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[摘 要]装载机是现代工程建设活动中应用最广泛的铲料运输机械，发动机是装载机的动力装置。发动机产生的功率只有极少部分用于驱动风机转动，驱散热量，大部分用于驱动液压系统运转，进而带动装载机的机械结构运行。液力变矩器是装载机液压系统的主要机构，装载机的运行性能与液力变矩器和发动机之间的匹配程度有直接关系。
[关键词]液力变矩器；泵轮离合器；装载机；应用
中图分类号：S281 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）14-0225-01
目前，许多重型工程机械设备都安装有液力变矩器，所以，提高液力变矩器与发动机之间的匹配程度成为许多重型机械设备动力方面的主要研究内容。传统的匹配方式很难满足装载机等重型设备复杂工况的需求，因此，需要对液力变矩器与发动机之间的动态匹配进行深入研究，进而提高发动机功率利用率。文章首先介绍了液力变矩器的主要功能，之后分析了液力变矩器的组成，最后研究了液力变矩器泵轮离合器在装载机中的应用。
1 液力变矩器的功能
液力变矩器是以液体为介质的液力传动机械。它利用液体的相互作用引起机械能与液体动能之间的相互转换，通过液体动量矩的变化来改变传递的转矩。它具有无级连续变化的能力。它可使装载机起步平稳、加速迅速、柔和，有优良的减振性能，从而能延长动力传动系统的使用寿命，提高乘坐舒适性、设备的平均速度和行驶安全性，不仅有防止发动机熄火的功能，更主要的是能大大提高装载机的通过性。它的不足之处是效率不高，容易造成燃油浪费。
2 液力变矩器的组成
液力变矩器主要是由导轮、涡轮和泵轮组成，其中导轮通过单项离合器安装在变矩器的壳体上；涡轮则与变矩器的输入轴相连；泵轮主要是通过发动机提供动力。同时，工作液会在各轮组之间循环流动，继而实现扭矩的传递。
图1所示为液力变矩器拆去涡轮与导轮后，只剩下泵轮的示意图。图中左边的驱动盘是飞轮驱动盘，由于驱动盘自身具有一定重量，因此可以当做飞轮使用。驱动盘使用过螺栓与泵轮相连接，同时变矩器的左边凸起会与发动机曲轴的凹陷部连接，当发动机运转时，驱动盘就会随曲轴转动，进而产生驱动力。
图2所示为涡輪示意图，涡轮是一个具有很多叶片的圆盘，可以在变矩器内自由转动。涡轮轮部的花键与输出轴的花键相啮合。输出轴的顶端与变矩器内部轴套相配合。可以自由转动。若将变矩器比作离合器，涡轮就相当于离合器的从动盘。导轮是一个具有叶片的小圆轮，导轮与导轮轴之间装有单向离合器，导轮装在涡轮与泵轮之间。
3 液力变矩器在装载机中的应用
装载机是目前一些工程建设过程中最常用的装在运输设备，这种设备拥有铲、装、运等多种功能，有效满足了工程项目的需求。装载机除了用于对物料进行铲、装等工作之外，偶尔也会用于各工地之间的短距离运输工作。相关工作人员为了提高装载机的工作效率，对其工作路线进行了设计和优化，逐渐产生了L、V、T和I型铲装作业循环方式。目前，许多施工现场的装载机都是通过V型铲装方式进行工作的，这种铲装方式的工作过程主要有六个阶段，具体工作过程如下所示。图3为V型铲装作业方式的行走路线图。
第一阶段，空载前进驶向物料V1。通常以前进一挡起步并加速，距离稍长的可切换为二挡，接近物料时减速并降为一挡为下一阶段做准备。
第二阶段，铲掘物料V2。保持一档前进，使铲斗插入物料堆，在实际过程中会由于铲斗的深入，增加装载机的前进阻力，因此可能出现轮胎打滑情况，此时应该缓慢提升铲斗，之后使物料充满铲斗。
