叉车静压传动系统的设计探究

邵新阳

摘要：在实际的工作中，要想降低使用成本，就应当优化传动系统，并结合当前比较先进的技术和方案，可以实现降低成本的目标。静压传动系统是一种比较新型的系统，主要包括了液压传统系统和控制策略两个方面，运用相关软件和驱动系统，可以进行仿真建模，并对系统的各项功能进行充分分析，有效地提高了传动系统的使用效率。

关键词：叉车系统；静压传动；设计优化；研究分析

一般情况下车辆的传动方式主要有四种，这四种分别是机械传动和液力机械传动方式，还有静压传动和电传动。当前叉车主要选择的传动方式是机械和液力两种传动方式，而静压传动方式应用，使叉车的性能得到了进一步提升。这种传动方式有比较明显的优势，在声音和功率密度方面的优势较为突出，尤其是控制比较简单，这极大地方面了实际操作和使用。当前对于静压传动系统的研究，大多数主要是以内燃机进行驱动的车辆，运用的是变量泵作为动力系统，但是该系统有一定的缺陷，所以应当目前比较先进的技术和软件进行建模，对传动系统的性能进行仿真研究，这样才能有效地优化静压传动系统。

1方案设计情况的分析

1.1静压传动系统的结构设计分析

在叉车系统当中，静压传动系统主要有动力源和液压系统，还有控制系统和工作机构，以及转向机构和行走机构等多个部分构成，这些系统也是静压传动系统的主要构成部分。当叉车的行使速度比较慢时，调速的范围一般也比较窄，所以行走系统是比较适合使用低速方案的，也就是运用低速马达来直接驱动车轮。在动力部分方面，可以采用直变交的方式，将变频技术控制在一定的转速范围内，通过电机转速运用单一的电机来连接齿轮泵，将其工作和转向还有行走系统进行调整，这样才能提供主要的动力，从而有效地改变电机转速，进而改变泵的流量情况。静压传动系统与其他系统相比，设计相对比较简单，而且能耗相对较低，噪音也比较小，所以制造成本相对较低。这些优势与其他系统相比，主要体现在四个方面。第一，和内燃机系统相比较。其电动机的效率相对较高，而且在启动转矩方面也比较大，可以通过直接控制电动机的方式，使其转速实现快速调整。第二，和支流电机进行比较。当交流电机不受到电池电压变化影响时，其结构相对比较简单，并且在同等功率下体积相对较小，所以在同等情况下电池溶液和续航能力方面也比较持久，在实际使用过程中几乎不用进行维护。第三，同高速方案比较。省略了减速器等相关中间环节，这使结构更加简化了，不仅降低了噪声，也在一定程度上降低了能量损失。第四，同动力电池相比。电池组合变频器的位置，一般都置于叉车的尾部，将其作为叉车的配重来使用，这样不仅便于拆卸，也比较方便更换，所以有效地省去了额外配重。

1.2系统设计分析

在传统的叉车系统中，主要是应用液压系统进行传动，是用于实现门架和属具的运行，并且实现了车辆的转向。而静压传动系统，不仅要实现液压系统的功能，也要实现车辆的行走功能。在液压系统当中，都是采用开式回路的方式，使整个液压系统从一台齿轮泵当中来提供主要动力，而齿轮泵所提供的流量，一般是经过比例调速阀来流入到静压传动系统当中，而另外一路的多路阀，可以更好地实现门架和属具的运动，从而实现车辆的转向。该系统与闭式系统相比，散热和抗污染的能力较强，而且总功率也更小，从而使系统控制也更加集中。静压传动系统不仅可以满足叉车的行走需求，还可以满足爬坡和微动的要求，以及叉车的行车制动和驻车制动要求。

1.3对控制策略进行设计

基于静压传动系统的功能，以及司机的相关操作习惯，对叉车设置了加速踏板，还有微动踏板和制动踏板，以及方向盘和手柄等多处控制系统。经过一些列的设计，可以形成一整套的控制策略，并且通过这些控制策略，很好地实现了对叉车的变速控制，以及自动换挡等功能的控制。控制策略的核心内容，就是对叉车的速度进行控制，所以为了加快响应速度，应当确保电机的怠速，当踩下微动踏板时，电机应当保持一定的怠速，并且通过控制调节阀进行相关控制，这样才能使叉车低速行驶，从而有效地实现微动功能。在爬坡工况时，一般是在理论上进行判断，对负载的大小情况进行初步判断，才能实现对大小排量的切换。但是在实际使用过程中，叉车的速度变化是比较频繁的，这就导致了压力的波动情况，而且这种波动具有一定的复杂性，所以进行压力检测也比较复杂。可以通过转速来进行判断，如果动力不足的情况下，则叉车的速度通常达不到期望值，这时可以实现自动换挡功能。

2建模探究和仿真分析

2.1对系统进行建模

可以根据系统的原理和结构进行仿真建模，在模型当中应当将齿轮泵建立子模，同时也要对马达建立子模，其中还要包括容积损失和机械损失情况。在模型当中可以采用质量块来模拟叉车，质量是空车和负载质量的和，从而得出车轮的滚动摩擦力。这种方法省去了计算等效的步骤，同时也便于设置叉车的复杂情况，进而更好地观测了叉车的行使速度。

2.2仿真分析

叉车的起步情况，一般分为平地和坡道起步，平地起步一般将坡度设置成为零，而破道起步一般将坡度设置成为百分之十二。整个起步到加速过程，一般是历时8s，其中0-s时马达处于的状态是排量状态，当加速度大于1时，并且在8s之间这个阶段属于加速度过程。当稳定速度是18.21Km/h时，这时的系统压力最稳定值是7.71MPa。当叉车起步开始以后，叉车会瞬间地受到与前进方向相反的重力，因为这种重力的出现会使压力出现负值，而整个起步马达到达了全排量工作状态时，加速所使用的时间是26.5s，这时最后的稳定速度是9.04Km/h，而系统的压力则稳定在19.86MPa，此时的液压系统负载情况接近了最大值，所以加速是比较慢的。

结束语：

对叉车的静压传动系统设计进行分析，不仅可以优化系统，同时也使得叉车系统性能更加稳定。随着相关技术的不断发展，在优化传统技术的同时，也对相关技术进行了创新，在实际工作过程中，通过仿真和建模可以更好地分析静压传动系统，有效地优化了系统设计，促进了叉车传统系统的发展和创新，并在一定程度上提高了叉车的性能。

参考文献：

[1] 沈杰, 沈琪斌. 叉车静压传动系统研究与应用[J]. 中国新通信, 2019,10:56-58.

[2] 杨雯雯, 柯坚, 杨志军,等. 电动叉车静压传动系统设计与仿真研究[J]. 机床与液压, 2020, 02:76-80.

[3] 徐磊, 朱从民, 王县. 越野叉车静压传动系统设计与动力匹配控制[J]. 机电产品开发与创新, 2019,02:114-116.