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開了10年挖掘機,今天終於知道兔子檔和烏龜檔是怎麼回事了!

【鐵甲網 原創】大家好,近期給大家講解了挖掘機液壓系統入門的一些知識,
《調節器如何控制液壓泵流量?挖機液壓系統入門》、《揭秘挖機液壓泵上的調節器和比例電磁閥》、《串聯泵PK並聯泵,挖掘機液壓系統入門》,想必大家對挖掘機液壓系統有了一定的瞭解,今天帶大家繼續深入瞭解挖掘機液壓系統,講講挖掘機液壓馬達的一些知識,希望和甲友們一起學習,歡迎大家批評指正。

一、挖機上液壓馬達的作用和位置

大家都知道液壓挖掘機的工作原理,

通過發動機把柴油的化學能轉化為機械能,由液壓柱塞泵把機械能轉換成液壓能,通過液壓系統把液壓能分配到各執行元件(液壓油缸、回轉馬達+減速機、行走馬達+減速機),由各執行元件再把液壓能轉化為機械能,實現工作裝置的運動、回轉平臺的回轉運動、整機的行走運動。

挖掘機行走馬達

行走馬達和回轉馬達在整機中的位置

1)行走動力傳輸路線:柴油機——聯軸節——液壓泵(機械能轉化為液壓能)——分配閥——中央回轉接頭——行走馬達(液壓能轉化為機械能)——減速箱——驅動輪——軌鏈履帶——實現行走

2)回轉運動傳輸路線:柴油機——聯軸節——液壓泵(機械能轉化為液壓能)——分配閥——回轉馬達(液壓能轉化為機械能)——減速箱——回轉支承——實現回轉

二、挖機液壓泵和液壓馬達對比

中學我們學過,發電機和電動機的區別,想必大家都知道發電機是用來發電的,將機械能轉化為電能,電動機是用來將電能轉化為動能的。

在中國的教育體系中,液壓課程只有在大學、研究生階段涉及,

不接觸工程機械的話,可能很多人一輩子就不會學到液壓泵和液壓馬達的知識。

液壓泵和液壓馬達也是這種對應關係,液壓泵是將機械能轉化為高壓液壓油的液壓能提供給液壓油缸、液壓馬達等;液壓馬達是將高壓液壓油的液壓能轉化為動能驅動挖掘機行走。

液壓泵和液壓馬達

變數液壓泵和變數液壓馬達的區別有哪些呢?

前面三篇文章《調節器如何控制液壓泵流量?挖機液壓系統入門》、《揭秘挖機液壓泵上的調節器和比例電磁閥》、《串聯泵PK並聯泵,挖掘機液壓系統入門》已經講述了挖掘機液壓泵的變數原理。

柱塞泵和馬達都是通過改變斜盤傾角從而改變柱塞行程進而改變流量的

現代各品牌的挖掘機普遍採用了變數泵(有串聯安裝、並聯安裝兩種方式),而且變數可自動調節,即泵內的斜盤角度可根據實際工況來自動改變它的大小,斜盤角度大輸出油量大,角度小輸出油量也小,比如挖機在啟動後的待機狀態,斜盤的角度就小,油量輸出小,在挖機工作狀態,斜盤角度大,油量輸出大,這一過程是“全自動”調節的。

接下來聊聊回轉馬達與行走馬達。

回轉馬達內部結構

因為大多數挖機的回轉馬達的斜盤是固定的,也就是定量馬達,所以在這裡不討論。

主要細述一下行走馬達,我們知道大多數品牌的挖掘機,行走分成兩個檔位,這在儀錶盤都清晰標有“烏龜與兔子檔”的按鈕,其寓意也就是一個檔位走的慢,一個檔位走的快,這一過程也是用改變馬達斜盤的角度來實施的,這在上述馬達切剖圖上可以知曉的,見下圖。

液壓馬達斜盤傾角改變,流量改變,挖機行走速度改變

在這裡有個問題;當按了兔子檔,挖機行走變快了,是不是它的斜盤角度變大了呢?好多略懂挖機知識的人在這個認知觀上也是相當模糊的,其實這是一個謬誤概念。

這對主泵來說,斜盤角度大,輸出油量大、功率大,這沒錯,但對馬達來說,卻正好相反,馬達是油量的受體,是油量的執行元件,內部斜盤角度大等於容積大了,接收油量也大,速度變慢了,爬行力大了,反之斜盤角度小,接收油量小,速度變快了,而爬行力卻小了。所以有經驗的挖機駕駛員在挖機爬坡時都採用烏龜擋。

液壓泵:斜盤傾角變大→活塞行程變大→液壓泵旋轉一周輸出流量變大

烏龜檔:液壓馬達斜盤傾角變大→活塞行程變大→馬達旋轉一周所需流量變大→行走變慢

兔子檔:液壓馬達斜盤傾角變小→活塞行程變小→馬達旋轉一周所需流量變小→行走變快

有些概念必須澄清下,挖機上有“油量的自動控制”與“自動怠速控制”是完全不一樣的概念,一個是控制發動機的轉速,一個控制主泵的油量,哪怕是發動機處在高速狀態,只要是挖機不工作,泵所輸出油量也是最小。

三、液壓馬達也分斜盤式和斜軸式

前幾期我們講述了《串聯泵PK並聯泵,挖掘機液壓系統入門》,挖掘機液壓泵分為斜盤式(一般為串聯泵,靠改變斜盤傾角,改變流量)和斜軸式(一般為並聯泵,靠改變缸體角度,改變流量),大家知道泵和馬達是可逆的,所以液壓馬達也分為斜軸式和斜盤式兩類。

