概述
随着现代工业发展的宏大画卷中,工程机械无疑是浓墨重彩的一笔。从高楼大厦的崛起,到城市基础设施的完善,再到各类资源开采与大型项目建设,工程机械都扮演着不可替代的角色。而驱动系统,作为工程机械的核心组成部分,犹如其 “心脏”,决定着机械的动力性能、工作效率以及适用范围等关键因素。深入探究工程机械的驱动分类,不仅有助于我们理解不同类型工程机械在不同应用场景中的独特优势与局限,更能为行业的技术创新、产品选择与市场发展提供精准的指引
以下,将详细阐述各类工程机械驱动的特性和魅力。
液压传动驱动
特点 利用液压泵将发动机的机械能转换为液体的压力能,再通过液压马达或液压缸将液体的压力能转换为机械能,驱动工作装置或使工程机械行走 。具有无级调速、操纵轻便、功率质量比大、易于实现过载保护等优点,但存在液压油泄漏、系统发热等问题,广泛应用于挖掘机、装载机、推土机等多种工程机械。
比如三一重工SY375H大型液压挖掘机,整机工作质量37500kg,适合中大型工程作业,挖掘力强,工作效率高。
机械传动驱动
特点是 依靠齿轮、链条、蜗杆等机械零件组成的传动装置来进行能量传递和转换,实现机械的传动和运动。特点是结构简单、工作可靠、效率高、维修方便,但质量大、传动比不准确、难以实现无级调速,一般用于中小型工程机械,如小型装载机、平地机等
比如鼎盛重工 PY180H 平地机是中国平地机第一品牌,世界上最大的三大平地机生产基地之一,产品涵盖从120马力到350马力多种规格,
特点 以液力变矩器或液力耦合器来代替机械传动中的离合器或部分齿轮传动,兼具液力传动和机械传动的优点。液力变矩器能够根据外界负荷的大小自动改变涡轮轴上的输出转矩,使工程机械在各种复杂工况下平稳起步和加速,并具有一定的无级变速功能,常用于大型工程机械,如重型装载机、压路机等
比如徐工集团的 ZL50G 装载机采用液力机械传动,其传动系统由液力变矩器和机械式变速箱组成,能根据负荷大小自动调整速度与扭矩,适应高速小扭矩行驶和低速大扭矩作业工况,即使遇到较大阻力,速度降为零,发动机也不会熄火,性能稳定可靠。
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直流电机驱动 :通过斩波控制器调整脉冲接通时间与脉冲周期的比值,控制电机的电枢电压或励磁绕组电压,实现恒功率弱磁调速。具有控制精度高、调速范围广等优点,但电机结构相对复杂,维护成本较高 |
交流感应电机驱动 :常用的控制方案有 VVVF 和 FOC。VVVF 通过对电机的电压及供电频率进行调整改变电机的转速,FOC 则借助磁场定向矢量变换方法对电机的转速进行控制。交流感应电机具有结构简单、体积小、质量小、成本低、运行可靠、噪声低等优点 |
开关磁阻电机驱动 :具有较多的可控参数,调速范围宽。其结构简单、运行可靠、效率高,尤其在低速和高转矩工况下性能优越,但电机的转矩波动较大,控制难度相对较高。 |
永磁同步电机驱动 :具有较强的可靠性,气隙较小,能保证电机的恒速运转,常采用自我控制的方式。永磁同步电机驱动系统效率高、功率密度大、控制精度高,但永磁体材料成本较高,且存在退磁风险。 |
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油电混合 :采用电动机 / 发电机来驱动回转齿轮,回转制动时将动能转化为电能。这种驱动方式可有效降低油耗和排放,提高燃油经济性,同时具备纯电驱动模式,能减少噪音和振动 |
油液混合 :沿用传统的液压回转马达,在回转制动时液压马达作液压泵用,将能量储存到液压蓄能器中。该方式能够在一定程度上回收和利用制动能量,提高能量利用率,但系统相对复杂,成本较高 |
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纯电动驱动 :以电池作为能量源,通过电机驱动工程机械运行,具有零排放、低噪音、能量转换效率高等优点,但目前受限于电池的续航里程和充电设施等问题 |
氢燃料电池驱动 :氢燃料电池将氢气和氧气的化学能直接转换为电能,为电机提供动力。其优点是续航里程长、加氢时间短、零排放,但目前氢燃料电池的成本较高,加氢基础设施尚不完善
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转载来源:“华若汀非道路机械”微信公众号
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