第三阶段，满载回退V3。该阶段的工作过程与第一阶段完全相反，但要注意此时铲斗已经装满物料，因此要控制装载机的行驶速度。
第四阶段，满载的装载机驶向运输车V4。前进时以一档起步，之后缓慢加速，当铲斗快要接近运输车辆时需要缓慢降速，并保持前进，同时将铲斗的高度抬高，直至铲斗完全处于运输车车斗上方后停车。
第五阶段，卸料V5。操纵液压控制系统，将铲斗翻转进行卸料。
第六阶段，空载回退V6。卸料完成后，以后退一挡或二挡回退到起始位置，同时降低动臂至初始位置进入下一个循环。
为了提高装载机整个作业过程中的效率，就要根据转载机的不同作业阶段对其动力分配情况进行调整。通过在装载机上加装带有泵轮离合器的液力变矩器能够实现对装载机运输过程的动力分配。当装载机处于行驶工作状态时，泵轮离合器会完全接合，此时的液力变矩器会吸收较多的发动机功率并向液力机械结构传递；当装载机进行铲装作业时，泵轮离合器就会进行滑差传动，此时液力变矩器的泵轮转速降低，液力变矩器会将大部分的发动机功率分配给铲斗结构，进而提高铲装作业的效率，以此来实现对发动机功率的动态分配。
另外装载机的作业对象并不是单一的，在铲斗满载的前提下，铲装不同密度的物料时，作用于工作装置的负载也就不同。再者，铲装过程中的不同时刻，装载机各部分对动力的需求也不同，可通过动态调节泵轮离合器滑差率的方式，以理想的比例实时为工作装置等液压泵和牵引车辆分配所需的动力。进而充分利用发动机最大有效功率，使发动机和工作装置的液压泵能在较高的转速下工作，以利于工作装置的迅速反应，并提高工程作业效率。
结语
传统的液力变矩器已经难以满足装载机日趋复杂的工况要求，而在液力变矩器上加装泵轮离合器后，能够有效提高发动机功率的利用率，进而提高液力变矩器与发动机之间的匹配程度。这样一来，大大提高了装载机的运行动力，使工作效率得到了显著提高。同时，发动机功率利用率提高之后，也在一定程度上实现了装载机节能运行的目的，进而为相关行业节省了生产成本。
参考文献
[1] 刘海洋.液力变矩器泵轮离合器及其在装载机上的应用研究[D].吉林大学，2017.
[关键词]液力变矩器；泵轮离合器；装载机；应用
中图分类号：S281 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）14-0225-01
目前，许多重型工程机械设备都安装有液力变矩器，所以，提高液力变矩器与发动机之间的匹配程度成为许多重型机械设备动力方面的主要研究内容。传统的匹配方式很难满足装载机等重型设备复杂工况的需求，因此，需要对液力变矩器与发动机之间的动态匹配进行深入研究，进而提高发动机功率利用率。文章首先介绍了液力变矩器的主要功能，之后分析了液力变矩器的组成，最后研究了液力变矩器泵轮离合器在装载机中的应用。
1 液力变矩器的功能
液力变矩器是以液体为介质的液力传动机械。它利用液体的相互作用引起机械能与液体动能之间的相互转换，通过液体动量矩的变化来改变传递的转矩。它具有无级连续变化的能力。它可使装载机起步平稳、加速迅速、柔和，有优良的减振性能，从而能延长动力传动系统的使用寿命，提高乘坐舒适性、设备的平均速度和行驶安全性，不仅有防止发动机熄火的功能，更主要的是能大大提高装载机的通过性。它的不足之处是效率不高，容易造成燃油浪费。
2 液力变矩器的组成
液力变矩器主要是由导轮、涡轮和泵轮组成，其中导轮通过单项离合器安装在变矩器的壳体上；涡轮则与变矩器的输入轴相连；泵轮主要是通过发动机提供动力。同时，工作液会在各轮组之间循环流动，继而实现扭矩的传递。
