静液压传动装置HST

现在车辆上的传动装置多采用机械式变速器，1液力机械式变速器（AT）液力机械式变速器由液力变矩器和多挡机械变速箱组成。

2液压机械无级变速器（HMT）及应用分析3静液压无级变速器（HST）及其应用分析静液压无级变速器（HST）依靠液压变量马达实现纯液压无级变速，效率较AT高，但较齿轮变速器低许多，传递功率不大4 金属带式无级变速器为了充分利用发动机大的功率，节约能源以及获得优良的动力性能，最理想的方法是从传统的有级传动发展为无级传动。

目前普遍采用的液力变矩器及其闭锁装置，自动换挡机构等均是为了弥补有级传动的不足而产生的传动模式，但不能实现真正的无级变速。

另外还出现了全液压传动的无级变速器，其操纵方式也由手动液控向电液控制或微电脑控制技术方面发展，并取得了非常好的效果，大大提高了整机的行使平顺性和作业性能，液压传动可以保证车辆具有稳定的行驶速度。

但是在液压传动的车辆中传动效率低也是一个不容忽视的问题，按当代的技术水平，纯液压传动中最高效率在80-85%左右，而在车辆使用中，一般只能达到50-60%。

此外，适用于重型车辆使用的大功率的液压元件难以加工，也使液压传动的车辆增加了制造成本。

另外，这种高油压高转速的变量泵和定量马达的排量越大，即功率越大时，效率和寿命愈难以保证，生产愈困难，在市场上愈难买到。

液压传动的低效率直接影响了整机的生产率和经济性，决定了它在车辆上很难有较大的发展空间。

机械液压双功率流则兼有机械传动的高效率和液压无级传动的双重优点，可在较宽的范围内实现可控的无级变速和所需的车速。

以小功率的液压元件传递大功率特性，高效率特性，为车辆的经济性和动力性问题的解决找到了理想的道路。

液压机械无级传动是一种双功率流传动系统，分为液压功率和机械功率两路传递，分流机构分流后液压马达在正向和反向最大速度之间来回无级变速。

其每一个行程和行星齿轮机构的一种工况相配合，最后两路汇合成由若干无级调速段相衔接并组逐段升高的全程无级输出速度。

Revieui多功能传动系用油是-种具有车辆齿轮油和液压油性能，及一定的摩擦特牲，能同时应用于具备湿式离合器和湿式制动器的拖拉机传动系统、液压系统和制动系统的润滑油。

目前国内外没右统一的农机多功能传动系用油产品标准，主要农机制造商均有各自的油品规格。

本文结合农机传动系统的工况，同时参考农机制造商用油规格对多功能传动系用油的牲能要求进行了梳理。

第一期适用于农业机械的多功能传动系用油性能要求于宏涛中国石化润滑油有限公司北京研究院农业是国民经济的基础，农业机械化是农业现代化的重要标志。

推进农业机械装备发展是提高农业劳动生产率、土地产出率、资源利用率的客观要求，是支撑农业机械化发展、农业发展方式转变、农业质量效益和国际竞争力提升的现实需要。

新中国成立70年以来，农业机械化水平稳步提高。

2019年全大中型拖拉机保有量421.9万台,小型拖拉机保有量1818.0万台,联合收获机械保有量205.9万台,耕种收综合机械化率达到70%以上,部分省区如新疆和黑龙江耕种收综合机械化水平已达80%以上。

随着我国农业机械化水平的不断发展，对农业机械传动系统润滑油提出了更高的要求。

本文结合农业机械传动系统的工况，同时参考农机制造商用油规格对多功能传动系用油的性能要求进行了梳理。

农业机械传动系统简介传动系统是农业机械的关键部件之一，需适应复杂的工作条件并在低速行驶的情况下传递较大的牵引力。

农业机械传动系统主要可分作者简介：于宏涛，硕士，助理研究员，现主要从事传动系润滑油产品技术开发工作。

E—mail：vuht」iibc@sinopcc・corn：＞Revieui为如下几类：◊机械式换挡变速箱(ManualTransmission,简称MT)。

其换挡原理与商用车手动变速箱类似，利用同步器的摩擦，使相啮合的齿轮圆周速度迅速地相等后再挂挡。

MT换挡时会产生动力中断，降低工作效率。

且由于农业机械变速箱挂挡力较大，农机工作过程中负荷变化大需频繁手动换挡，易造成驾驶员疲劳。

某多功能旋耕机传动系统与液压系统设计履带拖拉机具有对土壤的单位面积压力小和对土壤的附着性能好等优点，在土壤潮湿及松软地带有较好的通过性能，牵引效率高。

因此，至今履带拖拉机在农田作业方面依然占有主导地位。

履带式拖拉机与作业耕具结合，能形成适应不同农艺要求的保护性作业体系，本文针对某多功能旋耕机中的关键部件（传动系统、液压系统）进行设计，以满足南方水田耕作的特殊需求。

