N78：#静液压|在路上#专题系列(七)：液压变压器的应用

负流量控制模式的特点是主泵排量与控制压力成反比。各联换向阀均采用开中心结构，在中位油路经过换向阀后、回油箱前增加一个节流阀，根据节流阀入口的压力大小来调节主泵的排量。当所有换向阀阀芯都处于中位时，泵输出的液压油直接通油箱，控制油路的压力升高，进而调节主泵排量减小。当先导控制压力使一个或多个换向阀阀芯移动时，通向液压缸或马达的阀芯开口逐渐增大，通向油箱的阀芯开口逐渐减小至最终关闭。这一过程中控制油路压力逐渐下降，主泵排量逐渐增大，执行元件的速度逐渐增大，而这一过程由操作人员操纵先导滑阀来控制。先导滑阀的控制压力决定换向阀芯各节流口的开度，进而决定了旁路回油量的大小，最后决定了控制油路的压力，由该压力的大小来调节泵的排量，其原理如图1所示。这是早期乃至当前液压挖掘机普遍采用的一种挖掘机液压控制系统。

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本 期 导 读

#静液压|在路上#专题系列

静液压传动当前主要应用在非公路机械上，包括其中的行走传动，对于这类机械的类别是 off-highway，即非公路机械；此专题将归纳解释静液压传动在公路机械上的应用研究，即乘用车上的应用，这类称之为 On-Highway，即公路机械。“在路上”的第一层含义是：静液压传动在公路机械上的应用；第二层含义是：就要到来的，代表的是未来，这是一个新的应用研究领域。

审校：李春光丨排版：马艳双

#静液压|在路上#专题系列(七)#

液压变压器的应用

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轮边驱动是静液压在工程机械领域的一个重要应用。但是在汽车领域使用该结构的还确实不多，本期案例分享，i小编将带你一起看一种新型的液压变压器在静液压传动行走的轮边驱动上的应用。

来自荷兰工程 Innas B.V的Peter Achten开发了一种新形式的液压变压器，被称为Innas Hydraulic Transmission（IHT）。图1所示为IHT单元的结构，第一眼看上去它就像一个普通的弯轴泵或者马达，但是与常规的液压泵和马达一个进油口一个出油口设计不同的是，它采用了三个油口的特殊设计。配流盘上有三个端口。红色的A口连接到高压油，它用来在车辆推进中供应动力。黄色的 B口连接到负载端，直接与驱动液压马达相连。蓝色的 T口连接到低压侧或油箱 。

图1：IHT 原理与结构

这么独特的IHT单元到底是怎么工作的呢？这样设计的目的是什么呢？

Innas液压变压器 ， 根据负载需要在四象限运行，以及恒功率， 高效率等要求。负责将油液从高压侧转换到轮边驱动的液压马达进油口，它通过同时改变进油口和出油口的油液流动比率，可以将动力源侧的压力和车轮马达侧的压力进行转换。这种通过改变流量来将压力从低压升到高压方式， 提供了吸收从车轮马达过来的能量并储存在蓄能器中的可能。它可以在两个方向转移能量，既可以在恒功率基础从低压到高压转换， 反之也可以从高压到低压进行高效率的转化，用起来就像一个变压器一样，而且具有高度的灵活性、效率高、小重量的特征。

下面我们通过图2来看一下具体的结构， IHT用来在高效率的特性下，把通过反应输入端(A)液压能的压力和流量，转换为输出端(B)的压力和流量。图2所示右边的一部分是它的特性曲线，反方向也是可行的。当通过在回路中增加节流来降低压力的时候，由于输入输出功率相等， 流量将因为压力减少将增加。多余的流量通过第三个油口回到油箱以满足质量守恒定律。转换也可以发生在另一个方向，比如车辆减速时，低负载压力可以通过将流量减小来的转换得到一个高的压力水平。

图2：IHT单元与其理论

输入压力和输出压力之间的转换比例以及相应的输入流量和输出流量比例可以选择通过设置配流盘的角位置来决定。 原理上就可以比作一个变压器将电压和电流之间转换一样。根据车辆速度要求，在IHT内部安装了一个小的伺服位置机构来调节配流盘的角位置，从而控制变压器的进口和出口压力。

目前该产品已经在叉车上进行了装机和测试。

图3 液压变压器在叉车中的应用

相对于传统的机械传动的布局设计，Achten 也提出了一种全轮全液压传动装置的布局用于汽车领域，如图4所示。这种传动方式被称为“Hydrid”。使用内燃机和全轮液压马达的Hydrid的模拟也同时在亚琛大学的IFAS进行中。

图4：两套发动机驱动的液压布局图

希望专注于此的小伙伴，能在这抛砖的基础上，继续延续扩展，把了你解到的新知识、新信息与大伙一同分享。

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参考文献

[1] 刘涛，姜继海，孙辉等.静液压传动混合动力车辆的研究及进展[J]. 汽车工程， 2009(vol.31) No.7 :586-591.

[2] Shaker Verlag， Investigation of Hydraulic Transmissions for Passenger Cars[J]. Diss. RWTH Aachen University， 2011:12-13.

[3]杨华勇,欧阳小平,徐兵. 液压变压器的发展现状[J]. 机械工程学 ,2003,(05):1-5.

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