裝載機新技術(shù)及發(fā)展趨勢研究畢業(yè)設(shè)計

1、山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）山東交通學(xué)院2013屆畢業(yè)生畢業(yè)論文（設(shè)計）題目： 裝載機新技術(shù)及發(fā)展趨勢研究系 別 機械工程學(xué)院 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化班 級 機升111班 學(xué) 號 110614121 姓 名 侯 家 奎 指導(dǎo)教師 張 鵬 二一三年六月3摘 要我國經(jīng)濟建設(shè)的不斷加快使得工程項目也不斷涌現(xiàn)，裝載機作為一種小工程機械，會隨著工程項目的增多而出現(xiàn)需求增長的趨勢，當(dāng)前的裝載機雖在多項工程中得到了充分的應(yīng)用，但其自身仍存在著一些不足之處，怎樣不斷的發(fā)展裝載機新的理論技術(shù)，不斷改正裝載機的缺點，使裝載機能夠不斷的發(fā)展，不斷的優(yōu)化，以更好的為工程服務(wù)，是一個值得廣大機械設(shè)計工程師深入研

2、究的課題。當(dāng)前裝載機雖然在許多小型工程中得到了廣泛的使用，但國內(nèi)裝載機與國外進(jìn)口機質(zhì)量相差較大，裝載機的設(shè)計理論與國外相比更是頗有差距，根據(jù)工作及學(xué)習(xí)經(jīng)驗，分析裝載機的結(jié)構(gòu)設(shè)計特點，對裝載機的設(shè)計提出一些看法，研究裝載機新技術(shù)的未來及其發(fā)展趨勢。通過分析比較國內(nèi)外裝載機先進(jìn)技術(shù)方面的差距，了解它們之間的區(qū)別，積極的利用國外的技術(shù)發(fā)展國內(nèi)裝載機是發(fā)展的第一要務(wù)。關(guān)鍵字：裝載機，新技術(shù)，工程機械，發(fā)展趨勢 AbstractThe accelerating of economic construction in our country makes project is also emerging,L

3、oader as a small engineering machinery,Will appear with the increase of the project demand growth trend,The loader is fully used in multiple projects,But its still exists some disadvantages,How to continue the development of the loader technology new theory,Constant loader faults,Making the developm

4、ent of the loader can continuously,Continuous optimization,In order to better service for engineering,Is a concern of the general mechanical design engineer in-depth study.Although the current loader has been widely used in many small projects,But the quality domestic loader with foreign large diffe

5、rence,The design of the loader theory is quite a gap compared with abroad,According to the work and learning experience,Analysis of the structure of the loader design characteristics,Puts forward some views to the design of loader,The loader of the new technology and its development trend in the fut

6、ure.Through analysis and comparison of loader at home and abroad advanced technology gap,Understand the differences between them,Active use of foreign technology development of domestic loader is the first priority of development.Key words: Loader, New technology , Engineering machinery, The develop

7、ment trend 目 錄前 言1裝載機的概述2 1.1裝載機的發(fā)展概況2 1.2裝載機的用途、分類、總體構(gòu)造3 1.2.1裝載機的用途3 1.2.2裝載機的分類3 1.2.3裝載機總體構(gòu)造5 1.3典型裝載機ZL50的主要技術(shù)性能參數(shù)62裝載機新技術(shù)8 2.1微電子技術(shù)、信息技術(shù)的普及和應(yīng)用9 2.1.1計算機控制的發(fā)動機管理系統(tǒng)9 2.1.2計算機管理及故障診斷、監(jiān)控系統(tǒng)9 2.1.3電子自動換擋變速控制系統(tǒng)10 2.1.4負(fù)載感應(yīng)變速控制系統(tǒng)10 2.1.5轉(zhuǎn)向變速集成控制系統(tǒng)和命令控制系統(tǒng)10 2.2動臂及工作裝置結(jié)構(gòu)的改進(jìn)11 2.3機電液一體化技術(shù)在裝載機上的應(yīng)用11 2.3.1

