装载机发动机系统整车匹配技术探讨

装载机发动机系统整车匹配技术探讨

发表时间：2018-11-13T13:38:07.460Z 来源：《防护工程》2018年第18期作者：赵如愿1 王红丽2 黄文生3 [导读] 装载机工作效率高低主要取决于力量与速度的匹配是否合理，而其中整车牵引力与行驶速度都与动力传动系统的匹配合理性密切相关

赵如愿1 王红丽2 黄文生3 山推工程机械股份有限公司传动分公司山东省济宁市 272023；2.山东沃林重工机械有限公司山东省济宁市 272023；3.山推工程机械股份有限公司传动分公司山东省济宁市 272023；

1. 摘要：装载机工作效率高低主要取决于力量与速度的匹配是否合理，而其中整车牵引力与行驶速度都与动力传动系统的匹配合理性密切相关。而动力传动系统的匹配主要就是发动机与变矩器共同工作后的输出特性在经过变速箱、车桥转换后所体现出的整机性能。本文就装载机的动力传动系统及匹配作个简单的总结。

关键词：发动机；系统整车；匹配技术 1 概述

装载机动力传动系统主要由动力源和传动系构成，动力源主要包括发动机，传动系主要包括变矩器、变速箱、传动轴、车桥、轮胎（如图 1）。

整理厂家提供的发动机参数表（见表 1）（从怠速 n1一直到最大转速 n3） P —发动机功率，单位 k W ；n —发动机转速，单位 r/min ；T1 —发动机扭矩，单位 N m 。n3 = (1+μ) ? n2μ —额定调速率，一般取 10% 。在发动机最大转速 n3时，扭矩为 0，功率为 0 。由于装载机在实际工作过程中，同时需要驱动各附件工作，包括发动机附件、变速泵、液压泵等，因此在进行匹配计算时，需要扣除该部分的扭矩。根据在运输工况及作业工况时不同的扭矩扣除组合，从而得出相应扭矩T2和 T3 。以发动机转速为横坐标，以扭矩和功率为纵坐标，可以绘制出以下曲线（如图 2）。

2整理厂家提供的变矩器参数表(见表2)(举例)

3 绘制发动机变矩器共同工作输入特性曲线与输出特性曲线

由于发动机飞轮与变矩器泵轮直接连接，因此发动机扭矩等同于泵轮扭矩，发动机转速等同于泵轮转速，将图 2 和图 4 绘制在同一坐标中就能得出发动机—变矩器共同工作输入特性曲线（如图 5）

接下来，我们需要判断选择的发动机与变矩器是否匹配合适。运输工况时主要关注以下 3 点：（1）当 i=i0=0（失速点）时，变矩器的抛物线应交于发动机的外特性区段，使整机具有较大的起步力矩和一定的超载能力；（2）当 i=i*（高效点）时，变矩器的抛物线应交于发动机的额定扭矩点附近，以充分发挥发动机功率；（3）当 i=iM（偶合器工况，K=1）时，变矩器的抛物线应交于发动机调速特性接近满载的区段上，此时发动机的动力性和经济性均较好，并能利用发动机较高的转速，从而提升车辆的行驶速度。作业工况时，变矩器抛物线应与发动机曲线相交，并且交点应低于最大扭矩点，保证发动机不熄火。如果匹配结果能满足以上条件，说明发动机与变矩器匹配较为合理。接下来开始计算发动机 - 变矩器共同工作输出特性，从图 5 的匹配曲线可以求得各交点所对应的泵轮转速与泵轮扭矩，再转换到涡轮参数，如表 3 。

4 结论

装载机发动机与液力变矩器匹配是否合理对装载机牵引特性与燃油经济性有着直接影响，目前常用的匹配方案主要有全功率匹配、部分功率匹配和折衷匹配等 [1-2] 其中全功率匹配是将发动机外特性转矩减去变速泵满载、转向泵与工作泵空载扭矩得到的净转矩与液力变矩器进行匹配，部分功率匹配是将发动机外特性转矩减去转向泵空载、变速泵与工作泵满载扭矩得到的净转矩与液力变矩器进行匹配，折衷匹配则认为匹配点选择在比发动机全功率匹配额定工作点转速大 50 r/min 左右比较合适。由于装载机作业工况复杂，液压泵空载、有载、满载变化频繁，因此不论采用全功率匹配还是部分功率匹配，均不符合装载机实际作业情况，而采用折衷匹配随机性则更大。

参考文献：

[1]郭立群, 王登峰. 发动机系统整车匹配技术探讨[J]. 硅谷, 2008(17):128-129.