轮胎压路机防打滑控制方法研究

朱正龙，李天富，曹楚君，金明

(三一重工股份有限公司，湖南长沙 410100)

轮胎压路机防打滑控制方法研究

朱正龙，李天富，曹楚君，金明

(三一重工股份有限公司，湖南长沙 410100)

因轮胎压路机的左右轮附着条件不相同，当驱动轮中某一个轮胎的驱动力大于地面附着力，就会出现打滑，压路机就会产生滑转。打滑既可能导致马达超速从而引起马达损坏，也会导致压路机不能正常工作。从液压控制方面提出几种轮胎压路机防打滑的方法。

轮胎压路机;防打滑;控制方法

1 防打滑机理

轮胎压路机的左右轮附着条件不相同，特别是在爬坡工况下，没有加防滑转功能的轮胎压路机最大爬坡能力受限于地面附着力，当地面的附着力很小而驱动力较大时，即压路机提供的驱动力大于地面的附着力，压路机就会产生滑转。轮胎压路机等速上坡受力简图如图1所示。

图1 轮胎压路机等速上坡受力简图

轮胎压路机能正常行驶的条件为:

式中:Pψ为总附着力;PK为总驱动力;f为滚动阻力系数;G为重力;α为爬坡角度。

式中:ψ1为后轮附着系数;ψ2为前轮附着系数;h为压路机重心离水平面的距离;L为前后轮胎中心距离;l为压路机重心距后轮的距离;Δp为行驶马达进出口压差;i为减速机减速比;q为行驶马达排量;r为轮胎有效半径;ηm为马达机械液压效率;ηf为马达与减速机机械效率。

当驱动力大于附着力 (PK≥Pψ)时，轮胎压路机就会出现打滑。

2 轮胎压路机防打滑方案

目前轮胎压路机动力传动路线有3种:第1种为:发动机→泵→马达→桥→轮胎，简称一泵一马达驱动，驱动轮胎通常为4或5个且通常在后轮;第2种为:发动机→泵→马达→轮胎，简称一泵二马达驱动;第3种为纯机械式传动:发动机→ (变速箱)→桥→轮胎。

2.1 防打滑方案一

适用于轮胎压路机3种动力传动的防打滑控制，采用全液压轮胎压路机的制动系统进行防滑控制，原理图见图2，该系统由制动泵、充溢阀、蓄能器、制动阀、电磁换向阀、制动器组成。

图2 液压控制刹车压力防滑系统图

压路机不打滑正常工作时，电磁换向阀5不得电，充溢阀2为系统提供足够的制动压力，蓄能器3保证系统始终储存有制动压力，制动阀4用于压路机行车制动，制动器用于轮胎制动。当出现某一边或两边同时轮胎打滑时，通过压力或速度传感器传递信号给显示面板或通过眼睛观察判断打滑为单边打滑或双边打滑，若为单边打滑，将打滑信号输入到电磁阀对应的控制按钮，使打滑一侧对应的电磁阀得电，再慢慢踩动制动阀，让制动器抵消一部分驱动力，即减小PK，直到总驱动力小于附着力为止，压路机停止打滑;若为双边打滑，则直接踩制动阀提供一部分制动压力消一部分驱动力，即减小PK，直到总驱动力小于附着力为止，压路机停止打滑。

2.2 对于一泵两马达的液压系统

(1)对于一泵两马达轮胎压路机驱动系统，可采用图3所示的方法实现防打滑控制。控制原理如下:在压路机直线行驶时，若两马达的速度不一致，则控制器判断压路机出现打滑，对打滑的马达进行电流调节，在调节马达电流的过程中，马达速度不断地反馈给控制器与另一侧马达速度进行比较，直到速度一致控制器停止防滑控制;在转向的过程中，通过转向角度传感器将角度传给控制器，由控制器计算转向时两个马达速度速比，若实际速比与计算速比不一致，则判断打滑，进行防打滑控制。该系统具有简单、能量消耗小、无极变速等优点。

图3 电控防打滑控制系统

(2)采用防打滑阀进行控制实现防打滑，如目前三一全液压平地机就采用该类控制方法，如图4所示。

图4 同步分流阀防打滑控制系统

该防打滑系统是由柱塞泵、防打滑阀与2个柱塞马达组成的闭式回路，其中在接到2个马达的回路上接有2个压力传感器，当检测到2个马达的压力不一致时，控制器判断为打滑，防打滑阀中的电磁阀得电，进行强制分流控制，来实现防打滑控制;当某一个马达产生打滑时，短时间会高速旋转，需要用防打滑阀上的单向溢流阀进行补充油液。另外也可以通过速度传感器采集2个马达的转速来判断马达是否在打滑，通过同步分流阀进行控制实现防打滑。该控制方法有一个缺陷是同步分流阀发热比较严重，若同步分流阀经常处在打滑发热状态，容易损坏电磁阀上的密封件。

3 结束语

对于带有驱动桥的轮胎压路机，可采用带差速锁的驱动桥防止打滑，容易实现防打滑控制，但带差速锁驱动桥成本高。因此具体应用中采用哪一种控制方式进行防打滑控制，需要根据实际情况而定;马达使用的是电比例控制方式，可采用控制器进行打滑控制，采用液压控制系统削减驱动力和采用同步分流进行防打滑控制，其控制方式简单可靠，且3种控制方式均在三一产品上得到了实际的验证，选择哪一种控制方式需根据实际情况进行。

［1］尹继瑶.压路机设计与应用［M］.北京:机械工业出版社，2000.

［2］尹继瑶，李宗.全轮驱动振动压路机的爬坡能力与防滑转原理［J］.中国工程机械学报，2004(1):41－45.

［3］赵杏树.静液压驱动车辆电子防打滑系统实现［J］.液压气动与密封，2011(10):67－69.

［4］尹继瑶.国外压实机械新技术与新产品［J］.中国工程机械，2003(5):70－73.

［5］赵竞.液压双驱压路机的防滑转控制［J］.工程机械，2007(4):67－68.

［6］刘凯，苏早，贾干，等.一种新型轮胎压路机传动装置［J］.建设机械技术与管理，2010(7):109 －110.

Research on Anti-slip Control Method for Tyre Roller

ZHU Zhenglong，LITianfu，CAO Chujun，JIN Ming
(Sany Heavy Industry，Changsha Hunan 410100，China)

Due to the differentadhesion conditions of tyre rollerwheels，when a driving force of one tyre is greater than the adhesion，roller tends to slip.Slipmay lead tomotor overspeed so as to lead tomotor damage，and also lead to roller can'tnormalwork.So severalmethodswere put forward from the aspect of hydraulic control to achieve anti-slip control of tyre roller.

Tyre roller;Anti-slip;Controlmethod

TH-39

A

1001－3881(2014)10－129－2

10.3969/j.issn.1001 －3881.2014.10.039

2013－05－04

朱正龙 (1981—)，硕士研究生，工程师，从事流体传动与控制研究工作。E－mail:zzl10618@126.com。