推土机用发动机动力性能与传动形式研究
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摘要
本文主要研究了变负荷工况对发动机性能的影响及推土机用发动机动力储备性能现行评价指标——扭矩适应系数K_m和转速适应系数K_n，指出K_m和K_n在反映发动机的动力储备性能时不够全面，并进一步提出了新的动力储备性能综合评价指标——动力储备系数K；分析对比了目前推土机所采用的各种传动系统，重点研究了液力传动和液压传动及其在推土机上的应用，并从结构、控制、效率、牵引性能以及制造成本等各个方面对液力传动推土机和全液压推土机做了详细的对比分析；研究了推土机的关键技术参数滑转率、牵引比和比功率，在理论上证明了推土机额定滑转率的选取与其所采用的传动形式没有直接的关系，并指出全液压推土机的牵引比和比功率一般要高于液力机械推土机，且随着发动机功率的增大，其牵引比均成下降趋势；分别确定了全液压推土机和液力机械推土机牵引比和比功率的取值，可作为其设计的理论依据；以TQ160C全液压推土机为样机，从理论和试验两个方面对全液压推土机进行了匹配理论研究，并通过牵引性能试验数据分析、研究了TQ160C样机各档位参数匹配情况，发动机工作点匹配情况以及泵马达控制信号。
In this paper, the influence of the mutative load operating mode on engine's property and the present evaluation criterion (the characteristic factor of torque-load K_m and the accommodation factor of speed ) of engine's power reserve property for bulldozer are mainly researched. It is pointed out that K_m and K_n can't comprehensively reflect engine's power reserve property. Therefore a new comprehensive evaluation criterion (power reserve factor K) of power reserve property is suggested and formulated. Through the compare and analysis of the transmission type of the present bulldozers, hydrostatic transmission and hydrodynamic transmission and their application in bulldozer are studied, and hydraulic bulldozer and hydro-mechanical bulldozer are contrasted and analyzed detailedly in structure, control, efficiency, traction property and manufacture cost etc. The key parameters of bulldozer, slip ratio, force-to-weight ratio and power-to-weight ratio, are researched. It is proved in theory that the selection of rated slip ratio of bulldozer has done with the transmission type of bulldozer. It is pointed out that the force-to-weight ratio and power-to-weight ratio of hydrostatic bulldozer is bigger than that of hydro-mechanical bulldozer, and with the increase of engine power, the force-to-weight ratio of both will decline. It is confirmed separately that the means of force-to-weight ratio and power-to-weight of hydrostatic bulldozer and hydro-mechanical bulldozer, which would be theoretical basis in design. Taking the hydrostatic bulldozer TQ160C as the prototype, the match theory of hydrostatic bulldozers are researched by both ways of theory and practice. Through the analysis on the data of traction property test, the parameter match of each grade of TQ160C, the match point of engine and the control signal of pumps and motors are studied.
In this paper, the influence of the mutative load operating mode on engine's property and the present evaluation criterion (the characteristic factor of torque-load K_m and the accommodation factor of speed ) of engine's power reserve property for bulldozer are mainly researched. It is pointed out that K_m and K_n can't comprehensively reflect engine's power reserve property. Therefore a new comprehensive evaluation criterion (power reserve factor K) of power reserve property is suggested and formulated. Through the compare and analysis of the transmission type of the present bulldozers, hydrostatic transmission and hydrodynamic transmission and their application in bulldozer are studied, and hydraulic bulldozer and hydro-mechanical bulldozer are contrasted and analyzed detailedly in structure, control, efficiency, traction property and manufacture cost etc. The key parameters of bulldozer, slip ratio, force-to-weight ratio and power-to-weight ratio, are researched. It is proved in theory that the selection of rated slip ratio of bulldozer has done with the transmission type of bulldozer. It is pointed out that the force-to-weight ratio and power-to-weight ratio of hydrostatic bulldozer is bigger than that of hydro-mechanical bulldozer, and with the increase of engine power, the force-to-weight ratio of both will decline. It is confirmed separately that the means of force-to-weight ratio and power-to-weight of hydrostatic bulldozer and hydro-mechanical bulldozer, which would be theoretical basis in design. Taking the hydrostatic bulldozer TQ160C as the prototype, the match theory of hydrostatic bulldozers are researched by both ways of theory and practice. Through the analysis on the data of traction property test, the parameter match of each grade of TQ160C, the match point of engine and the control signal of pumps and motors are studied.
