本书从装载机的功能需求着手介绍了装载机对传动系统的性能要求，基于能量在装载机传动系统和液压系统之间的分配规律阐述了装载机对能量传递的要求，并介绍了传统装载机传动系统如何满足这两方面的要求；然后在此基础上介绍了近年来新兴的适用于装载机的无级变速传动技术，以及利用该技术开展装载机传动系统和液压系统功率合理分配控制的尝试和实践；最后介绍了新能源装载机对传动系统的要求，以及如何利用新能源技术在提高装载机能源利用率的基础上提高传动效率的理论和方法。
本书可供工程机械设计、研发等相关技术人员参考使用，也可供工科院校相关专业师生参考。
本书全面介绍了包括新能源装载机在内的装载机各种传动系统的关键技术，作者深耕装载机传动系统领域多年，具有较高的水平，有燕山大学校长作序推荐。
装载机是一种土方机械，其工作过程往往要求传动系统与液压系统配合工作，传动系统以合适的行驶速度和足够的牵引力配合液压系统驱动工作装置将物料铲装进入铲斗，随后再完成一系列的运输和卸载任务，装载机就这样周而复始地重复装卸作业。以往关于装载机的著作较多地关注于液压系统，专门讨论装载机传动系统的著作较为少见。其实，装载机传动系统是非常值得关注的，不仅仅因为它关乎装载机的传动效率、工作效率和关键零部件的使用寿命，还关乎传动系统与液压系统的功率分配比例。随着制造和控制技术的发展，一些新型的传动系统逐渐应用于装载机，由此衍生出关于装载机的一些新的传动理念和科学问题，值得深入探讨和研究。另外，新能源技术也在工程机械领域不断渗透，新能源技术在装载机上的应用必然会对传动系统提出一些特别的要求，本书一并予以研讨。
本书首先从装载机功率分配及耗散规律入手，对处于一线工地的装载机循环工况进行了广泛深入的调查研究，利用数据挖掘的方法，总结出了装载机作业过程中的功率分配及其耗散规律，制定了面向装载机作业终端功率需求特性的装载机循环工况数值文件，为装载机的正向设计与逆向仿真提供了基础数据文件，并总结出了装载机分配给传动系统与液压系统的功率在发动机输出功率约束下呈互补关系的规律。对于探索利用各种新型传动方案的装载机利用速比调节功率分配比例提供了理论支持。
其次，根据装载机动力传动的特点，确定了对传动系统的要求，比较了多种能够满足装载机传动要求的传动系统的优势和缺陷，得出无级变速传动系统是装载机最理想的传动方案的结论。在诸多能够实现装载机无级变速传动的方案中，确定了每一种无级变速传动方案的适用范围。经过农业机械领域和军事机械领域的迭代和优化，静液-机械复合传动无级变速系统具有传动效率高、变速范围宽、传递功率大和耐受突变载荷能力强的特点，21世纪初，逐渐进入装载机无级变速传动系统大家族。通过建立数学模型和数值仿真等方法，充分论证了该传动系统适合于装载机，然后又基于装载机分配给传动系统与液压系统的功率在发动机输出功率约束下呈互补关系的规律，提出了利用无级变速系统速比调节装载机传动系统与液压系统功率分配比例的方案。通过一系列的仿真和试验证实了相应结论的正确性和有效性。
最后，基于装载机工作强度大、耗能率高和具有极强的规律性等特点，提出了混合动力装载机的七种节能途径，从根本上厘清了混合动力装载机的节能机理。在此基础上，提出了同轴并联混合动力、电力变矩混合动力、增程式混合动力和油-液混合动力等各种混合动力装载机的结构构型。每种构型均提出了对传动系统的具体要求，还着重利用仿真和试验的方法，对同轴并联混合动力装载机和电力变矩混合动力装载机的节能效果进行了验证。结果表明，同轴并联混合动力装载机结构改型较小，但能够实现混合动力装载机的节能途径有限，因此节能潜力不大；电力变矩混合动力装载机既能够取替液力变矩器，又能够在变矩过程中回收盈余的发动机功率，可从提高传动效率和能量利用率两个方面实现节能，因此节能潜力较大，是比较有前途的一种混合动力结构方案。随后，还介绍了纯电动装载机传动系统的匹配要求和特点，并介绍了已经量产的纯电动装载机的性能指标。
