車輛動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上車輛動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)國內(nèi)外概況及發(fā)展趨勢(shì)1. 發(fā)展現(xiàn)狀坦克車輛傳動(dòng)系統(tǒng)大體走過了定軸式機(jī)械傳動(dòng)、液力傳動(dòng)（或液力機(jī)械傳動(dòng)）、綜合傳動(dòng)三個(gè)發(fā)展階段。到目前為止，西方國家主要是美國、德國和英國現(xiàn)裝備的第三代主戰(zhàn)坦克采用綜合傳動(dòng)裝置約占裝備車總數(shù)的45%。帶閉鎖離合器的液力變矩器、多自由度行星變速機(jī)構(gòu)、液壓或復(fù)合的無級(jí)轉(zhuǎn)向、電液自動(dòng)操縱等多功能模塊集成的液力機(jī)械綜合傳動(dòng)裝置，不僅是當(dāng)前軍用履帶車輛的最佳傳動(dòng)型式，而且是21世紀(jì)初出現(xiàn)的新一代坦克車輛的基本傳動(dòng)型式，構(gòu)成今后一段相當(dāng)時(shí)期內(nèi)坦克車輛綜合傳動(dòng)的主流。此外，電傳動(dòng)是坦克車輛傳動(dòng)技術(shù)又一發(fā)展方向。坦克電傳動(dòng)研究的開始時(shí)間是

2、很早的，但目前正在研究中的坦克電傳動(dòng)和早期的電傳動(dòng)，在技術(shù)上有很大的不同。現(xiàn)代電傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展實(shí)在電機(jī)技術(shù)和電機(jī)控制技術(shù)以及機(jī)電一體化設(shè)計(jì)和綜合控制、動(dòng)力電池組管理與應(yīng)用等一系列現(xiàn)代技術(shù)集成發(fā)展的結(jié)果。表所示為幾種典型的系列化綜合傳動(dòng)裝置，履帶式和輪式。比較有代表性的傳動(dòng)系統(tǒng)如圖所示。20世紀(jì)80年代初期，美國開始了重型戰(zhàn)斗車輛“先進(jìn)的整體式推進(jìn)系統(tǒng)（AIPS）”的研制，使動(dòng)力艙體積現(xiàn)在已縮小到總體積的26%30%，傳遞功率達(dá)到11001200kW。（此段落為集中典型的傳動(dòng)系統(tǒng)介紹，補(bǔ)充圖中所示各傳動(dòng)系統(tǒng)的較詳細(xì)資料。）2001年，美國完成了基于M113的20t級(jí)電傳動(dòng)演示樣車的研究。樣車采用

3、一臺(tái)186kW的6缸直列柴油機(jī)，通過傳動(dòng)比為1:4.28的增速箱與一臺(tái)600V的180kW交流發(fā)電機(jī)連接，為電傳動(dòng)平臺(tái)提供電能。原理樣車裝配480V鉛酸蓄電池組，每個(gè)主動(dòng)輪配置一個(gè)220kW油冷高速感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。車輛最高速度為96km/h，加速時(shí)間056km/h只需要9s(列裝的最新型M113A3為27s)，車輛燃料消耗率為3.1km/L，最大行駛范圍達(dá)1120km，從Error! Reference source not found.顯示了其電傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的布置情況。從上世紀(jì)80年代中期開始，與磁電機(jī)公司合作開發(fā)出“倫克EMT1100傳動(dòng)裝置”，驅(qū)動(dòng)電機(jī)與一個(gè)雙速齒輪機(jī)構(gòu)相連，通過一根橫軸直接

4、、高效地在兩側(cè)主動(dòng)輪之間傳遞，提供行駛所需大部分功率；轉(zhuǎn)向電機(jī)只需提供轉(zhuǎn)向所需的小部分功率，因而可以保持較小的尺寸。為滿足重型坦克電傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展需求，德國倫克公司于2006年7月推出如Error! Reference source not found.所示的電力機(jī)械復(fù)合傳動(dòng)裝置REX，是在HSWL106傳動(dòng)的基礎(chǔ)上改裝而成，集成了機(jī)械傳動(dòng)和電傳動(dòng)兩者的優(yōu)點(diǎn)。該裝置安裝在內(nèi)燃機(jī)與液力機(jī)械傳動(dòng)裝置之間，由行星機(jī)構(gòu)耦合器、兩臺(tái)盤式發(fā)電/電動(dòng)機(jī)組成，該系統(tǒng)計(jì)劃將用于30t級(jí)履帶式車輛。幾種典型的系列化綜合傳動(dòng)裝置（履帶式）阿里遜公司X系列X-200X-300X-700X-1100適用車重 （t）91

