國產(chǎn)裝載機(jī)主要采用以下3種變速器,。占主導(dǎo)地位的變速器是：雙渦輪4元件變矩器+2進(jìn)1退行星式變速器(為了說明方便，稱為變速器A),。高檔裝載機(jī)中主要是采用德國ZF公司(進(jìn)口或柳州合資生產(chǎn))的變速器：單渦輪3元件變矩器+4進(jìn)3退定軸式變速器(為了說明方便,，稱為變速器B),。部分裝載機(jī)廠家或部分產(chǎn)品采用的國產(chǎn)變速器：單渦輪3元件變矩器+4進(jìn)4退,，4進(jìn)2退或3進(jìn)3退定軸式變速器(為了說明方便,，稱為變速器C)。 7 \$ ]; l+ ?; t: W
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變速器A因有超越離合器自動對變矩器的I渦輪和Ⅱ渦輪進(jìn)行動力整合輸出,，使變矩器能實現(xiàn)重載和輕載兩種工況的自動轉(zhuǎn)換,，實際上此種變速器具有4進(jìn)2退的擋位，因此采用雙渦輪4元件變矩器可減少變速器的擋位數(shù),，簡化變速器的結(jié)構(gòu),，尤其是可簡化變速操縱機(jī)構(gòu),，只用1根變速手柄即可實現(xiàn)所有換擋和換向操作。圖1為此種變速器的傳動簡圖,。雙渦輪4元件變矩器變矩比大(失速變矩比K0可達(dá)4以上),，高效區(qū)寬(有雙高效區(qū))。圖2為雙渦輪4元件變矩器變矩比K和效率刀曲線,。變速器A因有超越離合器自動對變矩器的I渦輪和Ⅱ渦輪進(jìn)行動力整合輸出,，使變矩器能實現(xiàn)重載和輕載兩種工況的自動轉(zhuǎn)換，實際上此種變速器具有4進(jìn)2退的擋位,，因此采用雙渦輪4元件變矩器可減少變速器的擋位數(shù)，簡化變速器的結(jié)構(gòu),，尤其是可簡化變速操縱機(jī)構(gòu),，只用1根變速手柄即可實現(xiàn)所有換擋和換向操作。圖1為此種變速器的傳動簡圖,。雙渦輪4元件變矩器變矩比大(失速變矩比K0可達(dá)4以上),，高效區(qū)寬(有雙高效區(qū))。圖2為雙渦輪4元件變矩器變矩比K和效率刀曲線,。 1 V* {( U! S& [3 l6 @3 n& Y
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變速器A因有超越離合器自動對變矩器的I渦輪和Ⅱ渦輪進(jìn)行動力整合輸出,，使變矩器能實現(xiàn)重載和輕載兩種工況的自動轉(zhuǎn)換，實際上此種變速器具有4進(jìn)2退的擋位,，因此采用雙渦輪4元件變矩器可減少變速器的擋位數(shù),，簡化變速器的結(jié)構(gòu)，尤其是可簡化變速操縱機(jī)構(gòu),，只用1根變速手柄即可實現(xiàn)所有換擋和換向操作,。圖1為此種變速器的傳動簡圖。雙渦輪4元件變矩器變矩比大(失速變矩比K0可達(dá)4以上),，高效區(qū)寬(有雙高效區(qū)),。圖2為雙渦輪4元件變矩器變矩比K和效率刀曲線。 3 B4 @8 q% ^- K. F9 z
經(jīng)過多年的發(fā)展,，雙渦輪4元件變矩器的設(shè)計和工藝都已被各生產(chǎn)廠家所熟練掌握,，基本上沒有大的故障點存在，但小故障較多,。2進(jìn)1退行星式變速器結(jié)構(gòu)簡單,，維修易學(xué)，裝載機(jī)維修人員經(jīng)過短期培訓(xùn)就能上崗,，不需要專門工裝即可就地維修,，并且配件充足，能盡快地修復(fù)機(jī)器而不耽誤工程進(jìn)度,。此變速器采用機(jī)械--液壓變速方式,，通過機(jī)械方式直接操縱變速操縱閥進(jìn)行變速操作,。由于超越離合器的作用使重載和輕載工況自動轉(zhuǎn)換，使此變速器的變速操作只需Ⅱ擋,、I擋,、空擋、倒擋四個位置,，因此只要1根變速操縱桿就能實現(xiàn)變速器的換擋和換向操作,。但國內(nèi)生產(chǎn)的2進(jìn)1退行星式變速器有點粗制濫造，有的齒輪熱處理后不再執(zhí)行齒面強(qiáng)化和磨齒等工藝程序,，加工設(shè)備相對較落后,、陳舊，材質(zhì)相對較差,，工裝,、刀具水平不高，熱處理工藝落后,，物流過程控制差造成零件磕碰,、臟污、野蠻裝配等,，這些現(xiàn)象的存在造成此變速器故障點較多,、發(fā)生故障的頻率較高，嚴(yán)重?fù)p害了國產(chǎn)裝載機(jī)的聲譽(yù),。2進(jìn)1退行星式變速器主要產(chǎn)生的故障有：超越離合器損壞(造成變矩器不能輸出重載工況),、太陽輪或行星輪崩齒、倒擋行星軸竄動切斷止動墊圈,、一擋行星軸竄動切斷止動盤或螺栓,、軸承損壞、一倒擋摩擦片磨損或被剃齒,、密封圈漏油或損壞,、變速泵損壞、變速操縱閥卡閥或損壞,、濾油器堵塞或損壞,、油管破損、彈簧失效或斷裂等等,。 ' c: W$ j/ R- D5 L9 y
