HST与HMT驱动优点分析

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2024年1月13日发(作者：)

新技术TECHNIQUEHST与HMT驱动优点分析 山东巨明机械有限公司技术中心 高奎增 齐金财 曹文龙○神崎高级工机制作所 王少伟目前市场上很多联合收割机的行走操控都采用液压驱动方式，给用户带来更加方便、舒适的体验。一般企业会选配HST（HydrostaticTransmission）的变速箱，HST最早应用于履带机式水稻联合收割机。但是对于大型的轮式联合收获机械，纯液压驱动的HST变速箱会存在不少问题。所以，液压和机械动力合流的综合传动技术—HMT（HydrostaticMechanicalTransmission）就显得更有优势。本文就HST和HMT两种驱动方式的原理和结构进行简单分析。一、传统HST变速箱对于HST液压传动，简单讲就是“泵+马达”组成的一个闭式液压回路，通过液压传动实现无级调速。具体实现，就是将马达直接装在变速箱上进行传动。由于纯液压传动中最高效率只有80%～85%，而在农机的实际作业使用中，最多只能达到70%～75%。发动机功率的损失较大，工作时就比较费油。液压马达的传动必须采用高压油管，而农机由于需要长时间在恶劣环境下大负载工作，液压系统长时间承受较大的负载，整个回路会产生大量的热量，使液压油温度上升，也会极大增加液压系统的故障率。也正是基于HST变速箱以上操纵灵活的优点和经济性的不足，所以我们在农机领域看到的HST的应用更多的是在履带机，而不是轮式机，尤其是大型的轮式联合收获机械，配备HST变速箱效果并不理想。二、HMT无级变速器HMT是一种液压和机械动力合流的综合传动技术，发动机驱动力通过齿轮传动与HST的液压驱动两个系统的结合，通过行星齿轮进行合成输出，既可以实现无级调速，又可以传递较大的功率。HMT实际上是一种双功率流传动系统，分为液压功率和机械功率两路传递。在HMT系统中，液压元件只负担最大功率的一部分，其他功率都由机械路传递。这相当于将液图1

HMT无级变速器工作原理图2 基于HMT无级变速器的传动方式2019.0954农 机 科 技 推 广AGRICULTURE MACHINERYTECHNOLOGY EXTENSION

TECHNIQUE新技术压无级变速功率扩大，传动总效率相对于液压传动显著提高。和静液压传动相比，负载量最大可提高30%，总传动效率可达85%以上。表1 HST与HMT的对比对比内容操作性能0速开始变速调整传动效率使用寿命中立性能关联部件成本质量稳定性车速范围(参考）HST高高低，小于75%低一般一般低0～25km/hHMT高高高，大于85%高一般低高0～30km/h简单来说，HMT传动系统最本质的特点就是通过机械传动实现功率传递，通过液压机械相结合实现无级变速。这种驱动方式满足图2所示的规律。三、结论通过两者结构和工作原理的分析，并结合巨明公司与国外合作企业联合实验结果，可以得出HST与HMT的对比结果。见表1。总的来说，HMT有以下优点：变速幅度大，省油经济，变速平稳，操作简单，作业舒适。HMT将会是大型轮式联合收获机械驱动方式的最佳选择，至于后续的改进升级，中立性能有待提高，在电控化方面，也有很大的发展空间。改进方法：在收获机侧板前部布置圆盘状切草刀，直径340mm（图1），通过链条传动驱动旋转，将侧板前方的杂草切断，避免杂草缠挂在侧板上。（上接53页）为解决问题，对挖掘铲做了改进。（1）将一体式挖掘铲分为两个独立的挖掘铲。（2）挖掘铲结构呈五边形，五个边分别为左右主铲刃、左右副铲刃和后缘。（3）前部左右两条主铲刃在前端相交，形成铲尖，铲尖角度88°。（4）铲面沿中线分为两个小铲面，形成中间为铲脊、两个小铲面向下倾斜的结构，两个小铲面的横截面夹角为170°。（5）两个独立的挖掘铲相对于收获机中线对称布置，相邻两副铲刃之间留有7cm间隙，副铲刃与侧板之间的间隙也为7cm。工作时，机具前方位于两铲尖之间的杂草，将沿内侧铲刃线滑动，并进行切割，即使不能切断，也会滑到两铲之间的间隙处，与挖掘铲脱离。同时，两铲铲尖外侧的杂草，将沿外侧铲刃线滑动，并进行切割，即使不能切断，也会滑到铲刃与侧板之间的间隙处，并脱离。这种设计有效避免了铲刃挂草现象，同时也解决了铲面粘土问题，保证了挖掘铲的入土性能和挖掘性能。2.用圆盘状切草刀取代滑草辊 原机在左右两侧板前方设置有滑草辊，目的是防止杂草缠挂在侧板前端。当杂草高大，且数量很多时，滑草辊失去了功能。图1圆盘状切草刀3.增加输送链横杆间隙 原机输送链上布置有若干横杆，横杆之间留有50mm间隙，用于将薯块和土壤分离。由于种植区土壤粘重，且含水量较大，导致马铃薯薯块和土壤分离效果差。改进方法：加大输送链上横杆之间的间隙，从原来的50mm变为70mm，分离效果得到极大改善。经测试，明薯率达到97%。五、讨论4U-83型马铃薯收获机经过上述改进，整体性能有了很大提高，经过两个收获季节实际作业检验，比较适合当地作业条件。AGRICULTURE MACHINERYTECHNOLOGY EXTENSION2019.09农 机 科 技 推 广55

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