引文
1 姚怀新、陈波编著．工程机械底盘理论[M]．人民交通出版社，2001
2 李太杰主编．工程机械底盘理论与性能[M]．人民交通出版社，1989
3 冯忠绪著．工程机械理论[M]．人民交通出版社，2004
4 杨景章主编．工程机械用内燃机[M]．水利电力出版社，1989
5 邱承宗主编．工程机械用内燃机[M]．电力工业出版社，1981
6 刘永长．内燃机原理[M]．．华中理工大学出版社，1992
7 南京林产工业学院．内燃机与林用车辆理论[M]．中国林业出版社，1982
8 姚怀新．工程车辆牵引动力学概述及其研究回顾[M]，2005
9 李希民、黄宗益．铲土运输机械设计[M]．机械工业出版社，1989
10 姚怀新．行走机械液压传动与控制[M]．人民交通出版社，2002
11 徐希民等．铲土运输机械设计[M]．北京：高等教育出版社，1987
12 姚怀新．工程车辆液压动力学中关键问题的分析研究[M]，2005
13 王春行．液压伺服控制系统[M]．北京：机械工业出版社，1984
14 王春行．液压控制系统[M]．北京：机械工业出版社，2000
15 宋建安等．液压传动[M]．西安：西安公路学院，1992
16 焦生杰．现代筑路机械电液控制技术[M]．北京：人民交通出版社，1998．
17 焦生杰等．工程机械机电液一体化[M]．北京：人民交通出版社，2000．
18 杨叔子等．机械工程控制基础[M]．武汉：华中科技大学出版社，2002
19 李福义．液压技术与液压伺服系统[M]．哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，1992．
20 易小刚、焦生杰等．全液压推土机关键技术参数研究．中国公路学报，2004，(2)，119～123
21 张天琦．我国推土机的发展现状与因对策略．交通世界，2001，(6)，39～43
22 赵昱东．履带式推土机发展现状和趋势．建筑机械化，1999，(5)，12～14
23 刘正富．全液压推土机关键技术参数研究．长安大学硕士论文，2004
24 王爱梅．工程机械用柴油机的工作特点．山西建筑，2001，(4)，131～132
25 武金龙．浅谈工程机械用柴油机的一些特点．柴油机，2001，(4)，49～50
26 李昌信、陈志文．斯太尔工程机械用柴油机的开发．现代动力与工程机械， 2000(13)，42～43
27 孙祖望等．发动机动态性能的模拟试验．技术汽车运输研究，1988，(4)，83～89
28 冯忠绪．负荷波动造成柴油机功率下降原因初探．小型内燃机，1987，(2)，26～29
29 孙祖望，孙树仁等．履带推土机牵引动力学的试验研究，工程机械，1983．2：24～32
30 陆明等．内燃机动力特性的一个新评价指标．柴油机，1999，(1)，16～20
31 杨人凤等．扭矩适应系数对发动机动态性能影响的试验研究．工程机械，1997，(3)，8～10
32 柴保明等．发动机整机性能的综合评价．内燃机学报，2002，(1)，67～70
33 徐方大等．柴油机速度及扭矩特性的探讨．江苏理工大学学报(自然科学版)，1999，第20卷第4期，45～48
34 高国珍等．改善柴油机扭矩特性的探讨．南昌大学学报(工科版)，2003，第25卷第2期，82～87
35 孙崎等．工程机械用柴油机高原运行性能的研究．内燃机工程，2001，第22卷第2期，34～42
36 徐卫民等．6135柴油发动机动态性能试验．西北建筑工程学院学报，1998，(3)，44～48
37 胡官卓、孙少军．WD618柴油机结构性能综述．重型汽车，1997，(4)，13～16
38 贺建军．柴油发动机的现场性能检测．山东内燃机，2001，(3)，28～33
39 杨建华、唐维新．柴油机性能的研究方法．内燃机，2002，(4)，26～28
40 宋绍山．工程机械用增压柴油机的性能分析．筑路机械与施工机械化，1999，(5)，17～19
41 王晓放．提高车用增压柴油机低速扭矩性能的试验研究．大连理工大学学报，1996，第37卷第1期，122～124
42 陈湘宁．小功率柴油机扭矩特性的分析与改进．车用发动机，1997，(6)，10～13
43 易小刚．全液压推土机液压与控制系统研究．长安大学博士论文，2004