8、發(fā)動機電子控制技術(shù)11 2.3.2液壓泵閥控制技術(shù)13 2.3.3電子液壓集成控制13 2.4液壓蓄能技術(shù)在裝載機上的應(yīng)用14 2.5混合動力技術(shù)在裝載機上的應(yīng)用14 2.6強化輔助操作14 2.6.1司機輔助操作系統(tǒng)14 2.6.2自動穩(wěn)定系統(tǒng)15 2.6.3電子稱量裝置15 2.6.4直觀控制系統(tǒng)15 2.6.5進(jìn)一步改善駕駛室內(nèi)環(huán)境16 2.7其他技術(shù)16 2.7.1技術(shù)16 2.7.2人機工程和外觀造型技術(shù)163裝載機的發(fā)展趨勢18結(jié) 論21致 謝22參考文獻(xiàn)23 前 言隨著現(xiàn)代社會的不斷發(fā)展，作為現(xiàn)代化基礎(chǔ)建設(shè)主要工具和手段的工程機械扮演著重要的角色。工程機械設(shè)備是集機、電、液一體化

9、和信息、激光等高新技術(shù)以及審美藝術(shù)于一身的現(xiàn)代機電產(chǎn)品，并且正在向著自動化、遠(yuǎn)距離控制和智能化等方向發(fā)展。裝載機作為現(xiàn)代工程機械很重要的一種設(shè)備也是如此。裝載機主要用于鏟裝土壤、沙石、煤炭、石灰等散狀物料，也可對礦石、硬土等作輕度鏟挖作業(yè)，換裝不同的輔助工作裝置還可以進(jìn)行推土、起重、破碎等作業(yè)。由于裝載機具有作業(yè)速度快、效率高、機動性好、操作輕便等優(yōu)點，因此廣泛用于公路、鐵路、建筑、水電、港口、礦山等建筑工程。在裝載機經(jīng)歷了5060年的發(fā)展后，到20世紀(jì)90年代中末期國外裝載機技術(shù)已達(dá)到相當(dāng)高的水平?；谝簤杭夹g(shù)、微電子技術(shù)和信息技術(shù)的各種智能系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于裝載機的設(shè)計、計算操作控制、檢測監(jiān)

10、控、生產(chǎn)經(jīng)營和維修服務(wù)等各個方面，使國外輪式轉(zhuǎn)載機在原來的基礎(chǔ)上更加“精致”，其自動化程度也得以提高，從而進(jìn)一步提高了生產(chǎn)效率，改善了司機的作業(yè)環(huán)境，提高了作業(yè)舒適性，降低了噪聲、振動和排污量，保護(hù)了自然環(huán)境，最大限度地簡化維修、降低作業(yè)成本，使其性能、安全性、可靠性、使用壽命和操作性能都達(dá)到了很高的水平。為了滿足鏟掘能力和快速裝卸兩方面的要求，裝載機工作裝置采用多級液壓系統(tǒng)，工作裝置已不再采用單一的Z形連桿機構(gòu)，不斷研制出集液壓、微電子及信息技術(shù)于一體的智能系統(tǒng)，并廣泛應(yīng)用于裝載機的產(chǎn)品設(shè)計之中?！?】我國裝載機行業(yè)起步較晚，制造技術(shù)是陸續(xù)從美國、德國和日本等國家引進(jìn)的。目前，盡管國產(chǎn)裝載機

