【第6章】
静液压驱动器输出端的延伸
了解轮边减速机
和轮缘静液压驱动装置主体
静液压驱动装置中的轮边减速器的主要功能与前面提到的后减速器甚至后变速箱类似，但形状和安装位置有所不同。因此，除了匹配和输出扭矩外，还增加了承受外部负载的要求。
让我们继续学习王毅教授的《车辆和移动机械的静液压驱动》一书的第六章：静液压驱动装置输出端的扩展部件，了解轮边齿轮减速器和轮边静液压驱动装置。
传统构造的车轮齿轮减速器（也称为侧减速器或最终驱动器）被制造为车辆机械驱动轴或转向驱动轴的组件。
形成的车桥总成已广泛应用于卡车、拖拉机、装载机、叉车、起重机等重型车辆和移动机械上，成为可采用纯机械、液力、电力传动、静液压传动的车桥总成。驱动器。用于匹配各种传动装置的通用装配部件。
然而，大多数具有独立壳体的车轮减速器是专门为静液压驱动制造的（图6-7），其输入端不与传统变速驱动桥壳体中的驱动桥轴连接。相反，它们是由管道驱动的液压马达。
虽然电动传动也有单独的牵引电机和轮边减速器相结合来驱动车轮的应用方式，但正如本书第2章分析的那样，对于工程设备来说，由于功率较高，电机的尺寸相对较大。 。 ，电机和减速器的组合单元很难安装到一般的轮辋中。这种“电动轮”结构目前仅应用于超大型矿用自卸车、小功率电动自行车等有限领域。
相比之下，结构轻、小型的液压马达不仅可以以低速大扭矩轮毂马达的形式直接驱动车轮，还可以与齿轮减速机组合成驱动装置，可安装边缘相当松散。 。
这种轮驱动方式的功率范围涵盖了当今移动机械和非公路车辆的大部分应用。随着静液压传动技术的应用日益普及，与液压马达配套的轮边齿轮减速器也成为传动行业的重要产品类别。
由于行星减速机具有尺寸紧凑、功率密度大的优点，所以大多数成品轮边减速机都是行星齿轮式的。少数采用行星齿轮排作为输出级，前级采用圆柱齿轮和锥齿轮。次要方面的组合方式。也有一些小功率的采用圆柱或锥齿轮传动副，带有固定轴系统。
该产品类别还包括传动较大的多级行星齿轮减速器，用于驱动挖掘机履带、挖掘机、起重机和钻机的转盘以及各种绞车卷筒。其输入端主要安装液压马达。
图6-7 上海拖拉机底盘厂生产的各种静液压传动装置用行星齿轮减速器
静液压驱动装置中使用的车轮行星减速器与直接驱动车轮的车轮液压马达相同。它不仅要传递产生推进力所需的驱动扭矩，还要承受车轮和履带等与地面接触的行走装置的传递。它可以承受各种径向和轴向载荷，有时还需要起制动器或离合器的作用。
各专业厂家生产的轮边减速器一般采用模块化结构，具有多个功率和承载级别，传动比也可根据使用要求在一定范围内选择。
从形态上看，这些减速机和液压马达组成的驱动单元的输出端相当于一个轮毂，配有同轴装配子口和安装法兰，可以直接与辐条板连接车辆驱动轮的螺栓。
轮边减速器类似于内曲线轮的液压马达。又分为轴式旋转和壳式旋转：轴式轮辐板连接法兰只能位于末端（图6-9），也可能有多个壳式旋转。轴向位置可选，但使用后者时，往往需要在轮辐板上预留较大直径的中心安装孔（图6-8、6-10）。
图6-8 由独立壳体的行星齿轮减速器和液压马达组成的驱动装置
a) 带通用液压马达 (SAI) b) 带插装式固定液压马达 (Trasmital) c) 带插装式变量液压马达 (Bosch Rexroth)
图a中的轮辐板安装法兰位于驱动装置本体的端部，而图b和c中的轮辐板安装法兰位于行星齿轮减速器壳体的后部。
图 6-9 行星齿轮减速器和径向柱塞液压马达集成的车轮驱动装置（SAI）
1-轮辐板连接法兰 2-单级行星齿轮减速机 3-摆缸曲轴式径向柱塞液压马达
图6-10 行星齿轮减速机与斜轴定量液压马达集成的车轮驱动装置（沃尔沃）
1-旋转壳体 2-两级行星齿轮减速机 3-传动轴礼盒装置 4-斜轴液压马达
轮边减速机与液压马达的组合连接方法
轮式行星减速机的输入端是与液压马达的轴伸和安装法兰同轴刚性连接的机械接口。接口结构及尺寸可根据主流品牌液压马达的要求进行选择。
液压马达与轮边减速器的连接方式主要有四种。
1 使用通用液压马达：液压马达在减速器上的安装方法与同类型标准液压马达在车辆其他部位的安装相同，见图6-8a。
这种方法具有良好的通用性，制动器、离合器等元件也可以以模块化的方式叠加在液压马达和减速器之间。该减速机制造难度稍低，且更易于维护。但整个驱动单元本体的轴向尺寸较大，结构也不是很紧凑。
2使用插入式液压马达：一些液压元件厂专门生产插入式液压马达，易于与后变速箱和行星齿轮减速器配合使用。其外观特点是安装法兰后移，输出轴装有轴承。系统外壳部分扩展。
齿轮箱厂提供的轮边减速机在输入端相应部位有凹形，以便电机安装法兰之前的壳体和输出轴可以插入减速机中进行安装。两者的轴向尺寸部分重叠，且电机仅有较少的零件放置在减速机之外，整个驱动单元本体的外轮廓也比较短，见图6-8b和c。这是目前静液压传动轮边行星减速机的主流结构。