圖1 變速器A傳動簡圖 2 G& Q# E5 A9 ^( a9 @1 p
7 U+ |0 Q/ `0 ?- j圖2 雙渦輪四元件變矩器變矩比K,、效率η曲線 . T% V u! _' X6 G" Y! p f
變速器B是一種比較可靠的變速器，圖3為ZF4WG200變速器的傳動簡圖,。此變矩器的特點是采用沖焊型一體機(jī)芯,，結(jié)構(gòu)緊湊，但導(dǎo)輪座上沒有擋圈對導(dǎo)向輪進(jìn)行卡位,，因此翻轉(zhuǎn)變速器時有可能使變矩器機(jī)芯掉落出來,。相對雙渦輪變矩器,，單渦輪變矩器變矩比要小些(失速變矩器比K0一般小于4，如ZFWG200的K0值為2.55),，高效區(qū)要窄些(只有單高效區(qū)),。% ?: l: W' \4 u9 U3 Y% D6 `" U: I
圖4為ZF4WG200變速器的變矩比K和效率η曲線。此變速器的特點是除了輸入和輸出軸,，其它中間軸都是固定不轉(zhuǎn)的,；變速泵采用效率較高的內(nèi)嚙合齒輪泵，并且安裝在殼體內(nèi),；材質(zhì)特殊訂制,，采用壓淬等熱處理新工藝，齒輪采用磨齒和齒面強(qiáng)化處理等,，關(guān)鍵零件均為進(jìn)口,，加工設(shè)備、工裝,、刀具等比較先進(jìn)(如殼體采用進(jìn)口加工中心進(jìn)行加工)，生產(chǎn)環(huán)境整潔,，裝配采取先進(jìn)的工藝,、工裝。換擋控制采取電子--液壓動力換擋,，只需1根電子換擋手柄就能實現(xiàn)換向和換擋操作,，并且在換擋手柄端設(shè)置有能實現(xiàn)從2擋到1擋的強(qiáng)制換擋KD鍵。圖5為其電子換擋手柄,，推動手柄能進(jìn)行換向操作(并且能空擋鎖止以策安全),，轉(zhuǎn)動手柄可完成換擋操作。由于變速手柄與變速操縱閥之間是電線連接,，因此安裝布置非常方便,，并且可方便采用可調(diào)方向機(jī)，使駕駛操縱個性化,。由于采用電腦控制換擋裝置,，因此除了實現(xiàn)4進(jìn)3退之外，能很容易實現(xiàn)6進(jìn)3退,，擴(kuò)展了變速器的使用范圍,。變速操縱閥設(shè)有平穩(wěn)結(jié)合閥，使變速器的變速過程平穩(wěn),、少沖擊,。但是，影響到此變速器推廣普及的最大障礙是：1)售價高,。因結(jié)構(gòu)緊湊,，要求好的材質(zhì)和熱處理工藝,；因精度要求高，需要先進(jìn)的設(shè)備和制造工藝,，制約產(chǎn)量的提升,。2)配件市場投放量難以與變速器A相比，且價格高,，有相當(dāng)數(shù)量的配件需進(jìn)口,。3)維修需專門工具和場地，不能和變速器A一樣就地維修,，這就會增加維修成本和可能影響工程進(jìn)度,。4)維修保養(yǎng)要比變速器A嚴(yán)格得多。 ( Q. C) _ m* c7 g
變速器C是一種少數(shù)廠家和少數(shù)產(chǎn)品使用的變速器,。國內(nèi)在單渦輪3元件變矩器上的研究,、投入和產(chǎn)出上相對雙渦輪4元件變矩器要少得多。對于單渦輪3元件變矩器,，國內(nèi)做得較好的是陜西航天動力高科技股份公司生產(chǎn)的用于ZP 4WG200變速器的單渦輪3元件變矩器機(jī)芯,，它是經(jīng)過德國ZF公司認(rèn)證后專門給柳州ZP公司配套的。由于國內(nèi)在材質(zhì),、制造設(shè)備及工藝,、熱處理技術(shù)及工藝、裝配技術(shù)及工藝,、物流管理,、生產(chǎn)環(huán)境、人員素質(zhì)等各個方面與國外有較大的差距,，因此與變速器B(從技術(shù)和質(zhì)量上)相比還有較大差距,。從裝配和拆卸上沒有變速器A方便，尤其是配件充裕度沒法與變速器A相比,。但與變速器A相比,，變速器C故障點較少，最典型的故障是漏油造成離合器油壓過低,，使摩擦片過度磨損,，甚至燒結(jié)離合器。如配油蓋有斑疤或疏松等鑄造缺陷造成油封環(huán)損壞或者活塞上的油封環(huán)損壞都能造成離合器油壓過低,。長期低油壓工作會對動力換擋變速器造成較大的危害,，應(yīng)盡量避免。
