履带式推土机的转向似乎从来不是个问题,只要拉一下操纵杆,或者转动手柄即可实现转向。然而在履带式推土机的前身——履带式拖拉机诞生之初,由于人们认识不够,转向可不像今天这么简单。
由于履带的诞生是为了解决轮式拖拉机接地比压过高、通过性较差的问题,因此zui早的履带式拖拉机仍沿用了轮式拖拉机的设计,仅仅用两条履带取代了两个驱动轮,车体前部巨大的转向轮依然保留,通常是一个,也有使用两个的。严格说来这种车辆应该属于半履带车辆。
这种车辆的转向方式是驾驶员通过控制转向轮的偏转角度实现转向。很明显,这种转向方式效率极低,为增加偏航力矩,前轮要尽量往前伸,同时还必须增加转向轮的摩擦力,因此发动机也必须往前布置,浪费了机体长度,也产生大量结构重量。同时,前轮越靠前,转弯半径越大。驾驶员进行转向操作也是比较困难的。
尽管很快就有人认识到轮子是没有必要的,只需要使两侧履带产生速度差便可实现转向,没有转向轮的拖拉机也在1913年就出现了,但很多拖拉机仍采用转向轮的设计,连受拖拉机启发的坦克在诞生之初也在尾部安装了两个转向轮。一战后,转向轮淡出历史舞台,现代意义上的履带式拖拉机全面登场。
传统的履带式拖拉机/推土机通常只有一台发动机,需要一根横轴把动力转递给两侧的驱动轮,因此zui常见的转向方式就是在横轴和两侧终传动之间使用两个离合器,切断一侧动力就可造成两侧履带产生速度差从而实现转向。因此,转向方式其实与传动方式是密切相关的。
这种经典的转向方式简单有效,即使经历了从机械传动到液力机械传动,虽然有缺点但却一直沿用至今。但也出现了不同的类型,如euclid在五十年代推出的tc-12推土机,使用了两台发动机和两台变速箱组成两套独立的传动系统,各自驱动一条履带,因此转向只需要使用不同的油门和档位即可转向,甚至可以实行原地转向。再如万国收割机公司开发的行星式差速转向,它的特点是在横轴和终传动之间设有行星排,通过改变齿轮组合使两侧履带产生几个固定的速度比,因此转向时动力不中断,同时是一种有档位的转向。
针对传统离合器转向方式的缺点,卡特彼勒1986年在新开发的d8n推土机上使用了静液转向,其特点是在横轴上安装了一个转向液压马达,当驾驶员推动转向手柄时,马达开始旋转,通过两侧的行星排分别将两个方向相反的扭矩叠加到两侧的终传动,从而使履带产生速度差。
这种静液转向好处很多,转向时可以不切断动力,转向无级平滑,变速箱空档位置时甚至可以原地转向。同时大大减轻了劳动强度,也提高了生产效率。
小松当然也不甘落后,也开发了自己的静液转向系统,虽然基本原理相同,但实现上与卡特彼勒并不相同。卡特彼勒使用的是套管轴,技术难度大,加工复杂,价格昂贵,小松则使用一根单独的轴来传递转向扭矩,相对来说简单一些。
但由于液压马达的限制,卡特彼勒现在使用静液转向的zui大推土机只是d9t,小松的则是d275,基本与d9t同级。在更大的推土机上,无论是卡特彼勒还是小松都还在使用传统的离合器转向。
推土机传动技术的不断进步也改变了传统的转向方式,液压传动推土机的出现使得左右两条履带互相独立,转向变得异常简单,只需使左右两个液压驱动马达转速不同即可实现转向,原地转向也不是问题。同样的,电传动推土机的转向与液压传动推土机无异,只是液压驱动马达换成了电驱动马达。但目前无论液压传动推土机还是电传动推土机都不可能做很大,所以在世界*推土机如d11t、d575等仍然在使用离合器转向。
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