5、815305060發(fā)動(dòng)機(jī)功率 (kW)1884045881100ZF公司LSG系列LSG1000LSG1500LSG2000LSG3000適用車重 （t）16223560發(fā)動(dòng)機(jī)功率 (kW)250370430550880倫克公司HSWL系列HSWL096HSWL106HSWL186HSWL290適用車重 （t）18254060發(fā)動(dòng)機(jī)功率(kW)1503702205153708106601250幾種典型的系列化綜合傳動(dòng)裝置（輪式）阿里遜公司H（M）D系列MD3060（MD3560）MD3066HD4060（HD4560）功率（kW）224268391ZF公司HP系列HP500HP590HP600

6、功率（kW）210240320倫克公司HS系列HS106HS127HS126HS206HS226HS227功率（kW）370410460470580510先進(jìn)的整體式推進(jìn)系統(tǒng)（AIPS）歐洲動(dòng)力機(jī)組ESM500綜合傳動(dòng)裝置HSWL284綜合傳動(dòng)裝置HSWL295綜合傳動(dòng)裝置基于M113的20t級(jí)電傳動(dòng)演示樣車倫克EMT1100傳動(dòng)裝置圖 Error! No text of specified style in document.1 REX傳動(dòng)裝置及臺(tái)機(jī)試驗(yàn)2. 發(fā)展特點(diǎn)1) 機(jī)構(gòu)上從簡(jiǎn)單逐漸發(fā)展到復(fù)雜，成為高級(jí)的機(jī)械技術(shù)產(chǎn)品；2) 從單點(diǎn)嚙合的固定軸齒輪傳動(dòng)逐漸發(fā)展到多點(diǎn)嚙合的行星齒輪傳動(dòng)；3

7、) 換檔的結(jié)合從剛性的結(jié)合發(fā)展為摩擦結(jié)合，使中斷動(dòng)力換檔發(fā)展為動(dòng)力換檔；4) 操縱裝置逐漸由機(jī)械式、液壓式發(fā)展為電液式。5) 傳動(dòng)功率逐漸從小功率發(fā)展到8001200kW大功率；6) 從分散的各傳動(dòng)部件發(fā)展為綜合傳動(dòng)裝置。 （具有傳遞功率、變速、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)和操縱等五種功能，而且集中所有部件為一體。）7) 傳動(dòng)路線從單流傳動(dòng)逐漸發(fā)展到雙流傳動(dòng)；8) 從有級(jí)變速和有級(jí)轉(zhuǎn)向逐漸發(fā)展為無級(jí)變速和無級(jí)轉(zhuǎn)向；9) 傳動(dòng)系統(tǒng)的單位功率質(zhì)量在發(fā)展為液壓轉(zhuǎn)向條件下仍逐漸減小到機(jī)械轉(zhuǎn)向的23.5kg/kw的水平；10) 傳動(dòng)系統(tǒng)的單位體積功率由400600KW/m3發(fā)展到6001000KW/m3水平；11) 電子

8、控制技術(shù)和故障在線診斷技術(shù)的應(yīng)用。3. 發(fā)展趨勢(shì)履帶式坦克裝甲車輛傳動(dòng)裝置的發(fā)展已完成了從固定軸階梯齒輪變速向行星齒輪變速的過渡，液力或液力機(jī)械綜合傳動(dòng)已為大多數(shù)坦克裝甲車輛所采用。目前，盡管液壓機(jī)械綜合傳動(dòng)、機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)還應(yīng)用不廣泛，但已顯示出它的優(yōu)越性，是未來坦克裝甲車輛傳動(dòng)裝置的發(fā)展方向。變矩器可閉鎖以減少變矩器的工作時(shí)間 鑒于變矩器傳動(dòng)效率低，因而需要縮短工作時(shí)間，僅讓其在換檔、起步、爬坡時(shí)工作。變矩器閉鎖后，傳動(dòng)呈機(jī)械工況，可獲得較高的傳動(dòng)效率。增多排檔，充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)功率排檔越多，牽引特性曲線愈接近理想狀態(tài)。然而，排檔越多，換檔次數(shù)也越多，采用人工換檔，給駕駛員帶來繁重負(fù)擔(dān)。自動(dòng)換

