摘 要

自行式模块化液压载重车主要是用来对港口或船厂以及各类大型或者重型的货物进行运输或组装。

近些年来我国的经济发展越来越好，工业也在快速进步,一些重要的工程车辆也急需制造，其中自行式模块化液压载重车得到广泛的应用。

此课题针对各个大型设备的制造与运输设计了一款全液压驱动的载重车，主要设计行走驱动系统。这个设计主要分为三个部分：驱动液压系统的设计、行走要求的解决以及节能分析与优化。

此设计的主要内容包括驱动行走系统的设计，工作参数的计算，元件的选型，以及液压站的装配和油箱的设计等部分。

关键词：自行式，模块化，液压载重车，行走驱动系统

Abstract

Self-propelled modular hydraulic trucks are mainly used for the transportation or assembly of ports or shipyards as well as various large or heavy cargoes.

In recent years, our country’s economic development has been getting better and better. Industry is also rapidly advancing, and some important engineering vehicles are in urgent need of manufacturing. Among them, self-propelled modular hydraulic trucks are widely used.

This project has designed a fully hydraulically-driven truck for the manufacture and transportation of large-scale equipment, and designed the traveling drive system. This design is mainly divided into three parts: the design of the drive hydraulic system, the solution to the walking requirements, and the energy-saving analysis and optimization.

The main contents of this design include the design of the drive system, the calculation of the operating parameters, the selection of the components, and the assembly of the hydraulic station and the design of the fuel tank.

Keywords：Self-propelled；Modular；Hydraulic truck；Traveling drive system；

目录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1研究目的及意义 1

1.2国外研究现状 1

1.3国内研究现状 2

1.4本章小结 2

第2章 行走驱动系统原理设计及工况分析 3

2.1工况分析 3

2.2设计要求 3

2.3驱动原理 3

2.4方案设计 5

2.5驱动行走系统的设计 5

2.6本章小结 8

第3章 液压驱动系统的计算和选型 9

3.1系统设计的主要参数 9

3.2系统工作压力的确定 9

3.3 运行阻力的计算 9

3.4液压马达和液压泵的选择 10

3.5 液压泵的选型 12

3.6控制系统液压元件的选型 13

3.7 发动机的选择 13

3.8本章小结 14

第4章 油箱的设计 15

4.1液压油箱有效容积的确定 15

4.2 油箱的附件 15

4.3 液压泵的安装形式 16

4.4本章小结 16

第5章 液压系统的性能验算 17

5.1 压力损失验算 17

5.2 系统温升验算 17

5.2.1 发热功率和散热面积 17

5.2.2 冷却系统的设计 18

5.3本章小结 19

第6章 系统的节能优化设计 20

6.1行走系统功率分析 20

6.2发动机与液压系统的匹配原理 21

6.3最佳工作点的选取 22

6.4负载与泵的匹配 22

6.5本章小结 23

第7章 经济性与环保性分析 24

第8章 总结与展望 25

8.1总结 25

8.2展望 25

参考文献 27

致谢 28

第1章 绪论

1.1研究目的及意义

伴随着我国经济的急速提升，一些在机械方面、石油方面、桥梁与道路建设方面以及航海与军事方面的大型以及重型产品的制造与运输需求也迫在眉睫。这些大型甚至重型的工程项目的设计、制造、运输与施工都需要一些专用设备去配合完成，所以针对这方面的车辆的研究至关重要。国外对液压载重车的研究较早，技术也比较成熟，这就对国内液压车的设计造成了比较大的压力。为了提升国家液压车在国际中的占比，各高校纷纷致力于液压载重车的研发。本课题设计的自行式模块化液压载重车行走驱动系统是为了设计一款全液压驱动控制的载重车，解决大型或重型部件的运输问题，同时采用功率匹配等节能方法，使资源充分利用，避免过度浪费。

1.2国外研究现状

国外自行式液压载重车的研究始于二十世纪三十年代。经过几十年的研究，液压载重车现在已经实现了计算机控制的全液压自动化功能。他们不仅生产用于运输和安装超大型物体的组合式液压载重车，还针对不同的需求设计了各种液压卡车。例如，为钢铁厂设计的物料运输车辆，为船厂开发的船体运输车辆，以及特别设计用于施工交通桥梁的预应力混凝土箱梁运输车辆。

