液压马达高低速切换有三条常见路径:改变供油流量、改变马达排量、改变机械减速比。哪种方案合适,取决于低速扭矩、高速流量和切换时是否带载。
| 方案 | 速度变化方式 | 适用特点 |
|---|---|---|
| 改变泵或阀流量 | 流量增大,转速提高 | 控制简单,适合连续调速 |
| 双速或变量马达 | 排量减小,转速提高 | 适合重载低速、轻载高速 |
| 机械换挡 | 改变减速比 | 效率较高,但结构和控制更复杂 |
马达转速近似与流量成正比、与排量成反比;理论扭矩近似与排量和压差成正比。因此排量切到小档后速度提高,但在相同压差下输出扭矩会下降。
履带设备常用大排量档起步、爬坡和原地转向,用小排量档进行轻载转场。如果设备在高阻力或坡道上直接切到小排量,高速档扭矩可能不足,表现为速度不升反降、系统压力升高甚至制动拖滞。
切换信号应结合主回路压力、车速和操纵状态。部分系统会在压力超过设定值后自动回到大排量档,以保持牵引能力。
假设马达排量 200 ml/r、容积效率 0.90,供油从 30 L/min 提高到 60 L/min,理论转速约从 135 r/min 提高到 270 r/min。若使用节流阀把多余流量压掉,压差越大,发热越明显;长时间高速运行更适合由变量泵直接调节输出流量。
在 20 MPa、60 L/min 下,液压输入功率约 20 kW。散热设计不能只按低速档工况估算。
调试时应同步记录入口压力、回油背压、控制压力和转速。只看主压力表,很难定位排量机构是否真正切换到位。
应提供低速和高速目标值、两档负载、系统可用流量、工作压力、马达排量范围、切换频率、是否允许停车换挡,以及制动器和减速机参数。对于行走设备,还要给出整机重量、轮径或链轮节圆、爬坡角度和转向方式。