9、檔技術(shù)的出現(xiàn)，為傳動(dòng)裝置增多排檔創(chuàng)造了有利條件。 自動(dòng)換檔應(yīng)用越來越多增多排檔，必須實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換檔。現(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)駕駛員的要求不但要 駕駛車輛，而且更要集中主要精力觀察戰(zhàn)場(chǎng)形勢(shì)變化，處理各種應(yīng)急情況。因此，需要借助自動(dòng)換檔機(jī)構(gòu)解脫駕駛員換檔操作任務(wù)。此外，現(xiàn)代控制技術(shù)的發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換檔和遙 控操作奠定了基礎(chǔ)。 無級(jí)轉(zhuǎn)向前途光明轉(zhuǎn)向時(shí)間幾乎占車輛行駛時(shí)間的一半，轉(zhuǎn)向性能優(yōu)劣對(duì)車輛機(jī)動(dòng)性影響甚大。從理論上講，液壓轉(zhuǎn)向可以實(shí)現(xiàn)規(guī)定轉(zhuǎn)向半徑的無級(jí)變化，但實(shí)現(xiàn)全功率范圍無級(jí)轉(zhuǎn)向需要很大的液壓泵和馬達(dá)，這是目前液壓技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)的、車輛總體設(shè)計(jì)難以接受的問題。液壓機(jī)械分流轉(zhuǎn)向可以采用小型的液壓泵和馬達(dá)來實(shí)現(xiàn)

10、，是極有發(fā)展前途的轉(zhuǎn)向型式。液力制動(dòng)器將普遍使用機(jī)械制動(dòng)器制動(dòng)能力有限，長時(shí)間連續(xù)工作存在不安全因素。車輛噸位和行駛速度的不斷增長，對(duì)車輛制動(dòng)性能的要求越來越高，歐洲交通法規(guī)規(guī)定，車輛必須要有5m/s2的制動(dòng)減速度，單純依靠機(jī)械制動(dòng)器很難滿足使用要求。液力制動(dòng)器的制動(dòng)能力與行車速度成正比，車速越高，制動(dòng)能力越大，而且性能穩(wěn)定、工作可靠，非常適合坦克裝甲車輛的要求。液力制動(dòng)器與機(jī)械制動(dòng)器聯(lián)合使用，將是坦克裝甲車輛制動(dòng)裝置的發(fā)展方向。綜合傳動(dòng)裝置是推進(jìn)系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)基礎(chǔ)綜合傳動(dòng)裝置具有傳遞功率、變速、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)和操縱等5種功能，而且集所有部件為一體，為推進(jìn)系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)創(chuàng)造了有利條件。所謂推進(jìn)系統(tǒng)整

11、體化設(shè)計(jì)，就是在設(shè)計(jì)時(shí)將動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的各部件及一些附件，不是作為單個(gè)獨(dú)立部件，而是作為有機(jī)整體，提出整體綜合技術(shù)指標(biāo)。采用整體化設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)推進(jìn)系統(tǒng)，一方面為了提高可靠性，另一方面是為了通過減小動(dòng)力艙體積增大推進(jìn)系統(tǒng)單位體積功率，同時(shí)可以獲得野戰(zhàn)條件下整體吊裝的優(yōu)點(diǎn)。1) 高功率密度受整車重量、布置空間的限制，隨著功率不斷加大，傳動(dòng)裝置的功率密度要求越來越高。減小動(dòng)力艙體積和重量，使生存能力和機(jī)動(dòng)性得到進(jìn)一步提高。傳動(dòng)系統(tǒng)的單位功率質(zhì)量23.5kg/kW，傳動(dòng)系統(tǒng)的單位體積功率由400600kW/m3發(fā)展到6001000kW/m3水平。2) 高集成度綜合傳動(dòng)型式將變速、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)及自動(dòng)操縱等功能部件集成，技術(shù)密集、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。同時(shí)，動(dòng)力、傳動(dòng)及輔助系統(tǒng)的集成度也越來越高。如“歐洲動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)組”應(yīng)用“綜合集成”的“一體化”設(shè)計(jì)，具有優(yōu)越的總體性能。具有當(dāng)今世界的最高水平。3) 高可靠性為保證車輛在各種復(fù)雜環(huán)境條件下的作戰(zhàn)使用性能，坦克裝甲車輛的可靠性指標(biāo)要求越來越高，傳動(dòng)裝置的高可靠性成為重要指標(biāo)。如美國和法國主戰(zhàn)坦克耐久性指標(biāo)已達(dá)到900010000 km。俄及西方歐美國家可靠性指標(biāo)要求的平均無故障里程（MKBF）已達(dá)到10001250 km。4) 系列化、