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摘要：机械动力传动系统的优化配置是改善机械性能提高燃油经济性的重要手段。对动力传动系统进行优化配置，其技术经济效果显著。本文结合笔者多年工程机械技术管理经验，着眼于改善工程机械的动力性能和燃料经济性，总结时间计算如下。
关键词：工程机械 动力传动 优化
中图分类号：E951
动力传动系统是工程机械的重要组成部分，它决定了整机的动力性能、作业性能、行驶性能和经济性等重要参数。工程机械不仅需要良好的机动性能，而且需要较高的作业率。特别是工程机械的动力传动系统比较复杂，有的机械需要边行驶、边作业，如装载机等；有的机械的作业装置具有多种作业机构，如：挖壕挖坑机的作业装置有铣刀和抛土器等。如何获取工程机械传动系统的载荷谱，以得到合理、高效的动力传动系统功率。
1 采用新型装置组成传动系统
工作现场实践证明，采用微粒捕集器可以有效控制发动机工作过程中烟尘微粒的排放。特别是对于速度较低和中等以下载荷的工程机械，当所选微粒捕集器的负载参数K54时，可以降低NO、和CO的排放量，在一定程度上可提高发动机的功率，降低油耗，改善发动机的动力性能和经济性。
近年来国内外开发了一种成套高效传动装置（如德国的“ZF-EFFI”型），它包括主变速器、辅助变速器、轮边减速器、前桥、后桥、快速圆盘制动器和离合器等，同时装有停机待装管理系统，自动控制发动机在等待作业时处于睡眠状态，使之节能减耗。整个系统采用先进的信息化、数字化技术，配有智能化控制模块。
这种智能化控制模块是提高动力传动系统效率和节能降耗的核心技术。
它能根据液力偶合器或变矩器的实时工况，控制变速器的相应工作，进而通过超越离合器装置控制发动机的转速，使发动机始终处于高效工况区段内，充分有效地利用发动机功率，从而达到降耗减排、经济运行的要求。
这套传动装置可代替工程机械的常规传动系统。在同等工作条件下完成相同的作业量，发动机的油耗可减少，5%-20%，排放的污染物可减少10%-15%，设备生产效率可提高35%-40%；而且操作简便舒适，工作可靠性较高，使用寿命较长。
2 配置高效可靠的冷却系统
工程机械的发动机在工作过程中温升较高，为使其长时间处于理想工况，必须保证工作在最佳温度范围，因而必须配置适用的冷却系统。工程机械的冷却系统通常由水散热器、专用水箱、循环水泵、油冷却器、循环油泵、风扇等部件组成。冷却系统采用的传输和散发热量的流体介质有空气、冷却液、液压油和润滑油等。控制系统有温度继电器、流量继电器和压力继电器等电子控制装置。从工作原理角度分析，目前多数工程机械采用的冷却系统为“被动式”，即当机械动力传动系统的温升达到一定范围时，冷却系统执行降温运行；冷却系统的运行参数不能主动精确地控制动力传动系统的温升状态，因而冷却系统的供水量、供油量等多数不是最佳值。针对这种情况，若使冷却系统高效可靠，必须将“被动式冷却系统”转变为“管理式冷却系统”，国、内外企业主要有以下几方面经验：
（1）采用自控系统控制温度
工程机械的载荷是不断变化的，因而工作油温也不断变化；通常情况下，工作油温在40-60℃范围内比较合适。
传统的冷却系统，其风扇多为恒速运转，不能按照油温变化随机调控。近年研发的由电子自控系统控制的液压变速风扇，可按照发动机冷却所需风量改变转速：配置的数字化温度继电器能够精确控制发动机的运行水温。这些智能化控制元件的引入，可以优化冷却系统的运行参数，获得调节动力和节能降耗的效果。
（2）采用稳定高效的冷却液
工程机械常用的冷却水、乙醇混合物和机油等传热流体中，含有不同数量的分散纳米微粒，进行科学地浓度组合，即可具有较高的导热率。实验证明，在传统冷却液中加人Cu0纳米微粒使其体积浓度为1%，即可使导热率提高35%-40%。经测试证明，在相同耗油量工况时，发动机功率可提高5%-8%但应注意，冷却水的pH值应在7 -8范围内，氯化物含量不得大于150mg/l。
（3）采用轻质高强度材料的元件
近年来轻合金、泡沫铝以及泡沫石墨等轻质高强度材料的产品制造技术日趋成熟。经实验，采用优质的轻质高强度材料制成的冷却水箱、风扇和泵类部件，质量小，性能好，可以提高冷却系
统的效能。例如质量优良的泡沫石墨材料，其热导率可达40 W/mK，用它制成的散热器与用传统材料制成的散热器相比，质量可减少40%-50%，体积可减小60%-70%，既有利于冷却系统的结构布局，又可节省功率和降耗减排。
3 合理增设有效的缓冲减振装置