1 传动系统设计针对水田作业传递功率、速度变化范围宽、作业环境恶劣、外界负荷波动频繁等问题，发动机或变速箱必须能适时地变更转速和转矩以适应负荷和行驶阻力的不断变化，保证拖拉机的动力性和燃油经济性。

传统的1-5档齿轮传动变速箱，只能按照固定传动比传递功率和转速，无法满足农机对作业速度不断提高的要求。

因此，根据小型履带旋耕机的农田作业要求，自主开发适用于水田旋耕作业的机液复合式无级变速系统，采用静态液压传动（Hydrostatic Transmission，简称为HST）和齿轮变速箱串联无功率分流模式的经济性方案。

如图1所示，该履带拖拉机静液压传动行走驱动系统主要部件由静液压传动系统、机械有级变速箱和履带行走系统组成。

液压无级变速装置的动力系统由主泵部分、马达部分、补油泵及阀部件组成。

工作时，主泵由原动机带动，通过柱塞与转子孔容积腔的变化来达到产生液压能的目的。

马达由液压泵提供液压能，通过马达转子与柱塞的作用驱动主轴旋转，转化为机械能，为执行元件提供扭矩。

产品具有结构紧凑、体积小、重量轻、高效率、长寿命和低噪音等特点，主要应用于联合收割机及小型工程机械的行走驱动系统。

根据不同的控制算法，可以进行发动机和静液压无级传动系统匹配，本文以设定为最大动力性原则的匹配方法与控制策略进行设计。

如图2所示，设定为最大动力性原则的匹配方法和控制策略下，牵引功率最大无级变速和换段规律的工程实现，其控制参数包括调速位置、发动机转速和实际传动比等，多功能旋耕机具有牵引功率大、牵引效率高和作业速度稳定等特点。

2017年第3期农机使 用与维 修61联合收割机传动系统零件的检修与调整李静(黑河市爱辉区农机化技术推广站，黑龙江黑河164300)摘要：为使联合收割机在使用过程中传动稳定、工作可靠，详细论述了联合收割机行走无级变速器V 带及HST 驱动皮带张紧度的检修与调整。

关键词：联合收割机;行走无级变速器V 带;HST 驱动皮带;检修与调整中图分类号:S 225文献标识码:Adoi ： 10.14031 /j . cnki . njwx .2017.03.0461行走无级变速器V 带张紧度的调整行走无级变速器是靠液压油的油压来控制其工作的，若油压不足，如漏泄，则油缸驱动变速器皮带轮的压力不足，造 成V 带打滑，使传动力矩不足，导致联合收割机行走困难。

1.1行走无级变速器V 带张紧度的检查两根无级变速器V 带张紧度应适度，一般检查用125 N 的 压力压任意一根带的中部，而胶带应压下16 ~24 mm 。

如果 胶带张紧度不符合要求应及时调整。

1.2行走无级变速器V 带张紧度的调整V 带张紧的调整方法是：第1步:先通过操纵手柄将动轮组合置于中间位置。

第2步:松开螺栓和螺母，调整调节螺杆，使调节架焊合 上下移动，从而带动螺栓沿转壁长孔上下移动，直到达到要求 为止。

调整好后，将螺栓固定紧。

1.3注意事项行走无级变速器V 带张紧度调整过程，应不断转动无级 变速轮，使胶带能尽快滚人轮槽工作直径部位中，严禁调紧超 限度，否则有可能使变速箱输人轴变形或折断，造成输人带碰 撞离合器壳。

(1)收割机启动前，要检查无级变速皮带的张紧度并及时调整。

一般情况下，早晨和夜间温度低，无级变速皮带可以调得略紧些。

(2) 调整无级变速时，最好在中速的位置上进行调整，每 次的调整量不宜过大，应一边调整一边旋转变速皮带轮(发动机减压，变速箱空格），以防夹伤皮带。

(3) 拆装无级变速轮时，应注意定轮和动轮轮毂原装位 置记号“ 〇”（无记号时，应重新做记号），严禁错位，否则将影 响带轮的平衡。

静液压驱动在装载机上的应用1.静液压系统构成与特点。

静液压传动系统HST(Hydraulic Static Transmission)是指由液压泵、液压马达，补油泵和控制元件(液压阀)组成的闭式回路,辅以调节控制装置等组成的一种无级变速传动系统,有传动比连续、传递动力平稳、操纵方便等特点。

