后退Ⅱ档 后退Ⅲ档 最大牵引力 尺寸 型式 全长 全宽 全高（至排气管顶端） 全高（至驾驶室顶端） 发动机 型号 型式 缸数-缸径×行程 活塞排量 额定功率/额定传速 最大扭矩 燃油消耗率 康明斯NT855-C280(第三代) 增压水冷直列四冲程 角铲/直倾铲 0-7.7 km/h 0-13.2 km/h 207kN 6060/5750 mm 4365/3725 mm 3395 mm 3354 mm 6-139.7×152.4 mm 14010 ml 162 kW/1800 r/min 1078 N.m/1250 r/min 208 g/kW.h 2.2 ZD220-3推土机变速转向液压系统设计
变速转向液压系统设计作为推土机设计的重要组成部分，设计时必须满足工作循环时对速度和方向控制所提出的全部技术要求，且静动态性能好、效率高、结构简单、工作安全可靠、寿命长、经济性好、使用维护方便。 2.2.1 ZD220-3推土机变速转向液压系统原理分析
ZD220-3推土机变速转向系统采用液力机械传动方式、行星齿轮式动力换挡
变速器、弹簧压紧油式分离常结合式转向离合器。
⑴ 液力变矩器工作原理
泵轮组件中的泵轮由螺栓和驱动壳连接，驱动齿轮由螺栓和驱动壳连接。驱动齿轮直接插入发动机飞轮齿圈内，故泵轮随发动机一起旋转。导轮由螺栓和导轮毂连接，导轮毂通过花键和导轮座连接，导轮座又通过螺栓和变矩器壳连接，故导轮和变矩器壳一起，是不旋转的。涡轮和涡轮毂用铆钉铆接在一起，再通过花键和涡轮输出轴连接，涡轮输出轴通过花键和联轴节连接，将动力传递给其后的传动系统。泵轮随发动
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机一起旋转，将动力输入，导轮不旋转，涡轮旋转，将动力输出，三者之间相互独立，轮间间隙约为2mm。
泵轮、涡轮、导轮自身由许多叶片组成，称之为叶栅，叶片由曲面构成，呈复杂的形状。变矩器在工作时，叶栅中是需要充满油液的，在泵轮高速旋转时，泵轮叶栅中的油液在离心力的作用下沿曲面向外流动，在叶栅出口处射向涡轮叶栅出口，然后沿涡轮叶栅曲面作向心流动，又从涡轮叶栅出口射向导轮叶栅进口，穿过导轮叶栅又流回泵轮。泵轮、涡轮、导轮叶栅组成的圆形空间，称之为循环圆。由于涡轮叶栅曲面形状的设计，决定了涡轮和泵轮在同一方向旋转。这样，变矩器叶栅循环圆中的油液，一方面在循环圆中旋转，一方面又随泵轮和涡轮旋转，从而形成了复杂的螺旋运动，在这种运动中，将能量从泵轮传递给涡轮。
涡轮的负荷是推土机负荷决定的。推土机的负荷由铲刀传递给履带行走系统，再传给终传动、转向离合器、中央传动、变速器和联轴器总成，最终传递给变矩器涡轮。
涡轮负荷小时，其旋转速度就快；负荷大时，旋转速度就慢。当推土机因超载走不动时，涡轮的转速也下降为0，成为涡轮的制动状态。这时，因涡轮停止转动，由泵轮叶栅射来的油液，以最大的冲击穿过涡轮叶栅冲向导轮，在不转的导轮叶栅中转换成压力，该压力反压向涡轮，增大了涡轮的扭矩，该增加的扭矩和涡轮旋转方向一致，此时涡轮输出扭矩最大，为泵轮扭矩的2.54倍。涡轮随着负荷增大，转速逐渐降低，扭矩逐渐增加，这相当于一个无级变速器在逐渐降速增扭。这种无级变矩的性能与易操纵而挡位较少的行星齿轮式动力换挡变速器相配合，使推土机获得了优异的牵引性能。
液力变矩器是依靠液力工作的。油液在叶栅中流动时，由于冲击、摩擦，会消耗能量，使油发热，故液力变矩器的传动效率是较低的。目前，国内外最好的液力变矩器其最高效率为88%。当变矩器的涡轮因推土机超负荷而停止转动时，由泵轮传来的能量全部转化成热量而消耗掉，此时变矩器效率为0。要想提高变矩器的传动效率，就要掌握推土机的负荷，使涡轮有适当的转速、推土机有适当 的速度；即当推土机因负荷过大而走不动时，要及时减小负荷，提一下铲刀或由II挡换为I挡。
⑵ 行星齿轮式动力换挡变速器工作原理
ZD220-3推土机变速器采用行星齿轮式动力换挡变速器的结构，该变速器主要
由四个行星排、四个固定式离合器和一个旋转闭锁离合器构成。控制机构采用液压系
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统控制。搬动操纵阀手柄，进入变速箱的液压油止动住其中两个离合器，使变速箱输出轴得到某一个转速及转向，止动不同的两个离合器，即得到不同的转向及转速，共有三个前进档和三个倒档。分别如下:
表2.2 ZD220-3推土机档位分配图
前进一挡 前进二挡 前进三挡 后退一挡 后退二挡 后退三挡 NO.1和NO.5 NO.1和NO.4 NO.1和NO.3 NO.2和NO.5 NO.2和NO.4 NO.2和NO.3 ⑶ 转向离合器和转向制动器工作原理
变速器的动力传入中央传动后，就从纵向传动变为横向传动，由横轴分别传给左、右两个转向离合器。
ZD220-3推土机的转向离合器是弹簧压紧、液压分离、常啮合、温式摩擦片结
构型式。它包括外鼓、内鼓、压盘、外摩擦片、内齿处、活塞、螺栓、套筒与活塞连接成一个整体，大、小弹簧支撑在内鼓上，弹簧的安装负荷推动活塞向右移动，带动压板将摩擦片和齿片压紧在一起，实现接合传力。弹簧共8组，总安装负荷3.2T，有足够的压力压紧摩擦片以传递力矩。
当推土机需要转向（如拉动左转向拉杆）时，淮压油充入转向离合器活塞和轮毂之间的油腔，油压力推动活塞，带动压盘向左移动，摩擦片和齿片松开，不再传递力矩，推土机左侧失去动力，在右侧履带的推动下向左转向。转向结束时，松开拉杆，液压油在活塞推动下回流，转向离合器重新接合传力，推土机恢复直线行驶。
ZD220-3型推土机转向制动器是液压助力、浮动湿式制动带式。它包括安装在
转向离合器外鼓上的制动带、助力活塞、连杆、浮动杆、连杆等零件。由于浮动机构的优越性能，不论离合器外鼓是正转还是反转，制动时都很平稳，不会产生制动冲击。 2.2.2 ZD220-3推土机变速转向液压系统原理图的拟定
通过对ZD220-3推土机变速转向液压系统原理的分析，可将该液压系统划分为
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两个独立的子液压系统：转向制动液压系统和变速液压系统。
⑴ 转向制动液压系统原理图
图2.1 转向制动液压系统原理图
1粗滤器 2转向泵 3细滤器 4分流阀 5溢流阀 6、7转向阀 8、9转向离合器液压缸 10安全阀 11油冷却器 12背压阀 13后桥箱 14同步伐 15、16安全阀 17、18制动阀 19、20制动器液压缸 A、B、C、D、E、F油压测试点
转向泵2与分动箱连接，将机械能转化为液压能，使油液自后桥箱13吸出并经粗滤器1和精滤器3过滤而进入分流阀4，由分流阀将液流流量按3：1的比例分配给转向阀和制动回路。转向阀的工作压力由顺序阀5来保证。顺序阀溢出的油进入变速回路后与变速回路的油合流，然后进入变矩器。
在正常情况下，不操纵转向手柄时，由分流阀流至左或右转向阀的压力油被封闭在转向阀内，不向转向离合器供油，此时，转向离合器处于接合状态。在左、右转向阀上都有一小孔，通过此小孔不断向左、右转向离合器补充少量油液，使离合器工作腔内始终充满油液。一旦操纵转向阀，离合器就立即分离，提高了灵敏度。分别操纵阀6或7，可使左或右离合器分离，实现左或右转向；若同时操纵阀6、7，使左右离合器同时分离，则推土机停驶。
制动回路的工作原理与转向回路相同，系统的压力顺序阀挑定。由在正常情况下，不操作制动手柄时，由分流阀流至左或右制动阀的压力油被封闭在制动阀内，不向制动液压缸供油，此时，制动液压缸不工作。当分别操作17或18制动阀时，使左或
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右制动液压缸进油，实现制动。
⑵ 变速液压系统原理图
图2.2 ZD220-3推土机变速液压系统原理图
1变速泵 2调压阀 3快回阀 4减压阀 5变速阀 6启动安全阀 7换向阀 8液力变矩器 9溢流阀 10背压阀
来自变速泵的液压油经过滤器一路进人调压阀2，另一路进入快回阀3。当系统压力逐步升高到某一值时，来自快回阀3的控制油经调压阀2的遥控口推动该阀阀心向左移动。此时液压油经溢流阀9向液力变矩器8供油，完成变矩器8的蜗轮输出轴与变速箱输入轴之间的动力输出。当变速阀5在空挡位置时，系统压力油经减压阀4进入第五离合器液压缸，同时进人启动安全阀6，由于节流作用，缓慢推动该阀阀心移动，使阀口通道与主油路接通，这样当变速阀5换上挡时能迅速使压力油进入。如直接换上挡位置，刚启动安全阀6进油油路被截断，使机车不能行驶。当变速阀在一挡位置时，液压油经快回阀3进入减压阀4减压到1．25MPa，再经启动
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