

[ 第三章 ]
车辆与行走机械应用静液压驱动技术的发展历程
路面施工机械
路面施工机械或称筑路机械,现在也已成为应用静液压驱动技术的大户。在中国的规模越来越大、延伸越来越远的高速公路和其他现代化道路的施工现场,人们所看到的各种路面施工机械几乎都广泛采用了静液压驱动技术。
前一期我们一起学习过静液压驱动技术在装载机产品上的应用与发展。
今天,我们继续王意教授《车辆与行走机械的静液压驱动》一书第三章的研读之旅,了解静液压传动技术在路面施工机械产品上的应用与发展情况。
振动压路机
与传统的仅靠机体重量压实地面的静压压路机仍然主要采用纯机械传动方式不同,除了一些简单廉价的机型外,现代大、中、小各型振动压路机大部分都是静液压驱动的。
这源于两方面的原因:
第一是性能方面。
振动压路机的作业工艺决定了其速度和振动装置的振频和振幅需要协调配合才能满足压实质量,尤其是双轮压路机在精压高等级路面时,需要具备平稳连续的调速与柔和迅捷的换向行驶,否则会造成局部凹陷而难以达到平整度指标。
具有无级变速能力的静液压驱动装置能较好地满足这些要求,并为进一步实现振动参数与行进速度的自动联调创造了条件。
第二是布局结构方面。
振动压路机的主要工作部件是内部装有激振装置的钢轮,为了尽可能地减小漏压区,钢轮占据了机体宽度的很大部分。
对于装有非驱动型钢轮的较老式的单钢轮型压路机来说,采用离合器、手动换挡变速箱和传动轴等向后驱动桥传输动力在布局上没有什么困难,这也是此类压路机仍可以保留传统习用的纯机械传动的原因;
但是对于带有驱动型钢轮的高性能单钢轮振动压路机,特别是发动机横置的双钢轮和四钢轮振动压路机来说,机械传动装置就很难布置,而能够用柔性管道经过狭窄的侧面支架向钢轮中的液压马达输送动力的静液压驱动装置几乎成了不二选择。
加之压路机的激振装置大都也是液压传动的,在布局和控制上两者能够互相协调,相得益彰。
随着对路面质量和生产率的要求不断提高,单钢轮压路机在振动钢轮中加装行走驱动马达的方式已由作为辅助驱动的选项进一步发展到了在整个作业过程中与后桥轮胎分摊推进力的标准配置,这样的配置使得能够将更大部份的机重分配到实际做功的振动钢轮上并因之提高压实效率。
装备有先进电子控制装置的静液压全轮驱动的振动压路机能自动控制激振装置的频率与振幅,使其与实时行走速度优化协调而保证高质量的作业,不会由于换向时较长时间的原地激振引起路面局部下陷。这已经日益成为各国高端振动压路机产品的主流。
另一方面,有关压路机的最新安全规范要求保证压路机的驾驶员具有更好的向前和向后观察的视野,如应能看到距压路机前、后缘1m远、离地面高1 m 的物体。
对于单钢轮压路机而言,这意味着需要减小后轮上发动机罩对于驾驶员后视野的遮挡。采用静液压驱动后,可以将动力舱中的发动机以风扇和冷却水箱朝前的方式布置,利用安装有变量液压泵的飞轮壳与发动机缸体部分的高度差使机罩顶盖向后下方倾斜,对于改善后视野有利。
另一个可能的方案是用两台液压马达分别驱动左、右后驱动轮以取代中间有凸起的“牙包”(主减速器壳体)的后驱动桥,所节省出来的空间可使发动机位置整体下降。
中国在20世纪80年代间已引进了Bomag(宝马)、Dynapac(迪纳帕克)、和Vibromax(韦伯马克斯)等几家国际上著名的压路机制造厂的整机制造技术,并在此基础上陆续开发出了自己的产品。
国际著名的工程机械公司Ingersoll-Rand还在无锡建立了合资生产液压传动的压路机的工厂。现在,徐工、三一、一拖、江麓机械厂、常林、山东公路机械厂、云南公路机械厂、厦工、柳工和龙工集团等多家企业均有生产和开发静液压驱动的振动压路机的能力。
国内近年来基础设施建设规模的扩大,特别是大量高等级公路网的建设,对促进国产液压驱动的高性能压路机的迅速发展起到了明显的促进作用(图3-60)。
同样是基于传动布局和提高作业质量方面的原因,用于高等级路面表层精压的非振动轮胎压路机很多也采用了静液压驱动装置。



图3-60 国产静液压驱动振动压路机的风采
a)在云南高速公路上作业的洛阳建筑机械厂制造的双钢轮振动压路机
b) 徐工集团制造的四钢轮振动压路机
c)展会上的压路机群
摊铺机及其他路面施工机械
对于诸如稳定土拌和机、沥青或混凝土摊铺机、路面铣刨机、路面材料再生机等许多筑路和养路机械,由于作业时需要维持一个稳定的并能承受双向推进力(驱动轮产生的正推进力和切削工具产生的负推进力),并且常常是很低的行进速度,加之在众多工作部件的夹缝中设置大跨距的行走装置的传动系统上存在着种种困难,采用静液压驱动装置实际上几乎已经是唯一的选择。
除了广泛用于驱动行走装置外,鉴于静液压驱动装置在带载调速和换向性能、布局灵活性和抗过载保护能力等方面所具备的优点,它也被大量用于驱动上述机械的旋转工作部件(图3-61)。


图3-61 路面摊铺机
高精度高效率的沥青路面摊铺机上从行走装置到几乎所有工作部件都采用了液压传动和控制技术以及大量的激光和电子设备,在保证了高质量施工的同时对人工的需求降到了最低.
中国洛阳、西安、镇江、徐州和济南等地的一些工厂,在借鉴参考国外引进技术的基础上,已基本掌握了大量应用静液压驱动装置的产品制造和开发技术(图62)。


图3-62 路面材料现场冷再生机是具有特殊形态的静液压驱动行走机械,我国已可自主设计和制造此类设备
上图为徐工集团生产的机型
下图为山东公路机械厂生产的机型

问题1:路面施工机械成为
静液压驱动技术
应用大户的原因有哪些?
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2022/3
注明
以上内容引用或改编自王意先生著作《车辆与行走机械的静液压驱动》化学工业出版社,2014.
原文始发于微信公众号(波克兰液压):第三章 车辆与行走机械应用静液压驱动技术的发展历程
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