44 赵英利．推土机传动系统形式与应用．森林工程，2002，(5)，29～30
45 黄宗益．推土机传动系统形式与应用．筑路机械与施工机械化，1997，(6)，20～22
46 董宝田等．液力传动和静液压传动牵引车的性能对比．工程机械，2001(11)，10～16
47 于英等．飞机牵引车静压与液力传动的特点分析．专用汽车，2001(2)，3～5
48 王意．车辆及各种行走机械用液压传动与控制技术的发展趋势(一、二)．工程机械与维修，1997
49 王意．行走机械液压传动驱动技术发展大观．液压气动与密封，2000
50 李冰．液压传动工程机械牵引性能参数合理匹配条件初探．工程机械，1995
51 姚怀新．车辆液压驱动系统的控制原理及参数匹配．中国公路学报，2002
52 http://www.sany.com.cn三一重工
53 http://www.cnyishan.com天津建筑机械厂
54 http://www.hcmgiec.com黄河工程机械厂
55 http://www.shantui.com山推工程机械股份有限公司
56 http://www.hbxg.com河北宣化工程机械股份有限公司
57 http ://www.nmgyj.com中国兵器 内蒙古第一机械制造集团公司
58 http://www.sxamp.com/中国公路工程机械网
59 http://www.cat.com/cda/layout?m=8703&x=7卡特匹勒
60 http://www.deere.com约翰．迪尔
61 http://www.licbherr.com.cn利渤海尔
62 http://www.cnki.net中国期刊论文检索中心
2 李太杰主编．工程机械底盘理论与性能[M]．人民交通出版社，1989
3 冯忠绪著．工程机械理论[M]．人民交通出版社，2004
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32 柴保明等．发动机整机性能的综合评价．内燃机学报，2002，(1)，67～70
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40 宋绍山．工程机械用增压柴油机的性能分析．筑路机械与施工机械化，1999，(5)，17～19
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43 易小刚．全液压推土机液压与控制系统研究．长安大学博士论文，2004
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45 黄宗益．推土机传动系统形式与应用．筑路机械与施工机械化，1997，(6)，20～22
46 董宝田等．液力传动和静液压传动牵引车的性能对比．工程机械，2001(11)，10～16
47 于英等．飞机牵引车静压与液力传动的特点分析．专用汽车，2001(2)，3～5
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49 王意．行走机械液压传动驱动技术发展大观．液压气动与密封，2000
50 李冰．液压传动工程机械牵引性能参数合理匹配条件初探．工程机械，1995
51 姚怀新．车辆液压驱动系统的控制原理及参数匹配．中国公路学报，2002
52 http://www.sany.com.cn三一重工
53 http://www.cnyishan.com天津建筑机械厂
54 http://www.hcmgiec.com黄河工程机械厂
55 http://www.shantui.com山推工程机械股份有限公司
56 http://www.hbxg.com河北宣化工程机械股份有限公司
57 http ://www.nmgyj.com中国兵器 内蒙古第一机械制造集团公司
58 http://www.sxamp.com/中国公路工程机械网
59 http://www.cat.com/cda/layout?m=8703&x=7卡特匹勒
60 http://www.deere.com约翰．迪尔
61 http://www.licbherr.com.cn利渤海尔
62 http://www.cnki.net中国期刊论文检索中心