关于防止瞬时失速系统的分析与研究

　　随着静液压传动技术的不断发展，近些年出现了诸多种类的静液压驱动的高速行走机械如四轮驱动装载机和军用越野车等，这些机械具有出色的无级变速性能，良好的启动加速度及低速性能，重量轻、惯性小、反应快，易于实现快速制动和频繁的换向，系统原理简单。但采用静液压技术的四轮驱动机械在使用过程中存在一个关键问题，即若在行驶过程中某一个驱动轮因各种原因而离地时，会出现由于液压系统压力突然下降至零而导致瞬时失速的现象，这将对机械的使用带来很多不便。

　　1 现有防止瞬时失速系统及其特点

　　1.1 同步电传感控制系统

　　同步电传感控制系统(如图 1)是在液压马达上加装转速传感器，即在每个驱动回路上串接电磁换向阀。在正常工作状态下电磁换向阀处于流通状态，若在某一时刻某一驱动轮离地(假设是 M1 驱动轮)，该回路的压力将迅速下降，系统的流量几乎全部都流向该回路，M1 的转速突然加快很多。当超过转速传感器的设定值，转速传感器反馈一个电信号，开启电磁铁，换向阀关闭，系统重新建立起压力，压力油将驱动其它 3 个液压马达继续转动。而当 M1转速下降到设定值以下后，电磁铁关闭，换向阀处于下位，系统恢复正常，从而有效地防止了瞬时失速的发生。该系统具有如下特点：a)原理简单、控制方便;b)系统构成复杂;c)价格昂贵，成本高。

　　1.2 Twin-Lock 液压孪生连锁同步系统

　　法国波克兰液压工业有限公司享有专利权的“Twin-Lock”(孪生连锁)同步驱动系统，其作用机理是当系统发生瞬时失速时，通过特定的系统把 4 个并联的液压驱动马达转换成混联系统，车辆同侧的2 个驱动马达串联后再与异侧的并联。“孪生连锁”同步驱动系统使用的前提是车辆同一侧的 2 个驱动轮不同时离地，若一侧一个驱动轮离地，由于转换成混联系统，还有一个驱动马达正常工作，系统压力不会出现突然下降的现象，从而有效地防止了瞬时失速情况的发生。该系统具有如下特点：a)价格比同步电传感稍有优势，控制方便;b)容易产生功率寄生，系统复杂，2 个驱动轮串联后会降低车辆的驱动能力。

　　1.3 阻尼反馈控制系统

　　阻尼反馈控制系统的基本原理是借用不同的流量流经阻尼孔时产生的压力降不同来控制和防止瞬时失速情况的发生。最简单的阻尼反馈控制系统是在每个驱动马达高压段串联一个合适的阻尼孔，但这种方式的系统损失比较大。

　　一种高效的阻尼反馈控制系统如图 2 所示，即在车辆的同一侧的两个驱动回路上增加一个液动三位四通阀。若某一个驱动轮突然离地(假设是 M4 驱动轮)，流过 K4 的流量会加大很多，K4 两端建立起的压差也相应增加，F2 右边的反馈控制油压高于左边，三位四通阀移动到右位，离地驱动马达被关闭，系统正常工作，从而有效地防止了瞬时失速情况的发生。这种系统的特点是：a)系统简单，可靠性高;b)成本相对于前两种系统大幅度下降，市场竞争力强;c)液压油流经阻尼孔时会发热，给闭式系统带来较大影响;d)高压油流经阻尼孔时能量损失比较大，功率利用率不高。