施工现场的坡道、急弯和临时路段较多，路面状况比较复杂，机架摆动频繁而剧烈，发动机的振动冲击严重，使其工况受到影响，加快了缸套磨损和温升速度。因而在选择发动机支承方式及附件时，应充分考虑工程机械的这一运行特点，采取有效措施，缓解不利因素。现场实践证明，工程机械发动机的支承系统应符合如下一般原则要求：
（1）采用柔性结构的支承点
为了缓解安装误差和减缓振动冲击，所有支承点必须设计成柔性结构。在安装发动机时，某些支承位置可以进行适当调整，但不宜采用过大的螺栓孔。固定后应使缓冲块受有一定的“预压力”，以免影响支承点的支承刚度。
（2）采用柔性支承应防止碰撞
当发动机与桥架之间采用柔性支承时，必须防止位移而与相邻构件发生碰撞。在进气管、排气管、冷却水管、输油管和压缩空气管路系统中，必须装有适用的软管；防护罩、油门拉杆和操纵杆系的尺寸确定，都必须考虑发动机及附件由于振动或调节而可能产生的位置变化，以免刚性构件位移导致管路扯裂。
（3）柔性支承的选材
柔性支承系统的零部件性能及材质必须精心设计和选择，以保证在发动机及附件的使用寿命周期内可靠地工作，使相关连接件产生的应力和振动不超过允许值；尽量减弱机械驾驶室内的噪声级别，改善司机在工作现场操作的舒适性。
目前国内外多数采用工业橡胶隔振支承件。这种支承件隔离振动的效能较好，安装调整简便。“工业橡胶”是含有少量工程塑料的弹性胶料的总称，具有良好的阻尼特性，并能与钢铁构件牢靠地硫化在一起，有效地控制安装螺栓的预紧负荷和限制发动机及附件的振动位移。通常情况下，工业橡胶支承件在剪切方向的弹性刚度较小，而在压缩方向的弹性刚度较大。这种特性使它在应用中凸显出很大优越性。
参考文献
[1] 李志宣. 浅谈如何处理液压传动系统泄漏故障[J]. 中小企业管理与科技（下旬刊） ， 2009，（02） .
[2] 舒翔. 液压传动系统故障分析方法[J]. 南方农机 ， 2009，（01） .
[3] 刘艳，马会贤. 浅谈液压传动系统中常见故障的分析[J]. 科技信息 ， 2008，（31） .
[4] 鲁智强. 液压系统中噪声产生原因及解决措施[J]. 中国高新技术企业 ， 2009，（04） .
[5] 卢殿华. 浅析液压传动的原理及其在矿井提升系统中的应用[J]. 黑龙江科技信息 ， 2009，（10） .
作者简介：孟旭，1984年1月，男，汉族，河北省秦皇島市人，本科学历，工程师，研究方向：工程机械及隧道掘进设备，从事的工作：机械工程师。
关键词：工程机械 动力传动 优化
中图分类号：E951
动力传动系统是工程机械的重要组成部分，它决定了整机的动力性能、作业性能、行驶性能和经济性等重要参数。工程机械不仅需要良好的机动性能，而且需要较高的作业率。特别是工程机械的动力传动系统比较复杂，有的机械需要边行驶、边作业，如装载机等；有的机械的作业装置具有多种作业机构，如：挖壕挖坑机的作业装置有铣刀和抛土器等。如何获取工程机械传动系统的载荷谱，以得到合理、高效的动力传动系统功率。
1 采用新型装置组成传动系统
工作现场实践证明，采用微粒捕集器可以有效控制发动机工作过程中烟尘微粒的排放。特别是对于速度较低和中等以下载荷的工程机械，当所选微粒捕集器的负载参数K54时，可以降低NO、和CO的排放量，在一定程度上可提高发动机的功率，降低油耗，改善发动机的动力性能和经济性。
近年来国内外开发了一种成套高效传动装置（如德国的“ZF-EFFI”型），它包括主变速器、辅助变速器、轮边减速器、前桥、后桥、快速圆盘制动器和离合器等，同时装有停机待装管理系统，自动控制发动机在等待作业时处于睡眠状态，使之节能减耗。整个系统采用先进的信息化、数字化技术，配有智能化控制模块。
这种智能化控制模块是提高动力传动系统效率和节能降耗的核心技术。
它能根据液力偶合器或变矩器的实时工况，控制变速器的相应工作，进而通过超越离合器装置控制发动机的转速，使发动机始终处于高效工况区段内，充分有效地利用发动机功率，从而达到降耗减排、经济运行的要求。
这套传动装置可代替工程机械的常规传动系统。在同等工作条件下完成相同的作业量，发动机的油耗可减少，5%-20%，排放的污染物可减少10%-15%，设备生产效率可提高35%-40%；而且操作简便舒适，工作可靠性较高，使用寿命较长。
2 配置高效可靠的冷却系统
