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装载机动力匹配国内研究现状过对比液力机械传动与液压传动，得出在牵引性能与经济性能上，液压传动均优于液力机械传动。但液压系统国产配件可靠性低，通常都选用价格昂贵的国外产品，并且对工作环境要求苛刻。因此，目前只有小部分装载机采用液压传动系统，绝大部份的装载机行走机构仍使用传统的液力机械传动。8420
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液力机械传动的核心就是液力变矩器，液力变矩器的原理很简单，就是将机械能转化为液体动能，液体动能再转化为机械能。其内部结构如图1所示。
图1 液力变矩器内部结构
图1中，三个叶轮从左到右依次是涡轮、导轮和泵轮。工作时，泵轮旋转带动变矩器内工作油液流动，工作油液经过导轮冲击涡轮，进而使涡轮旋转。
图2 液力变矩器示意图
我国工程机械行业装载机变矩器、变速箱应用主要有二派，一派是采用单级四元件双涡轮变矩器、二前一后行星式动力换档变速箱，如我国4、5吨级装载机通用的ZL40/50双涡轮、行星式动力换档变速箱。该箱是二十世纪60年代产品，己有近50年的历史。虽然经过几十年的不断改进和发展，技术己基本成熟、性能也趋稳定。但如今技术水平显得比较落后，其不能满足装载机进一步发展的要求。主要由于双涡轮变矩器最高效率相对三元件变矩器较低，又效率曲线存在二个波峰，不易实现自动控制。
图3 单级四元件双涡轮变矩器原理图
第二派是采用单级三元件变矩器、定轴式变速箱。在4吨、5吨级装载机上采用此类变速箱的装载机厂家主要有常林、山工、成工等。这些厂家的变速箱大都为测绘国外同类产品或自行开发，采用了手动换档，由于档位较多且未实现电控换档，存在高低速及变速二只换档杆，换档比较繁琐。国内3吨及3吨级以下装载机大都采用此类型变速箱。
2）装载机动力匹配国内外研究现状
液力变矩器作为液力机械传动系统的核心部件，其性能的好坏对整个传动系统的影响至关重要。液力变矩器的使用已有几十年历史了，国内外大量的研究者对它的性能作了大量的研究。国外一些的研究者还对它的内部流动进行了计算，通过流动的情况分析液力变矩器的性能。近年来，随着国内CFD技术的发展，国内的吉林大学、同济大学、武汉理工等科研院校也开始采用CFD技术模拟变矩器内部流动，并分析变矩器的性能。
早在上个世纪70年代，许多国外汽车厂商和科研机构便开始着手开发汽车传动系统计算软件，例如美国通用、福特、康明斯等国外汽车公司，它们都开发了各自的汽车性能计算软件，但这些软件都只在企业内部流通，用户较少。目前商业化最成功的是AVL公司的Cruise软件，其次是美国GammaTechnologies公司的GT-Suite软件中的Drive模块，这两款商业软件被大量运用于商用车的车辆性能仿真计算上。另外，使用非常广泛的还有Advisor高级车辆仿真软件，该软件是美国能源部在Matlab和Simulink环境下开发的一款免费软件，具有一定的权威性，因而被大量科研院校及机构使用，在被AVL公司收购前，它的最后免费版本是Advisor2002。这些通用的汽车性能计算软件通常都会自带一些欧洲和美国的驾驶循环工况，可以方便的对商用车的动力性与经济性进行计算。以上三款软件均具有一定的权威性，在国内均有大量的用户。目前还没有权威且通用的装载机工作循环标准，并且装载机工作循环过程比较复杂，因此，前面提到的这些商业软件还不能直接用于装载机工作循环的模拟。
国外对装载机整机建模技术进行了大量的研究，一些国外大型工程机械公司都搭建了详细的装载机整车模型，图1．4为LMS公司为某客户搭建的具有负荷敏感系统的装载机详细模型(液压系统部分)，该模型对铲土过程进行了大量的简化，故未能有效的模拟装载机的工作循环过程。由于装载机液压系统建模过程比较复杂，故目前国内尚未有研究者建立包括行走机构和工作机构的装载机详细模型。随着Matlab／Simulink建模技术的发展，国内外研究者采用simulink搭建了一系列装载机传动系统模型，进行装载机行驶过程的模拟。这些模型的建模思路基本一致，如图1．5所示。模型在建立过程中，均进行了大量的简化，忽略了装载机的液压系统部分，直接将油泵扭矩消耗和柴油机附件扭矩消耗作为某个固定的值进行扣除，铲土过程的外负荷直接采用文献中提到的铲土受力计算公式进行计算。由于在建模过程中进行了过多的假设，导致计算结果过分的偏离真实情况，最终无法进行试验验证。如果采用这样过分简化的模型去模拟装载机的实际工作循环，工程实用价值受到很大局限。国内装载机动力匹配的研究长期处于缓慢发展状态，无法适应当前装载机动力匹配工作的需求。因此，目前国内相关厂家也正在积极寻求更好的装载机动力匹配计算解决方案。