本书可作为装载机设计研发人员、车辆传动系统设计研发人员、装载机维修人员、装载机驾驶人员、装载机营销人员，以及工矿企业管理人员丰富知识的读物。装载机传动技术在几代专业人士的不懈努力下，早已改变了当初的模样，相信在未来的日子里，还会取得更加颠覆性的变革，以适应装载机独特的动力传动要求。希望本书能够为读者开启一扇通往装载机传动系统神圣殿堂的大门，开始一段认识并逐渐改进、革新装载机传动系统的传奇之旅。
在此衷心感谢赵丁选教授为本书作序。本书受国家自然科学基金项目（51105173、51775241）、汽车动力与传动系统湖南省重点实验室开放基金项目（VPTS202301）和宁波工程学院学术专著出版基金资助出版，同时笔者还参考了诸多行业同人的专业书籍以及国内外的文献资料，在此一并表示衷心感谢。
本书成书过程中虽数易其稿，但因装载机传动系统的知识体系博大精深，而作者水平有限，难免有疏漏之处，恳请广大读者批评指正。
邹乃威
邹乃威，宁波工程学院机械与汽车工程学院教授，工学博士，高级工程师，美国辛辛那提大学访问学者，中国工程机械学会铲土运输机械分会理事。长期从事新能源装载机驱动理论及其控制技术、装载机变速传动理论及其控制技术的研究工作。先后主持包括国家自然科学基金项目、中国博士后科学基金项目、湖南省重点实验室开放课题、黑龙江省教育厅科研项目和宁波市自然科学基金项目等在内的项目10余项，发表论文50余篇，获授权专利20余件。
序
前言
第1章装载机概述
1.1装载机的定义、发展历程和发展趋势
1.1.1装载机的定义
1.1.2装载机的发展历程
1.1.3装载机的发展趋势
1.2装载机的基本构成
1.2.1装载机车身部分
1.2.2装载机的工作装置
1.2.3装载机的液压系统
1.2.4装载机的传动系统
1.3装载机的功能和用途
1.3.1装载机的功能
1.3.2装载机的用途
1.4装载机的分类
1.5装载机的性能指标
1.6装载机的关键技术
1.6.1装载机传动技术
1.6.2装载机液压技术
1.6.3装载机结构优化技术
1.6.4装载机新能源技术
第2章装载机的工况
2.1装载机的作业对象
2.1.1散装物料的特性
2.1.2原生物料的特性
2.1.3装载机的属具
2.1.4装载机的卸货对象
2.2装载机的作业循环
2.2.1装载机的作业模式
2.2.2装载机的铲掘方法
2.3装载机的工况调查
2.3.1装载机工况的性能指标
2.3.2装载机工况调查试验组织
2.3.3装载机工况调查数据整理
2.4装载机的循环工况
2.4.1循环工况的拆分与各工况的分离
2.4.2装载机作业规律的提取
2.4.3装载机循环工况的创建
2.4.4装载机循环工况的验证及其简化
2.5装载机功率需求规律
2.5.1各种工况的时间占比规律
2.5.2发动机输出功率分布规律
2.5.3装载机需求功率变化规律
2.6装载机功率分配规律
2.6.1空载前进工况
2.6.2铲掘物料工况
2.6.3满载后退工况
2.6.4满载举升前进工况
2.6.5空载后退工况
2.6.6装载机功率分配关系
2.7装载机的功率互补规律
2.7.1功率的互补关系
2.7.2速比调节功率分配的原理
第3章传统装载机的传动技术
3.1装载机对传动系统的性能要求
3.1.1装载机的驱动要求
3.1.2装载机载荷的变化特点
3.1.3装载机的档位分布
3.1.4装载机对倒档的要求
3.1.5装载机对作业效率的要求
3.1.6装载机对传动效率的要求