静液压传动装置是以液压泵和液压马达为主组成,附加各种变量控制单元和传动元件(减速器或变速箱) ,成为一种无级变速的传动装置。

它与纯机械传动和液力机械传动相比,具有高效区宽、布局灵活、无级变速、换向方便、控制方式多样和功率利用合理等众多优点。

工程机械合理运用静液压传动装置,则能改善机器性能,提高生产效率,节省能量消耗,使机器的品质上升到一个新的阶段。

静液压传动的四种基本形式组合：根据静液压传动中排量是否可调可以分为4种系统组合方式：定量泵-定量马达，定量泵-变量马达，变量泵-定量马达，和变量泵-变量马达。

图二：静液压系统原件构成3.静液压传动与传统的液力机械传动相比,具有以下优点:(1) 可以实现无级变速,换向方便;(2) 当发动机在任一调度转速下工作,传动系统都能发挥出较大的牵引力;(3) 传动系统能在很宽的输出转速范围内保持较高的效率;(4) 行走功率和作业装置功率可以合理匹配,使发动机功率充分利用;(5) 液压泵和液压马达位置布置比较灵活,有条件使发动机采用横向布置,缩短了装载机的纵向长度,改善了司机的视野;(6) 液压泵和液压马达都可采用电比例变量控制,考虑到微机技术的飞速发展,使二者很好的结合,实现智能化控制;(7) 据有关资料介绍,与液力机械传动相比,装载机作业率可以提高30 % ,燃油消耗可降低25 %。

轮式装载机行走驱动负荷变化较大,它的静液压传动装置都由变量泵和变量马达组成闭式回路。

而液压泵的变量控制方式为与转速有关的液压控制。

这种变量方式使装载机具有变矩器的功能,并有以下几个特点:(1) 它的控制泵与发动机直接相连变量机构中没有控制伐,当发动机转速发生变化时,控制泵输出流量随之变化,这样由于通过控制内节流处的流量发生变化,导致节流前后压差的变化,而造成控制压力的变化。

一、HST的工作原理：HST是整体式液压传动装置（Hydrostatic Transmission）的简称，国内称为静液压传动或静压传动, 它是一种特殊的液压传动方式。

它是由柱塞变量泵、柱塞定量马达、摆线补油泵及液压控制阀等几部分组成，是多种功能液压元件的组合体，并形成闭式回路。

它通过传动装置直接串接在底盘行驶系统动力传输链中（在半喂入联合收割机中是行走变速箱上），这样便可以通过操纵手柄改变柱塞泵的变量盘倾斜角度，改变柱塞泵的排量与方向，从而改变柱塞马达的输出转速与方向。

由于柱塞泵变量盘的角度可连续调整，所以柱塞马达的输出转速也是连续变化的，进而实现行走装置的无极变速，以满足半喂入联合收割机在复杂工况条件下对行驶系统的要求。

二、HST与传统机械式传动相比较的优点：（1）、发动机功率利用率高，可达到的扭矩比及转速比大。

（2）、起制动、过载性能好, 易于实现无级调速。

（3）、设计简单, 总体布置方便。

操纵方便、省力。

（4）、适合于不平坦路面, 运行平稳, 噪音低。

（5）、易于实现前进和后退的转换。

（6）、转动惯量小, 单位排量传递功率较大。

（7）、通过合理设计传动系统, 可实现车辆的原地转向。

（8）、可靠性高, 维护方便。

以上优点很适合半喂入联合收割机的使用要求（负载大且不时变化，不停地变换行驶速度，甚至频繁的停止与启动等），因此HST在半喂入联合收割机上有广泛的应用。

唯一的缺点是发动机最大功率时的传动效率较机械式传动低。

三、进口HST与国产HST比较：1、进口HST高压回路压力高，一般都在34MPa以上，有些可达39.2Mpa，我们采用的日本神崎公司生产的排量为38cc的HST，在额定输入转速3000r/min的状态下，高压回路压力为34.3Mpa，因此输入功率最高可达65.2kw。