在欧洲，有大量的自行式液压载重车制造商，主要来自德国，意大利和法国。根据不同客户的不同要求，开展有针对性的设计和制造，为客户打造定制化，技术先进，操作简单，可靠，现代化的全液压自行式液压车。它们的设计和制造符合特定用户的特殊要求，使得自行式液压载重车可以满足这些用户的要求，并且液压载重车的结构和功能也得到了进一步的扩展。

液压载重车的最大载重量目前超过一千吨。例如，KAMAG有十二个车轴和一百九十二个轮胎。一台三十二米长，十米宽的液压卡车的吨位已超过一千三百辆。这些液压载重车配备了电子装置，用于检测货物的质量和位置。将多台液压载重车组合成一个大型运输平台，或者将多台液压载重车无需任何机械连接，然后将多个可编程电子转向系统相互结合起来实现对同步转向的控制，例如CHEUREL，广泛应用于大型项目，其中大部分都是模块化装配应用。拼接单元采用模块化组装，最大吨位可达12500吨。

为了提高产品竞争力，一些液压载重车制造商很早就开始关注高科技应用。这些高科技车辆的应用极大地提高了液压载重车的兼容性，使用寿命和易操作性。促进液压卡车发展到今天的惊人繁荣。

1.3国内研究现状

国外液压汽车的研究起步较早，二十世纪八十年代，中国开始设计和制造液压载重车。刚开始的研究工作是由意大利NICOLA公司和上海电力环保设备总厂合作完成的,由于起初国内市场的景气不好，研发受到的限制。

最早的行走驱动是靠人力或动物的力量来直接驱动的，这种方法简单又费力；之后，就产生了机械传动，把动力经过一些齿轮等机构，传递到所需动力的地方；接着就是现今比较常用的电驱动机械传动；再就是近年来兴起的液压驱动了。此设计就是采用全液压驱动。

随着国民经济的发展,比如燕山大学、同济大学、北京航空航天大学、西南交通大学、长安大学等高校。后来，在与相关的企业进行合作,在充分消化吸收国外先进技术的基础上,研制础了各种各样的自行式液压载重车,促使国内出现了一大批液压载重车制造商。

近年来，国内大型自行式液压载重车厂商纷纷涌现,在高校和科研部门的紧密配合下自主研发了多种系列的载重车,替代了国外进口产品,在国家和企业的进口车辆方面为其省下了一大笔钱,同时在我国液压运输车辆方面提供了主要技术,加强了我国的技术实力，提升了国际影响力。

总的来说，国外对载重车的研究起步比较早，技术也比国内成熟；国内研究起步较晚，技术落后。这方面的研究需要加强。

1.4本章小结

这一章重点介绍了此设计的研究目的和研究意义，以及国内和国外对液压载重车的研究现状。总的来说，国外的技术比国内先进。液压驱动是近年来才发展起来的，技术不是很成熟，在控制与节能方面还需要加强。本章让我对设计的题目有了具体的、清晰的认识，对载重车也有了比较全面的了解。下一章将对设计的具体要求进行分析，初步建立驱动原理。

第2章 行走驱动系统原理设计及工况分析

2.1工况分析

该设计的液压载重车的工况有平路高速行驶、满载平路行驶与满载爬坡行驶三种主要的行驶方式。其中满载爬坡和平路高速行驶时消耗的功率比较大，平路高速行驶时，可以控制液压泵的排量来控制车速；满载平路行驶时也可以通过控制液压泵来实现对车辆速度的控制；满载爬破时，需要降低速度，增加输出力，保证车辆有充足的动力前进，这就需要增加液压泵和液压马达的排量，让车辆的动力达到最大。

2.2设计要求

1、自行式模块化液压载重车以发动机为外挂动力源，5轴线10悬挂，行走为液压马达驱动，由操作员统一遥控操控。

2、对行走驱动系统的要求；

a) 能行走驱动和制动，行走方向多模式可控、制动可靠；满足被拖动时的工况；

b) 同向行驶时马达同步，转弯时各组马达存在差速；在小范围行驶调整时，具有寸进缓行功能；

c) 一组车轮打滑时，马达不失速，转矩（即驱动力）有保证；

d) 采用泵马达闭式回路，保证与发动机的功率匹配。马达爬坡性能及行走速度无级调节（由加速器控制）；

3、系统采用双驾驶室面板按钮操作控制，并具有吸排油过滤、换油排放、补油、冷却、油箱液位和液温控制，紧急停机、防止过载功能；

4、设计系统方案论证充分、要有新意和适当的创造性，对泵与发动机功率匹配和马达驱动行走速度的调节性能和节能进行优化设计分析；