由于四轮独立行走驱动液压系统中,每一个容积调速回路分别对应一个车轮,任一车轮打滑都只影响自身的驱动液压回路,使本回路的液压马达输出扭矩大幅度下降。但系统其余的驱动液压回路不受影响,仍然能正常的输出驱动扭矩,车辆的通过性能和抗打滑性能得到大幅度提高。
3四轮独立驱动存在的问题与解决方法
3.1各个变量泵的排量控制
铰接式车辆同侧行走轮速度在正常情况下应一致,转弯时内侧行走轮速度较外侧要慢一些。在实际的系统中,四个主泵的主参数、驱动马达的主参数相同,车轮行走机械机构也相同(参见图3),我们可以把同一侧车轮的主泵串联,分成两组串联泵,即左前轮和左后轮两个驱动液压回路的主泵组成一组串联泵,右前轮和右后轮两个驱动液压回路的主泵组成另一组串联泵。同时在同一组串联泵中,前后主泵排量控制伺服系统的控制油路相连通,其控制压力完全相等,以使前后主泵的排量也相一致。因此同一组串联泵中前后主泵的转速和排量相等。同侧行走轮驱动马达排量控制伺服系统的控制油路也是连通,即同侧行走轮驱动马达转速是一致。在正常情况下同侧行走轮速度基本一致。

图3四轮独立驱动液压系统的构成原理
3.2自动驱动和防憋车控制
自动驱动防憋车控制,具有类似并优于一般车辆驾驶行走特性,踩下油门行走、加速,遇阻自动调整速度,防止车辆过载熄火。在车辆液压系统中自动驱动和防憋车控制性能是靠一种称为DA液压控制系统实现,实际上是自适应控制性能(参见图4),装有DA控制阀的变量泵具有自适应控制性能无须将发动机油门踏板与泵连接,也不需要任何操纵杆或电子控制。DA控制阀通过一个3位4通方向阀作用于泵的伺服油缸,因此斜盘与泵的排量可无级调节。油流方向(车辆行走方向)由开关电磁阀确定。开关在中位时,伺服油缸两腔与油箱连通,斜盘被保持回中位。在图3的系统中,两组串联泵的前泵即采用装有DA控制阀的变量泵。

图4装有DA控制阀的变量泵
在停车阶段,发动机在低速(怠速)运转,DA变量泵在此阶段没有输出。加推油门,自动驱动控制让泵的排量跟随发动机的转速而变化。这时候随着发动机驱动转速升高一控制压力增大;控制压力升高一泵的排量增大,车辆实现了从起步到加速的过程。如果车辆进入了重载作业工况(例如爬坡),工作压力升高,发动机输出功率增加;其它工作液压系统工作,发动机输出功率也增加;当发动机负荷达到一定水平时,可能导致发动机转速降低一些。这导致控制压力降低,从而减少泵的排量。与一般性的行走驱动液压系统不一样,DA系统这一自动反馈调节功能意味着对发动机驱动功率的最佳利用,它能自动调整行走驱动泵的输出流量来平衡匹配发动机输出功率和工作装置液压吸收功率。从而实现自动驱动和防憋车控制。
4四轮独立行走驱动液压系统应用
由于液压传动系统具有很多优势,现代工程机械,特别是低速行走工程机械,广泛地应用液压传动系统。由于垃圾填埋场的作业环境十分恶劣,从前面的对比分析可知,一般性的液压传动行走系统不可能满足重型填埋垃圾压实机的需要,因此应用了四轮独立行走驱动液压系统这一技术解决方案。图5是一种自重32吨的填埋垃圾压实机行走驱动液压系统部分原理图。它表示一组驱动串泵和一侧车轮马达(右前轮和右后轮)组成的回路;另一组驱动串泵接在分动箱另一动力输出口上,回路(构成左前轮和左后轮驱动系统)完全相同。

图5填埋垃圾压实机行走驱动液压系统部分原理图
根据图3四轮独立驱动液压系统的构成原理,行走液压系统由四个液压泵和四个液压马达及其他管路附件组成。四个泵两两串联组成两组串泵分别接在分动箱的下方的两个动力输出口。按其相应位置分别驱动左前、左后、右前、右后四个驱动马达。四个驱动马达分别安装在四个车轮的行星减速机上。驱动泵、马达采用德国力士乐公司的产品,利用其DA控制技术可以使驱动泵的排量随发动机的转速和系统工作压力的变化而改变。而HA控制的马达的排量也有类似特性。因此可以用发动机油门来控制机器的行走速度,实现无级变速,而其换向则由电气控制实现。通过对马达施加不同的外控压力,可以使马达排量在两种不同范围内变化,从而实现两种车速。根据DA控制系统的特性,当泵的输入转速低于某一数值时,泵不对外输出流量,系统不工作。所以发动机在怠速状态,机器不能行走。四个车轮的驱动液压系统是相对独立,其中同一侧车轮的驱动泵和马达的控制油路是相通的,这样可以确保同一侧车轮的转速相同,四轮的独立驱动和充足的驱动功率设计可以确保机器在地面附着力很差的垃圾场行走。