hydraulic motor are introduced in this paper. Key words： hydraulic; transport vehicle; dynamic matching; control
文献标志码： A 文章编号： 1008-0813 （2017） 12-0074-03
周细威， 于
宁， 叶柳军
Dynamic Matching and Control of Hydraulic Drive for Hydraulic Transport Vehicle
ZHOU Xi-wei, YU Ning, YE Liu-jun
液压气动与密封/2017 年第 12 期
doi:10.3969/j.issn.1008-0813.2017.12.024
液压平板车液压驱动的动力匹配与控制
（苏州大方特种车股份有限公司， 江苏 苏州 215151）
摘 要： 该文对液压平板车的发动机、 液压泵、 液压马达的动力匹配及控制进行了介绍。 关键词： 液压； 平板车； 动力匹配； 控制 中图分类号： TH137
0 概述
液压平板车广泛应用于各大船厂， 主用于船体分
2 液压驱动的动力匹配
2.1 牵引力、 牵引力矩计算 及载重非常大， 风阻的影响相较于摩擦阻力可以忽略， 因此计算牵引力时一般忽略风阻的影响。 匀速运动时， 牵引力等于摩擦阻力， 牵引力计算 如下： 空载平地： F=μmg （1） 液压平板车最高行驶速度为 12km/h， 并且其自重
N——马达数量； i——轮边减速机的减速比。 液压马达输出转矩与马达工作压力的关系如下： 式中 Vg——每转几何排量， cm ；
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控制可以控制发动机的油门， 使之与它所输出的负载 相适应 [5]， 液压泵和驱动马达分别采用变量泵及变量 （6） 马达。 发动机的功率、 扭矩的外特性曲线图如图 2 所示。