[img]file:///C:/Documents%20and%20Settings/user/Local%20Settings/Temp/Rar$EX49.782/國產(chǎn)裝載機(jī)變速器現(xiàn)狀及研發(fā)預(yù)測%20-%20中國研發(fā)管理網(wǎng)[ChinaRDM_com]創(chuàng)新與研發(fā)管理.files/2006928152745174.jpg[/img]/ ^0 I* K- J7 [5 M* a3 ?
圖6為山工50型變速器,，它由單渦輪3元件變矩器和4進(jìn)4退定軸式變速器組成,。該變速器是4自由度變速器，每個擋位需結(jié)合3個離合器,，因此需3根變速操縱桿：1根換向操縱桿(對F和R離合器),，1根換擋操縱桿(對F1,，3和F2，4離合器),，還有1根高低擋操縱桿(對滑套HL),。因此變速操縱非常麻煩，這是此變速器的最大缺陷,。
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圖7為淄博凱特生產(chǎn)的PZl33變速器,，它由單渦輪3元件變矩器和3進(jìn)3退定軸式變速器組成，該變速器是3自由度變速器,，每個擋位需結(jié)合3個離合器,，因此需2根變速操縱桿：1根換向操縱桿(對F和R離合器)，1根換擋操縱桿(對L1,、L2和L3離合器),。此變速器可配置于15型、18型和30型裝載機(jī)上,，典型的故障有波形彈簧斷裂(如采用螺旋彈簧作為活塞的回位彈簧則能較好地解決這個問題),。 5 B8 r' T/ {+ ^$ r) G" {3 l# m
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變速器C一般采用3自由度變速器(很少采用3個以上自由度)，每個擋位需結(jié)合2個離合器,，采用機(jī)械--液壓動力變速方式時,，需要2根變速操縱桿：1根進(jìn)行換向操縱，1根進(jìn)行換擋操縱,。為了簡化結(jié)構(gòu)，一般采用軟軸操縱,，但軟軸空行程較大,，難以精確控制行程，因此操縱手柄難以用卡槽限位,，使換擋操作沒有空間鉸接變速機(jī)構(gòu)(如變速器A)那么清晰準(zhǔn)確,，甚至有可能造成誤掛擋位。因變速操縱桿系太多,，不僅增加空間布置的難度,，也增加了司機(jī)操縱的難度，增加司機(jī)勞動強(qiáng)度,，因此采用電子--液壓變速方式是最好的選擇,。2國產(chǎn)裝載機(jī)對變速器的要求2.1高可靠性
由于國產(chǎn)變速器故障率較高，因此市場對此意見最大,。減少變速器故障點,，提高變速器的可靠性是最重要和最迫切的任務(wù)。
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2.2價格應(yīng)該有優(yōu)勢
中國制造的產(chǎn)品,，不管在國內(nèi)市場,，還是在國際市場,，價格都是競爭的法寶。況且,，私人購機(jī)的比例越來越高,，因此沒有價格優(yōu)勢的產(chǎn)品在今天競爭異常激烈和微利的裝載機(jī)行業(yè)是沒有前途的。因此,，變速器A會在較長時期內(nèi)繼續(xù)擔(dān)當(dāng)主要角色,，但需各廠家努力提高產(chǎn)品的質(zhì)量，降低產(chǎn)品的故障率,。 : c1 Q1 ]4 O) t5 o
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2.3操縱應(yīng)簡單,、快捷 ; h; r1 \1 S- d- |1 C* ~
盡量采用1根變速操縱桿，最多不超過2根變速操縱桿,，以便于空間布置和減輕司機(jī)勞動強(qiáng)度,，提高勞動效率。
2.4維修方便,，配件充足