大多數挖機是斜盤是變數馬達

斜盤式馬達(或者泵):缸體中心線與傳動軸重合,靠斜盤推動柱塞做直線反復運動。柱塞受側向力作用(上下憋著勁),對缸體產生傾覆力矩,故斜盤角不能太大,一般小於20度。但抗扭振性能好,集成化容易。變數機構驅動斜盤擺動,慣性力小,變數回應速度快。

也有挖機是斜軸式變數馬達

比如,甲友提供自己富豪EC700CL用的就是斜軸式變數馬達。

斜軸馬達(或者泵):缸體中心線與傳動軸成一個交角。因為是缸體上下動,所以柱塞不受側向力作用,缸體產生傾覆力矩較小,軸傾角可以變得很大,可達25-30度。抗扭振性能不好,集成化困難。變數機構驅動缸體擺動,變數回應速度慢。

這期先講到這裡,下期講述斜盤式和斜軸式變數柱塞馬達(泵)的優缺點,哪些挖機使用斜盤式,哪些挖機使用斜軸式,也希望大家留言自己的挖機的液壓馬達是哪種變數方式,希望大家批評指正。

鐵甲君強烈建議你使用鐵甲論壇APP來看這篇文章,有更順滑、更流暢的閱讀感受,也方便收藏。使用方法點我頭像,底部功能表列點擊聊挖機!

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柱塞泵和馬達都是通過改變斜盤傾角從而改變柱塞行程進而改變流量的

現代各品牌的挖掘機普遍採用了變數泵(有串聯安裝、並聯安裝兩種方式),而且變數可自動調節,即泵內的斜盤角度可根據實際工況來自動改變它的大小,斜盤角度大輸出油量大,角度小輸出油量也小,比如挖機在啟動後的待機狀態,斜盤的角度就小,油量輸出小,在挖機工作狀態,斜盤角度大,油量輸出大,這一過程是“全自動”調節的。

接下來聊聊回轉馬達與行走馬達。

回轉馬達內部結構

因為大多數挖機的回轉馬達的斜盤是固定的,也就是定量馬達,所以在這裡不討論。

主要細述一下行走馬達,我們知道大多數品牌的挖掘機,行走分成兩個檔位,這在儀錶盤都清晰標有“烏龜與兔子檔”的按鈕,其寓意也就是一個檔位走的慢,一個檔位走的快,這一過程也是用改變馬達斜盤的角度來實施的,這在上述馬達切剖圖上可以知曉的,見下圖。

液壓馬達斜盤傾角改變,流量改變,挖機行走速度改變

在這裡有個問題;當按了兔子檔,挖機行走變快了,是不是它的斜盤角度變大了呢?好多略懂挖機知識的人在這個認知觀上也是相當模糊的,其實這是一個謬誤概念。

這對主泵來說,斜盤角度大,輸出油量大、功率大,這沒錯,但對馬達來說,卻正好相反,馬達是油量的受體,是油量的執行元件,內部斜盤角度大等於容積大了,接收油量也大,速度變慢了,爬行力大了,反之斜盤角度小,接收油量小,速度變快了,而爬行力卻小了。所以有經驗的挖機駕駛員在挖機爬坡時都採用烏龜擋。

液壓泵:斜盤傾角變大→活塞行程變大→液壓泵旋轉一周輸出流量變大

烏龜檔:液壓馬達斜盤傾角變大→活塞行程變大→馬達旋轉一周所需流量變大→行走變慢

兔子檔:液壓馬達斜盤傾角變小→活塞行程變小→馬達旋轉一周所需流量變小→行走變快

有些概念必須澄清下,挖機上有“油量的自動控制”與“自動怠速控制”是完全不一樣的概念,一個是控制發動機的轉速,一個控制主泵的油量,哪怕是發動機處在高速狀態,只要是挖機不工作,泵所輸出油量也是最小。

三、液壓馬達也分斜盤式和斜軸式

前幾期我們講述了《串聯泵PK並聯泵,挖掘機液壓系統入門》,挖掘機液壓泵分為斜盤式(一般為串聯泵,靠改變斜盤傾角,改變流量)和斜軸式(一般為並聯泵,靠改變缸體角度,改變流量),大家知道泵和馬達是可逆的,所以液壓馬達也分為斜軸式和斜盤式兩類。

大多數挖機是斜盤是變數馬達

斜盤式馬達(或者泵):缸體中心線與傳動軸重合,靠斜盤推動柱塞做直線反復運動。柱塞受側向力作用(上下憋著勁),對缸體產生傾覆力矩,故斜盤角不能太大,一般小於20度。但抗扭振性能好,集成化容易。變數機構驅動斜盤擺動,慣性力小,變數回應速度快。

也有挖機是斜軸式變數馬達

比如,甲友提供自己富豪EC700CL用的就是斜軸式變數馬達。

斜軸馬達(或者泵):缸體中心線與傳動軸成一個交角。因為是缸體上下動,所以柱塞不受側向力作用,缸體產生傾覆力矩較小,軸傾角可以變得很大,可達25-30度。抗扭振性能不好,集成化困難。變數機構驅動缸體擺動,變數回應速度慢。

這期先講到這裡,下期講述斜盤式和斜軸式變數柱塞馬達(泵)的優缺點,哪些挖機使用斜盤式,哪些挖機使用斜軸式,也希望大家留言自己的挖機的液壓馬達是哪種變數方式,希望大家批評指正。

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