机械液压复合传动在清扫车上的应用
摘 要：介绍清扫车的两种传统的传动形式，并分析它们所存在的固有缺点。提出一种新的机液复合传动方案，机械液压复合传动克服双发和液压传动的缺点，能够在作业状态下实现无级变速，提高清扫效率和清扫质量。车辆还可以方便的转换为机械传动下的前进行驶和倒车，传动效率高，具有很高地发展前景。
关键词：道路清扫车 机械传动 液压传动 机械液压复合传动
中图分类号：U469.691 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）008-079-02
道路清扫车的使用大大提高了我国的环卫水平，减少了清洁工的劳动强度，路面清扫车不但可以清扫路面垃圾，而且还可以对道路上的空气介质进行除尘净化，既保证了道路的美观，维护了环境的卫生，又维持了路面的良好工作状况，减少和预防了交通事故的发生，延长了路面的使用寿命。
道路清扫车在作业时要求车速在5～10km/h，只有在发动机转速低的情况下才能满足作业速度的要求，但是工作装置却要求高转速，低速行驶的行车速度和高转速驱动的风机之间形成了很难调和的矛盾。为了解决上述矛盾，目前在实际应用中主要采用两种方案：一种是机械传动，就是在底盘上增加副发动机，为工作装置提供动力。另外一种就是采用全液压专用底盘，发动机直接连接液压系统，然后进行能量分配，一部分能量去进入后桥驱动车辆行驶，另一部分进入工作系统驱动清扫作业。但是这种形式动力特性较差，对路面状况要求高，其行驶系统造价昂贵一般只用于中小型清扫车。以上种种缺点限制了液压传动形式在我国的应用。目前我国清扫车广泛采用的是副发动机驱动工作装置。但是这种形式由于增加了副发动机，还必须配置发动机所需的相关附件和控制装置，增加了清扫车的制造成本。同时工作噪声大，工作油耗高造成使用成本也在增加。这种形式往往还会出现“大马拉小车”的现象。
由于全球控制排放等原因，在满足欧I到欧IV排放法规要求的过程中，中型清扫车底盘发动机的功率已经从57kW逐步上升到120kW以上，今后，国家对环卫等特种车辆将会执行更加严格的控制排放标准，如果要求清扫车车的副发动机也达到欧III或欧IV排放标准，清扫车的制造成本，油耗将面临更严峻的考验。针对以上问题，近些年来发展起来的机液复合传动形式能够满足要求。
1 机械-液压复合传动
机械液压复合传动主要由机械路，液压路，功率分汇流机构三部分组成，常见的机械液压复合传动机构可分成输入分流式和输出分流式两种基本形式，如图1所示。
图1（a）是输出分流形式传动，行星排在输出端起汇流作用；图1（b）是输入分流形式传动，行星排在输入端起分流作用。图中B，M分表表示液压泵和马达，X表示行星差动轮系，X可以是单排行星轮系或多排行星轮系组成。系统输入的动力一部分直接输入到差动轮系，为机械功率流。另一部分输入到液压泵B-液压马达M，为液压功率流，最后机械-液压汇合输出。输出分流式的传动比关系式为
机械液压复合传动是通过调节液压元件的排量在机械流给定的基础速度上实现连续的无级变速。在复合传动中机械功率流和液压功率流以相同的方向叠加输出，没有循环功率。图2为配置双发和单发的机械，液压功率流示意图。
2 机械液压复合传动在清扫车上的应用
下面举例介绍一种机械液压复合传动在清扫车上的应用。该方案采用机液复合传动方式，采用一台发动机，在不作业状态下采用机械传动方式，在车辆作业状态下采用机械传动和液压传动复合调节下驱动车辆行驶，实现无极调速。采用这种工作装置可以减少油耗，工作效率更高，同时减少了成本。为了实现目的，具体传动系统方案如图3所示。
在底盘前后传动轴之间安装专门设计的分动箱，箱体内安装有输入轴，行驶输出轴，作业输出轴，行走变量泵，定量马达，行星轮机构。分动箱上设置复合传动输出驱动行驶的变速换挡机构，满足在重污染和交通不便的地段，和在污染较轻交通便利顺畅的路段行驶的需要。
清扫车配置单发动机，采用机械液压复合传动系统，动力系统安装所占空间小，作业时，车辆以机液复合传动方式实现无级变速驱动行驶和作业，能同时以机械传动的方式实现清扫装置进行作业。行走时，切断液压功率流，以机械传动的方式驱动行走，行驶速度快。在行驶动力配置方面，机械功率占总功率的大部分，所需大功率的部分尽量采用机械传动，这样既提高了总体的传动效率又减少了油耗，降低了废气的排量。
图4为应用机械、液压复合传动技术与原双发动机配置时输出效率、功率及油耗的对比图。
3 结论
机械液压复合传动克服了双发和液压传动的缺点，能够在作业状态下实现无级变速，大大的提高了清扫效率和清扫质量。车辆还可以方便的转换为机械传动下的前进行驶和倒车，传动效率高。
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