11、的技術(shù)發(fā)展水平與西方發(fā)達(dá)國家存在著一定的差距，但也應(yīng)該考慮到歷史和國情的原因。目前國產(chǎn)裝載機亦正在從低水平、低質(zhì)量、低價位、滿足功能型向高水平、高質(zhì)量、中價位、經(jīng)濟實用型過渡。從仿制仿造向自主開發(fā)過渡，各主要廠家也不斷進(jìn)行技術(shù)投入，采用不同的技術(shù)路線，在關(guān)鍵部件及系統(tǒng)上技術(shù)創(chuàng)新，擺脫目前產(chǎn)品設(shè)計雷同，無自己特色和優(yōu)勢的現(xiàn)狀，正在從低水平的無序競爭的怪圈中脫穎而出，成為裝載機行業(yè)的領(lǐng)先者。大型和小型裝載機，在近幾年的發(fā)展過程中，受到客觀條件及市場總需求量的限制，更新速度比較緩慢。但競爭最為激烈的中型裝載機更新速度越來越快。其具體表現(xiàn)為優(yōu)化各項性能指標(biāo)，強化結(jié)構(gòu)件的強度及剛度，以使整機可靠性得到提

12、高；優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)性能；利用電子技術(shù)及負(fù)荷傳感技術(shù)來實現(xiàn)變速箱的自動換擋及液壓變量系統(tǒng)的應(yīng)用，提高效率、節(jié)約能源、降低裝載機作業(yè)成本；提高安全性、舒適性；降低噪聲和排放，強化環(huán)保指標(biāo)；廣泛利用新材料、工藝、新技術(shù)，特別是機、電、液一體化技術(shù)，提高產(chǎn)品的壽命和可靠性；最大限度地簡化維修，盡量減少保養(yǎng)次數(shù)和維修時間，增大維修空間，普遍采用電子監(jiān)視及監(jiān)控技術(shù)，進(jìn)一步改善故障診斷系統(tǒng)，提供排除問題的方法。由此可見，研究裝載機的新技術(shù)及其未來發(fā)展趨勢具有更為深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。231裝載機的概述裝載機屬于鏟土運輸機械類，是一種通過安裝在前端一個完整的鏟斗支撐結(jié)構(gòu)和連桿，隨機器向前運動進(jìn)行裝載和挖掘以

13、及提升、運輸和卸載的自行式或輪胎機械。它廣泛用于公路、鐵路、建筑、水電、港口和礦山等工程建設(shè)。裝載機具有作業(yè)速度快，效率高，機動性好,操作輕便等優(yōu)點，因此成為工程建設(shè)中土石方施工的主要機種之一，對于加快工程建設(shè)速度，減輕勞動強度，提高工程質(zhì)量，降低工程成本都發(fā)揮著重要的作用，是現(xiàn)代機械化施工中不可缺少的裝備之一?！?】1.1裝載機的發(fā)展概況裝載機開始制造在90多年前。最早期的裝載機，是在馬拉的農(nóng)用拖拉機前部裝上鏟斗而成。自身帶有動力的裝載機，是在1920年初出現(xiàn)的，其鏟斗安裝在兩根豎直立柱上，鏟斗的舉升和下落是用鋼繩來操縱的。從1930年開始，裝載機結(jié)構(gòu)得到較大的改進(jìn)。但是直到1939年，才出

14、現(xiàn)了比較先進(jìn)的輪胎式裝載機，如由美國“霍克”公司制造的0.255m³的Pay型裝載機。這種裝載機系后輪驅(qū)動，前輪轉(zhuǎn)向。由于其工作機構(gòu)尺寸不大，平衡性和轉(zhuǎn)向性能不能令人滿意，“霍克”公司主要把它作為搗堆機器使用，但也可用于裝在松散或輕型的物料。在40年代，裝載機得到了更大的發(fā)展。1941年，司機室從機器后部移到前部，從而增加了司機的視野；發(fā)動機則移到機器后部，以增加裝載機的穩(wěn)定性；為了工作可靠和安全，而用柴油發(fā)動機代替了汽油發(fā)動機。在第二次世界大戰(zhàn)末期，用裝于兩側(cè)的動臂，代替了老式的兩根垂直立柱。1944年開始用液壓代替鋼繩控制鏟斗。1947年裝載機發(fā)展成四輪驅(qū)動。這樣，裝載機的全部重