工程机械的发动机在工作过程中温升较高，为使其长时间处于理想工况，必须保证工作在最佳温度范围，因而必须配置适用的冷却系统。工程机械的冷却系统通常由水散热器、专用水箱、循环水泵、油冷却器、循环油泵、风扇等部件组成。冷却系统采用的传输和散发热量的流体介质有空气、冷却液、液压油和润滑油等。控制系统有温度继电器、流量继电器和压力继电器等电子控制装置。从工作原理角度分析，目前多数工程机械采用的冷却系统为“被动式”，即当机械动力传动系统的温升达到一定范围时，冷却系统执行降温运行；冷却系统的运行参数不能主动精确地控制动力传动系统的温升状态，因而冷却系统的供水量、供油量等多数不是最佳值。针对这种情况，若使冷却系统高效可靠，必须将“被动式冷却系统”转变为“管理式冷却系统”，国、内外企业主要有以下几方面经验：
（1）采用自控系统控制温度
工程机械的载荷是不断变化的，因而工作油温也不断变化；通常情况下，工作油温在40-60℃范围内比较合适。
传统的冷却系统，其风扇多为恒速运转，不能按照油温变化随机调控。近年研发的由电子自控系统控制的液压变速风扇，可按照发动机冷却所需风量改变转速：配置的数字化温度继电器能够精确控制发动机的运行水温。这些智能化控制元件的引入，可以优化冷却系统的运行参数，获得调节动力和节能降耗的效果。
（2）采用稳定高效的冷却液
工程机械常用的冷却水、乙醇混合物和机油等传热流体中，含有不同数量的分散纳米微粒，进行科学地浓度组合，即可具有较高的导热率。实验证明，在传统冷却液中加人Cu0纳米微粒使其体积浓度为1%，即可使导热率提高35%-40%。经测试证明，在相同耗油量工况时，发动机功率可提高5%-8%但应注意，冷却水的pH值应在7 -8范围内，氯化物含量不得大于150mg/l。
（3）采用轻质高强度材料的元件
近年来轻合金、泡沫铝以及泡沫石墨等轻质高强度材料的产品制造技术日趋成熟。经实验，采用优质的轻质高强度材料制成的冷却水箱、风扇和泵类部件，质量小，性能好，可以提高冷却系
统的效能。例如质量优良的泡沫石墨材料，其热导率可达40 W/mK，用它制成的散热器与用传统材料制成的散热器相比，质量可减少40%-50%，体积可减小60%-70%，既有利于冷却系统的结构布局，又可节省功率和降耗减排。
3 合理增设有效的缓冲减振装置
施工现场的坡道、急弯和临时路段较多，路面状况比较复杂，机架摆动频繁而剧烈，发动机的振动冲击严重，使其工况受到影响，加快了缸套磨损和温升速度。因而在选择发动机支承方式及附件时，应充分考虑工程机械的这一运行特点，采取有效措施，缓解不利因素。现场实践证明，工程机械发动机的支承系统应符合如下一般原则要求：
（1）采用柔性结构的支承点
为了缓解安装误差和减缓振动冲击，所有支承点必须设计成柔性结构。在安装发动机时，某些支承位置可以进行适当调整，但不宜采用过大的螺栓孔。固定后应使缓冲块受有一定的“预压力”，以免影响支承点的支承刚度。
（2）采用柔性支承应防止碰撞
当发动机与桥架之间采用柔性支承时，必须防止位移而与相邻构件发生碰撞。在进气管、排气管、冷却水管、输油管和压缩空气管路系统中，必须装有适用的软管；防护罩、油门拉杆和操纵杆系的尺寸确定，都必须考虑发动机及附件由于振动或调节而可能产生的位置变化，以免刚性构件位移导致管路扯裂。
（3）柔性支承的选材
柔性支承系统的零部件性能及材质必须精心设计和选择，以保证在发动机及附件的使用寿命周期内可靠地工作，使相关连接件产生的应力和振动不超过允许值；尽量减弱机械驾驶室内的噪声级别，改善司机在工作现场操作的舒适性。
目前国内外多数采用工业橡胶隔振支承件。这种支承件隔离振动的效能较好，安装调整简便。“工业橡胶”是含有少量工程塑料的弹性胶料的总称，具有良好的阻尼特性，并能与钢铁构件牢靠地硫化在一起，有效地控制安装螺栓的预紧负荷和限制发动机及附件的振动位移。通常情况下，工业橡胶支承件在剪切方向的弹性刚度较小，而在压缩方向的弹性刚度较大。这种特性使它在应用中凸显出很大优越性。
参考文献
[1] 李志宣. 浅谈如何处理液压传动系统泄漏故障[J]. 中小企业管理与科技（下旬刊） ， 2009，（02） .
[2] 舒翔. 液压传动系统故障分析方法[J]. 南方农机 ， 2009，（01） .
[3] 刘艳，马会贤. 浅谈液压传动系统中常见故障的分析[J]. 科技信息 ， 2008，（31） .
[4] 鲁智强. 液压系统中噪声产生原因及解决措施[J]. 中国高新技术企业 ， 2009，（04） .
[5] 卢殿华. 浅析液压传动的原理及其在矿井提升系统中的应用[J]. 黑龙江科技信息 ， 2009，（10） .
作者简介：孟旭，1984年1月，男，汉族，河北省秦皇島市人，本科学历，工程师，研究方向：工程机械及隧道掘进设备，从事的工作：机械工程师。