图1所示为液力变矩器拆去涡轮与导轮后，只剩下泵轮的示意图。图中左边的驱动盘是飞轮驱动盘，由于驱动盘自身具有一定重量，因此可以当做飞轮使用。驱动盘使用过螺栓与泵轮相连接，同时变矩器的左边凸起会与发动机曲轴的凹陷部连接，当发动机运转时，驱动盘就会随曲轴转动，进而产生驱动力。
图2所示为涡輪示意图，涡轮是一个具有很多叶片的圆盘，可以在变矩器内自由转动。涡轮轮部的花键与输出轴的花键相啮合。输出轴的顶端与变矩器内部轴套相配合。可以自由转动。若将变矩器比作离合器，涡轮就相当于离合器的从动盘。导轮是一个具有叶片的小圆轮，导轮与导轮轴之间装有单向离合器，导轮装在涡轮与泵轮之间。
3 液力变矩器在装载机中的应用
装载机是目前一些工程建设过程中最常用的装在运输设备，这种设备拥有铲、装、运等多种功能，有效满足了工程项目的需求。装载机除了用于对物料进行铲、装等工作之外，偶尔也会用于各工地之间的短距离运输工作。相关工作人员为了提高装载机的工作效率，对其工作路线进行了设计和优化，逐渐产生了L、V、T和I型铲装作业循环方式。目前，许多施工现场的装载机都是通过V型铲装方式进行工作的，这种铲装方式的工作过程主要有六个阶段，具体工作过程如下所示。图3为V型铲装作业方式的行走路线图。
第一阶段，空载前进驶向物料V1。通常以前进一挡起步并加速，距离稍长的可切换为二挡，接近物料时减速并降为一挡为下一阶段做准备。
第二阶段，铲掘物料V2。保持一档前进，使铲斗插入物料堆，在实际过程中会由于铲斗的深入，增加装载机的前进阻力，因此可能出现轮胎打滑情况，此时应该缓慢提升铲斗，之后使物料充满铲斗。
第三阶段，满载回退V3。该阶段的工作过程与第一阶段完全相反，但要注意此时铲斗已经装满物料，因此要控制装载机的行驶速度。
第四阶段，满载的装载机驶向运输车V4。前进时以一档起步，之后缓慢加速，当铲斗快要接近运输车辆时需要缓慢降速，并保持前进，同时将铲斗的高度抬高，直至铲斗完全处于运输车车斗上方后停车。
第五阶段，卸料V5。操纵液压控制系统，将铲斗翻转进行卸料。
第六阶段，空载回退V6。卸料完成后，以后退一挡或二挡回退到起始位置，同时降低动臂至初始位置进入下一个循环。
为了提高装载机整个作业过程中的效率，就要根据转载机的不同作业阶段对其动力分配情况进行调整。通过在装载机上加装带有泵轮离合器的液力变矩器能够实现对装载机运输过程的动力分配。当装载机处于行驶工作状态时，泵轮离合器会完全接合，此时的液力变矩器会吸收较多的发动机功率并向液力机械结构传递；当装载机进行铲装作业时，泵轮离合器就会进行滑差传动，此时液力变矩器的泵轮转速降低，液力变矩器会将大部分的发动机功率分配给铲斗结构，进而提高铲装作业的效率，以此来实现对发动机功率的动态分配。
另外装载机的作业对象并不是单一的，在铲斗满载的前提下，铲装不同密度的物料时，作用于工作装置的负载也就不同。再者，铲装过程中的不同时刻，装载机各部分对动力的需求也不同，可通过动态调节泵轮离合器滑差率的方式，以理想的比例实时为工作装置等液压泵和牵引车辆分配所需的动力。进而充分利用发动机最大有效功率，使发动机和工作装置的液压泵能在较高的转速下工作，以利于工作装置的迅速反应，并提高工程作业效率。
结语
传统的液力变矩器已经难以满足装载机日趋复杂的工况要求，而在液力变矩器上加装泵轮离合器后，能够有效提高发动机功率的利用率，进而提高液力变矩器与发动机之间的匹配程度。这样一来，大大提高了装载机的运行动力，使工作效率得到了显著提高。同时，发动机功率利用率提高之后，也在一定程度上实现了装载机节能运行的目的，进而为相关行业节省了生产成本。
参考文献
[1] 刘海洋.液力变矩器泵轮离合器及其在装载机上的应用研究[D].吉林大学，2017.