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維修應(yīng)該是方便的,，經(jīng)過培訓(xùn)后，廣大維修人員應(yīng)該能很快掌握維修技術(shù),。能就地或在附近維修點維修,，不需要或盡量減少專門的維修工具，并且配件應(yīng)該是充足的,�,？傊兯倨靼l(fā)生故障后應(yīng)能盡快修復(fù),，避免影響工程進(jìn)度,。 5 {3 k, @, a! r. l
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3國產(chǎn)裝載機(jī)變速器發(fā)展預(yù)測 " F6 F/ P. H6 ^5 y6 }8 c
變速器A用了這么多年，可靠性一直是難以解 決的大難題,，解決變速器可靠性是變速器研發(fā)的首要目標(biāo),，電子化變速操縱(電子--液壓動力換擋和自動換擋)也一直是國際變速器發(fā)展的方向。所以研發(fā)符合中國國情的變速器應(yīng)該是我們優(yōu)先考慮的,。
3.1采用類似于變速器C的結(jié)構(gòu) 2 s q- b* ?! A; A, K0 Y! A
變速器A的行星變速器中行星輪架懸臂支撐,，內(nèi)齒輪徑向浮動(沒有軸承定位)、齒輪輪齒比較寬,、倒擋行星輪架和1擋內(nèi)齒輪軸向浮動(只靠摩擦片限位),、行星輪易軸向竄動，這些結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生異常的軸向力使變速器產(chǎn)生故障,。另外,，由于制造方面的誤差，也會使超越離合器等零部件發(fā)生故障。并且各個擋位總成都裝在1根軸線上,，因此誤差會影響到其它零件,，軸向力也會傳遞到其它零件上。
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定軸式變速器每根軸上的零件都能準(zhǔn)確定位,，并且誤差不會累積到另一根軸上,，故障要比行星式變速器少。從可靠性來看,，定軸式變速器是比較理想的,，現(xiàn)在國外裝載機(jī)普遍采用定軸式變速器。采用多擋位定軸式變速器后,，不再需要采用雙渦輪4元件變矩器來增加擋位,，也就不再需要超越離合器來整合兩個渦輪的動力輸出，而采用結(jié)構(gòu)相對簡單的單渦輪3元件變矩器,。 : G5 ^6 p6 u. {
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3.2變速操縱桿采取1根或2根 . ?, M7 J$ T3 h" x! ?# e. a+ J# ?
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為提高產(chǎn)品的檔次,，變速器采用電子--液壓動力換擋或自動換擋，可采用類似于ZF的電子操縱手柄(圖5)實現(xiàn)換向和換擋操作,。為降低成本,，變速器采用機(jī)械--液壓動力換擋時，可采用2根變速操縱桿：1根實現(xiàn)換向,，另1根實現(xiàn)換擋操作,；或采用類似于CAT 966E的操縱桿實現(xiàn)換向和換擋操作(動作類似于ZF電子手柄)，但機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜,，且需變速操縱閥操縱力比較小,。
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3.3高端產(chǎn)品使用相當(dāng)于ZF這樣的產(chǎn)品 / B( h; h F/ G. B8 j6 K
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我們還需裝備類似于ZF這樣高質(zhì)量的變速器，以滿足特殊用戶和特殊用途的要求,。以我們目前的條件暫時還達(dá)不到完全國產(chǎn)化生產(chǎn)這樣的產(chǎn)品,，因此也可以使用進(jìn)口變速器滿足我們整機(jī)的高要求。 q3 ]1 s$ y7 z9 I
發(fā)布者：詹永紅 來源：hc360慧聰網(wǎng) 點擊： 142 發(fā)表日期：2006-09-28