而国产HST高压回路压力一般才28Mpa，比较成熟的产品排量才28cc，这样输入功率才39.2kw。

而我们公司生产的半喂入联合收割机发动机功率为48~50kw，国产HST远不能满足我公司半喂入联合收割的要求。

新技术TECHNIQUE2019.09农 机 科 技 推 广AGRICULTURE MACHINERYTECHNOLOGY EXTENSION目前市场上很多联合收割机的行走操控都采用液压驱动方式，给用户带来更加方便、舒适的体验。

一般企业会选配HST （HydrostaticTransmission ）的变速箱，HST 最早应用于履带机式水稻联合收割机。

但是对于大型的轮式联合收获机械，纯液压驱动的HST 变速箱会存在不少问题。

所以，液压和机械动力合流的综合传动技术—HMT （Hydrost aticMechanicalTransmission ）就显得更有优势。

本文就HST 和HMT 两种驱动方式的原理和结构进行简单分析。

一、传统HST 变速箱对于HST 液压传动，简单讲就是“泵+马达”组成的一个闭式液压回路，通过液压传动实现无级调速。

具体实现，就是将马达直接装在变速箱上进行传动。

由于纯液压传动中最高效率只有80%～85%，而在农机的实际作业使用中，最多只能达到70%～75%。

发动机功率的损失较大，工作时就比较费油。

液压马达的传动必须采用高压油管，而农机由于需要长时间在恶劣环境下大负载工作，液压系统长时间承受较大的负载，整个回路会产生大量的热量，使液压油温度上升，也会极大增加液压系统的故障率。

也正是基于HST 变速箱以上操纵灵活的优点和经济性的不足，所以我们在农机领域看到的HST 的应用更多的是在履带机，而不是轮式机，尤其是大型的轮式联合收获机械，配备HST 变速箱效果并不理想。

二、HMT 无级变速器HMT 是一种液压和机械动力合流的综合传动技术，发动机驱动力通过齿轮传动与HST 的液压驱动两个系统的结合，通过行星齿轮进行合成输出，既可以实现无级调速，又可以传递较大的功率。

HMT 实际上是一种双功率流传动系统，分为液压功率和机械功率两路传递。

在HMT 系统中，液压元件只负担最大功率的一部分，其他功率都由机械路传递。

HST在中小马力拖拉机上应用的选型设计作者：李森陈静芳董昊等来源：《农业开发与装备》 2018年第5期摘要：HST（静液压传动装置）在国外先进的中小马力拖拉机上已经得到了广泛的使用，介绍了HST的类型、结构原理以及在中小马力拖拉机上的选型设计，并对相应的技术方案进行了特性分析。

关键词：拖拉机；HST（Hydrostatic Transmission）；选型设计0 引言静液压传动装置（Hydrostatic Transmission）简称HST，实际上是一种整体式的无级变速装置，由液压泵、液压马达、控制阀等集成一体的一种液压组合件，是一个闭式油路系统。

HST的所有液压元件集成在一个兼作油箱、油道、支承的壳体之中，可直接串联在主机的传动系统中承担变速箱的部分或全部功能。

HST因其传动方式简单、操作简便、容易实现自动控制、负荷适应性好等优点，成为中小马力无级变速拖拉机的首选技术方案。

1 HST在拖拉机上的应用目前常用的HST典型回路，共有四种组成方案，分别是定量泵—定量马达回路、变量泵—定量马达回路、定量泵—变量马达回路和变量泵—变量马达回路。

当前在中小马力拖拉机上主要采用变量泵—定量马达回路方案，以平行布置的柱塞泵、柱塞马达和一次调节为主要特征的HST。

图1为某拖拉机用HST的原理图，图2即为一个用于某拖拉机的HST的结构简图。

图1 某型号HST的原理图1.马达轴2.泵轴3.柱塞泵4.补油泵5.柱塞马达6.过载阀图2 某型号HST的结构简图图中柱塞泵3是一个通轴式双向变量柱塞泵，变量泵轴2的右端一般直接和发动机相连接，动力由此直接输入，柱塞马达5是一个通轴式定量柱塞马达。

柱塞泵3的进出油口和柱塞马达5的出进油口通过壳体内部铸造的油道直接连通，使柱塞泵3与柱塞马达5形成一个闭式回路。

柱塞泵3的斜盘处于与泵轴2垂直位置时，泵轴2空转，柱塞泵3没有油液排出，马达轴1不转动，这就使拖拉机处于空挡位置。

当柱塞泵3的斜盘偏与轴线成一定角度时，柱塞泵3的出油口开始排油，排量的大小取决于斜盘偏转角度的大小，排油的方向取决于斜盘偏转的方向。