當前,已經有企業試制成功了改進型多路閥定變量合流液壓系統,經過反復試驗和改進,除節能效果尚不明顯外,其他所有的性能均達到了世界最先進水平,甚至操作舒適性還優于國外許多同類先進機型。與當前國內具有一流技術水平的裝載機相比,用戶的購機成本最多增加1萬~2萬元,但性能更優越,油耗更低。可以預測,該產品面市后將會受到市場青睞。
也有企業創造性地采用了3泵定量系統,經過精心設計,當系統需要低壓大流量時,可3泵同時供油;當需要高壓小流量時,保證2個泵工作。這種思路有一定的節能效果,又避免了整機成本的上漲。
傳動系統靜液壓的啟迪
目前,裝載機仍然以液力機械傳動為主,國外有部分企業采用了靜液壓(全液壓)傳動。靜液壓傳動的最大優點是節能效果十分顯著,其最大缺點是成本高,約為液力機械傳動的3~4倍,不太適合中國市場,國內裝載機上也很少采用靜液壓傳動。
國產裝載機的傳動系統基本采用液力機械傳動,其最大優點是性能特別適合裝載機,最大缺點是液力機械傳動比其他任何傳動的能量損失都要大,燃油的有效利用率不到40%。目前,中國裝載機傳動技術升級的重點是節能降耗,像液壓系統一樣,裝載機行業研發人員綜合靜液壓傳動系統的優缺點,也研制出多種低成本的創新型靜液壓傳動系統。
半變量靜液壓傳動系統
通常的靜液壓傳動為變量泵驅動變量馬達,我國創新型靜液壓傳動系統是將二者之一更換為定量元件,稱之為半變量靜液壓傳動,成本大大降低。這是中國人的獨創,世界上絕無僅有。
行業中開發的1.6t型半變量靜液壓傳動裝載機,采用的是定量泵驅動變量馬達的半變量靜液壓傳動系統,成本與采用液力機械傳動基本相同,節能及操作性能都更好。但作業性能較差,因而該系統未得到推廣。如果在此基礎上對系統進行進一步改進,用在2t及以下的小型裝載機上,應有較好的發展前景。
另一種半變量靜液壓傳動系統源自業內一家企業生產的3t半變量靜液壓傳動裝載機,采用了變量泵驅動定量馬達的半變量靜液壓傳動系統。該機與液力機械傳動相比成本稍高,節能及操作性能卻很好,作業性能也完全能滿足裝載機的要求。從目前情況看,這種半變量靜液壓傳動系統用在3t型裝載機上,具有廣闊的發展前景。
靜液壓機械無級變速傳動
目前,中國裝載機行業已經出現了靜液壓與機械傳動的組合傳動系統,即全電子控制自動變速(HVT)——低速大扭矩時為全靜液壓傳動,高速小扭矩時為全機械傳動,中間為靜液壓與機械混合傳動。
靜液壓部分有全變量與半變量兩種型式,全變量為變量泵驅動變量馬達,半變量為變量泵驅動定量馬達。該系統的最大優點是節能效果顯著,據理論計算,該系統與同類型液力機械傳動相比,節能在25%~30%以上。同時,系統具有的全電子控制自動變速功能使得其具有極佳的操作舒適性。此類產品的樣機已試驗成功,正在進行型式試驗。當前的主要問題是靜液壓傳動元件仍采用進口件,成本較高。一但實現元件國產化,成本會大幅下降。屆時,全自動變速器將會使中國裝載機傳動系統行業發生全新變化。
據了解,有企業正在研究將雙離合器技術用在裝載機上,使動力傳動能在機械傳動與液力機械傳動之間進行切換,從而達到節能降耗的目的;還有企業正在嘗試將開式靜液壓傳動與簡單行星式變速器進行嫁接,從而達到既節能降耗又降低成本的目的。
數字液壓革命性變革
數字液壓研究已有30多年的歷史,除中國外,其他國家均選擇了元件數字化的道路,均未取得突破性成果。而我國選擇的全程數字液壓目前已在軍工、水電、冶金等多個領域取得了數十項重大成果,目前正在向工程機械領域挺進,首選應在為最量大面廣的裝載機和具有“工程機械之王”之稱的挖掘機上。如果在裝載機行業中取得成功,將會使中國裝載機液壓系統發生革命性變化。
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