3.2装载机传动系统的特点、构成和分类
3.2.1装载机传动系统的特点
3.2.2装载机传动系统的构成
3.2.3装载机传动系统的分类
3.3装载机液力机械传动系统关键技术
3.3.1装载机液力传动技术
3.3.2装载机机械变速技术
3.3.3装载机变速器的动力换档技术
3.4装载机定轴轮系变速传动技术
3.4.1定轴轮系变速传动技术的特点
3.4.2WG200变速器
3.4.3BP230变速器
3.5装载机周转轮系变速传动技术
3.5.1周转轮系变速传动技术的特点
3.5.2BS305变速器
3.6液力机械传动技术的特点
3.6.1液力机械传动技术的优点
3.6.2液力机械传动技术的缺点
第4章装载机无级变速传动技术
4.1装载机无级变速传动技术的分类
4.1.1液力机械传动技术
4.1.2电力传动技术
4.1.3静液传动技术
4.1.4静液-机械复合传动技术
4.2装载机传动系统的数学模型
4.2.1传统装载机传动系统的数学模型
4.2.2无级变速装载机传动系统的数学模型
4.2.3速比变化率与加速度的逆相关关系
4.3装载机静液传动技术
4.3.1装载机静液传动系统的结构组成
4.3.2装载机静液传动系统的无级变速原理
4.3.3装载机静液传动系统的数学模型
4.3.4装载机静液传动系统的优化
4.4装载机静液-机械复合传动技术
4.4.1静液-机械复合传动系统的技术起源
4.4.2装载机静液-机械复合传动系统的数学模型
4.4.3装载机静液-机械复合传动特性分析
4.4.4装载机静液-机械复合传动系统参数的反求
4.5装载机速比调节功率分配技术
4.5.1速比调节功率分配的前提与假设
4.5.2等功率调节功率分配方案
4.5.3等转速调节功率分配方案
4.5.4全工况速比调节功率分配策略
4.6无级变速装载机节能效果验证
4.6.1无级变速装载机的节能途径分析
4.6.2传统装载机仿真平台的搭建
4.6.3无级变速装载机仿真模型的派生
4.6.4无级变速装载机的节能潜力研究
4.6.5速比调节装载机功率分配方案的效果验证
4.7无级变速装载机的功率平衡匹配理论
4.8速比调节功率分配方案在其他领域的应用
第5章新能源装载机传动技术
5.1混合动力装载机的节能机理
5.2同轴并联混合动力装载机传动技术
5.2.1同轴并联混合动力装载机的结构组成
5.2.2同轴并联混合动力装载机的工作模式
5.2.3装载机的载荷感知方案
5.2.4同轴并联混合动力装载机的控制策略
5.2.5同轴并联混合动力装载机的性能测试
5.2.6同轴并联混合动力装载机的优缺点
5.3电力变矩混合动力装载机传动技术
5.3.1电力变矩混合动力装载机的结构组成
5.3.2电力变矩混合动力装载机的工作模式
5.3.3行星机构动力耦合器的动力学模型
5.3.4电力变矩与液力变矩的区别
5.3.5电力变矩混合动力装载机的控制策略
5.3.6电力变矩混合动力装载机的节能潜力
5.3.7电力变矩混合动力装载机的节能途径
5.4增程式混合动力装载机传动技术
5.4.1增程式混合动力装载机的意义
5.4.2增程式混合动力装载机的结构组成
5.4.3增程式混合动力装载机的工作循环分析
5.4.4增程式混合动力装载机的设计与匹配
5.5油-液混合动力装载机传动技术
5.5.1油-液混合动力装载机的结构
5.5.2油-液混合动力装载机的节能途径
5.6纯电动装载机传动技术
5.6.1纯电动装载机的结构
5.6.2纯电动装载机的匹配设计
5.6.3纯电动装载机对传动系统的要求
5.6.4纯电动装载机的性能
参考文献
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