叉车的液力传动系统与静压传动系统

浅析叉车的液力传动系统与静压传动系统

摘要：叉车按动力传动系统的不同分为机械传动、液力传动、静压传动和电传动四种类型。该文对叉车的液力传动和静压传动从传动装置的结构形式、操纵和控制性能、转矩传递性能、调速准确性、传动性能与效率、制造成本等几个方面分别进行了分析，通过比较，得出了静压传动系统相对于采用液力传动的一些优点。

关键词：叉车；液力传动；静压传动

前言

根据国家质检总局2010年发布的《增补的特种设备目录》（国质检特[2010]22号），场（厂）内机动车辆的含义为指除道路交通、农用车辆以外仅在工厂厂区、旅游景区、游乐场所等特定区域使用的专用机动车辆。叉车作为场（厂）内机动车辆的一种，用途越来越广、数量也越来越多。随着需求的广泛与增大，技术的不断进步与改革，各种类型传动系统的叉车也被广泛应用。

叉车按动力传动系统的不同分为机械传动、液力传动、静压传动和电传动四种类型。传动系统是影响叉车行驶性能的关健，对于叉车而言，其行驶工况复杂，频繁的启制动与换向，这对叉车的传动系统提供了更高的要求。叉车的传动系统性能与叉车的加速快慢、操作性能、爬坡性能、经济性、可靠性等都是息息相关的。

液力传动和静压传动均采用液体作为工作介质传递功率，均能实现无级变速和动力传递，传动类型及其相似，但两者的工作原理、结构传动性能以及传动效率却截然不同。

1 液力传动系统

利用液体的动能来传递动力被称为动液压传递，也称为液力传递。液力传动实际上是一组离心泵——涡轮机系统。离心泵作为主动部件带动液体旋转，从泵流出的高速液体推动涡轮机旋转，将液体动能转换为机械能，实现能量传递。在叉车液力传动系统中由液力变矩器、动力换挡变速器、传动轴、前后桥以及轮边减速器等部件组成。发动机的动力经液力变矩器传给动力换挡变速器，再经传动轴分别传给前后驱动桥。驱动桥轴输出的动力经过轮边减速器进一步增大转矩后，再传给轮胎。

液力变矩器的最大特点是由于导轮的作用，能在传递功率的同时，也起到放大扭矩的功能。因此采用这种传动系统的机械可以在一定程度上实现无极自动变速、变扭，克服作业工况的变化。但是，这种传动系统存在着变矩系数小、高效区窄、总传动效率低的问题。液力传动依靠液体动量矩变化来传递动力，工作轮叶片与工作液体相互作用，引发机械能也液体能的相互转换，在传递过程中发生能量损失。发动机在大负荷、低转速工作时，系统发热较高，一般传动效率低于0.75。

2 静压传动系统

以常用的林德叉车为例，整个传动系统被设计成一个紧凑的驱动桥总成，其中包括1个液压变量泵和2个液压变量马达以及1个轴向定量泵和2个齿轮泵。发动机带动变量泵从油箱中抽油，液压油压力增大，带动变量马达转动，变量马达的输出通过传动轴、行星

减速箱传递到车轮，组成一套可以驱动车轮的静压驱动系统（如图3）。同时，通过行驶踏板的控制，调节变量泵的输出，以改变行驶的速度。

静压传动系统根据使用环境、使用特点往往采用高速方案和低速方案两种设计方案。高速方案：选用高速小扭矩马达，由高速柱塞马达通过变速箱、驱动桥等中间传动元件驱动车轮。低速方案：选用大速大扭矩马达，低速大扭矩马达不需要中间传动元件直接驱动车轮。

静压传动系统高速方案的优缺点：（1）可以较简单的通过改变减速器传动比来实现马达与负载之间的扭矩匹配；（2）高速马达具有低速马达难以实现的无级变量二次调节性能；（3）液压马达受力条件有利，不易损坏；（4）缺点是与低速方案相比，多了减速器环节，降低了总传动效率。

3 液力传动与静压传动操控性能比较

液力传动由于液力变矩器无法实现反转功能，所以在倒档时必须采用及机械传动的配合，换挡过程中易引起动力中断与衰竭。而且，液力变矩器主、被动元件之间存在相对滑动，加速性能差，反应比较滞后。

静压传动操纵简单、灵敏、准确。一般变速只需一个踏板即可完成，由于其一般采用轴向变量泵，只要改变变量泵斜盘倾角和方向即可实现平稳的换向、变速。静压传动功率密度大、转矩惯量比大，因而在速度变化时，冲击小、快捷柔和，急加减速或急转向不会损

坏传动系统。另外，静压传动在前进和倒退时可以获得相同的速度，大大提高了作业的方便和机动。

综上所述，静压传动系统在操控性能上略优于液力传动系统。

4 液力传动与静压传动传动效率比较

液力传动中液力变矩器所能吸收的转矩与发动机负载成正比。它只能在发动机满负载转速时，才能匹配吸收全部转矩，在满负载转速以下，转矩的吸收能力也急剧下降，发动机的转速、输出转矩也将变小。所以，在液力传动系统叉车起动阶段，发动机力矩是不能被充分利用的，起动力矩小，低速传动效率也较低。对于较大的起动负载，就要求发动机达到较大的起动力矩、较高的转速、较大的功率才可以。所以，液力传动为达到大的起动牵引力必须输入大功率，于是多余的功率在变矩器内部被损耗，传动效率略差。

静压传动在静压状态时，对应于大的阻力矩能够迅速的建立相对应的高压力，以便获得较大的起动力矩。在大负载的起动阶段，静压传动可在发动机较低转速、较小输出功率的情况下实现起动，损耗的功率少，传动效率高。

5 结束语

通过分析与比较，静压传动在叉车应用中优势更为明显，其优点可概括为：传动系统简单、启动力矩大、调速性能好、加速性能强、动力匹配容易、动力性能好、爬坡能力强、高效率区域宽等。在以内燃机为动力的叉车行走系统中，静压传动的采用日渐普及，随着辅助控制装置研发能力的不断加强，静压传动系统在各方面表现也

日趋理想。随着该项技术的发展和所用元件的完善，采用静压传动装置的叉车也会越来越多，市场前景良好。

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