3、将组合式液压马达的核心部件集成到轮边减速器中：该方法的基本点是消除液压马达输出轴与轮边减速器输入端之间具有重复功能的轴、轴承、密封件等部件。轮减速器。电机的核心液压元件直接与减速器的机械轴系连接，形成具有共用壳体的轮边静液压驱动单元（图6-9、6-10和6-11）。
此时，液压马达突出的驱动外露部分只有后盖和液压接口。整个驱动单元的结构更加紧凑，功率密度和比扭矩都比前两种方法更好。比较6-8a和6-9所示的同一公司的产品，可以明显看出后者的优势。但集成组件的开发难度更大，包括需要处理液压马达工作液与行星减速机润滑油的兼容性等许多边缘跨界问题。因此它们是个性鲜明、市场机会大、风险高的高端产品。采用这种方式的制造商需要同时具备液压驱动元件和齿轮传动的研发、制造和系统集成的技术和经验，或者需要与这两个行业的制造商合作。
4、由具有端面配流的摆线齿轮液压马达和无输出轴的驱动模块以及具有完整输入轴系统的齿轮减速器组成的轮边静液压驱动单元（图6-12）：此时、摆线轮转子的齿形联轴器直接插入行星减速机输入轴的内花键孔中。该方法的集成度与上述第三种方法相当，但所使用的摆线电机驱动模块是常见的现成商业组件，因此开发难度相对较低。
同样，可以使用波克兰提供的内曲线液压马达的驱动模块。然而它们本身的转速已经很低了。加装减速机后，只能用于一些特别低速的机械。最常用的不是用于驾驶。相反，车轮驱动混凝土运输卡车上的搅拌罐，其最大速度仅为每分钟约十转。
如前所述，大多数成品轮边减速机都是输入输出同轴的行星齿轮减速机。一些制造商还提供与摆线齿轮液压马达配合使用的定轴圆柱齿轮减速器（图6-13）。
还有一些采用锥齿轮副直角传动输入级（图6-14），用于履带式摊铺机等对液压驱动装置布置和方位有特殊要求的机械中。
图6-11 行星齿轮减速机与斜盘变量液压马达一体化的轮边驱动装置（ZF）
1-两级行星齿轮减速机 2-旋转壳体 3-斜盘式变量液压马达 4-安装法兰 5-变量伺服液压缸 6-驻车制动器
图6-12 由摆线齿轮液压马达驱动模块和行星齿轮减速器组成的车轮驱动单元（SAM Hydraulik）
图6-13 配备摆线针轮液压马达和蹄式制动器的定轴齿轮减速机（HANSA-TMP）
图6-14 成对使用的直角轮静液压传动装置（绍尔）
二速轮减速机
大多数轮边减速机只有一种固定传动比，但也有可切换高低传动比的专用减速机。后者实际上是安装在轮边的2速变速箱。
例如，图6-15所示的道路摊铺机用减速机有两个档位，通过液压控制的多片离合器和制动器进行切换。传动比相差一级行星齿轮减速级，分别用于极低的行走速度。摊铺操作和更高速的空载转换。
还有一种具有类似功能的双电机轮边减速器，它采用两台排量差异较大的液压马达以及相应输入轴系统的切换，从而只需使用一个小排量马达与减速器配合即可实现低速运行时速度较大。减速比运行，空载过渡时两台电机共同工作，减速机切换到传动比较小的高速档。
图6-15 由两种传动比的轮边减速器组成的静液压传动装置。输入级布置在中心的高速行星齿轮排用于高低档切换（博世力士乐）
连接至车轮减速器的制动器和离合器
1. 驻车制动和行车制动：
由液压马达和行星减速器组成的车轮驱动装置的驻车制动器常设置在减速器输入端的高速级，以减少所需的制动力矩（见图6-11）。
当使用低速液压马达时，有时可直接使用附在马达后面的液控常闭式驻车制动器。
但根据交通法规的要求，轮式行星齿轮减速器壳体内的湿式多盘行车制动器必须位于减速器的输出端，并需要通过流油进行冷却，见图6-16。
图 6-16 带湿式液控多盘行车制动器和驻车制动器的轮边行星齿轮减速器（O&K）
图6-17 带钳盘式制动器的车轮行星齿轮减速器（Brvini）
2、离合器：
轮边减速器中的离合器有两个作用：一是由它和液压马达组成的轮边静压驱动装置作为平地机前桥等辅助驱动装置时使用。
当不需要该装置工作时，这些辅助驱动轮可以与驱动液压马达分离并转换为从动轮，类似于一些轮式液压马达的自由轮功能。
具有此功能的离合器应能在驾驶员座椅上进行控制，多采用液控多片离合器（图6-18上方）、爪形离合器或滑动齿套。
二是当其所安装的机械因故障或其他情况需要被其他车辆牵引时，将轮毂与传动装置分离，以防止损坏液压元件并减少牵引阻力。
此时可采用较简单的离合器元件，但只能在停车状态下靠车轮附近人力操作（图6-18，下）。
图 6-18 带液控离合器（a，ZF）和手动释放装置（b，博世力士乐）的轮边静液压驱动装置
将图b左侧的小圆盖拆下后，翻转过来重新安装，即可利用翻转后的圆盖右侧的凸起部分来移动输出轴中受弹簧加压的花键套。通过中间的推杆将液压马达向右移动。 ，将其与高速行星齿轮排的太阳轮轴分离。
适用于轮缘应用的静液压驱动器
有哪些组合类型？
原文最初发布于微信公众号（波克兰液压）：第64课I了解轮边齿轮减速器和轮边静液压驱动装置