15、量都用來產(chǎn)生牽引力，裝載機插入力大大增加了。1950年出現(xiàn)第一臺帶有液力變矩器的輪胎式裝載機。液力變矩器對裝載機發(fā)展有決定性作用，它使裝載機能夠很平穩(wěn)的插入料堆并且使工作速度增快，同時在插入運動時，發(fā)動機不會因為插入阻力增大而熄火。由于裝載機結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)，使生產(chǎn)能力大大提高，并且使裝載機的應(yīng)用越來越廣泛，產(chǎn)品數(shù)量也隨著增加。1960年出現(xiàn)了第一臺鉸接式裝載機，這使裝載機轉(zhuǎn)向性能大大改善，并增加了它的機動性和縱向穩(wěn)定性。由于液力變矩器和鉸接轉(zhuǎn)向裝置等技術(shù)革新，使裝載機得到迅速發(fā)展。在1960年以前，裝載機的斗容一般不大，最大的斗容才3.8m³。但隨著上述結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，從60年代開始，斗容

16、發(fā)展的越來越大。1965年出現(xiàn)了第一臺斗容7.6m³的鉸接式裝載機。目前世界上大型的裝載機斗容已經(jīng)達(dá)到24.5m³，裝比重不大的散碎物料（如煤）時，斗容可達(dá)30m³，發(fā)動機總功率已經(jīng)達(dá)到1479.83KW。60年代出現(xiàn)的電動輪裝載機，這是裝載機設(shè)計上的一個新的突破，它進(jìn)一步增加了裝載機的使用范圍。今后裝載機的發(fā)展的趨勢，是通過工作機構(gòu)尺寸的增加和結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，進(jìn)一步增加生產(chǎn)能力。隨著上述結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)和斗容的增加，使裝載機適用范圍越來越廣泛，最初的裝載機是不能鏟掘物料的，但目前由于表明裝載機鏟掘能力的單位斗刃飛輪馬力值比1939年增加了兩倍多，因而越來越多的裝載機亦能

17、從事一般的單斗裝載機所做的一些鏟掘工作，使裝載機從僅在建筑工程上使用，而逐漸發(fā)展到在露天礦使用。但1960年以前，裝載機一般僅用于清理工作面、搗堆等輔助作業(yè)。當(dāng)出現(xiàn)了斗容3.0-4.5m³的輪胎式裝載機以后，它就成為了露天礦的一種主要采礦設(shè)備。70年代以來，由于生產(chǎn)試制了功率294-934KW、斗容7.6-23m³的露天礦輪胎式裝載機，所以它們在露天礦得到更廣泛的使用。裝載機行走部分結(jié)構(gòu)的發(fā)展，也是有一個演變過程的。最初的裝載機一般是履帶式的，后來改用輪胎，以增加其機動靈活性。但后來又由于輪胎損耗太大、壽命不長和成本高等原因，而被迫改用履帶式裝載機。近年來，由于輪胎耐磨問題

18、逐步得到解決，使輪胎式裝載機得到很大發(fā)展。目前，世界上輪胎式裝載機的產(chǎn)量約占裝載機的總產(chǎn)量的70%-80%。而功率200KW以上的裝載機，全是輪胎式。在采礦界，履帶式裝載機的應(yīng)用很受限制，而輪胎式裝載機則得到普遍應(yīng)用。1.2裝載機的用途、分類、總體構(gòu)造1.2.1裝載機的用途裝載機是一種用途十分廣泛的工程機械，裝載機可用于鏟裝土壤、砂石、石灰、煤炭等散狀物料，并可自行完成短距離運土及對松散物料的收集清理和松軟土層的輕度鏟掘工作、平整地面或配合運輸車輛作裝土使用。換裝不同的輔助工作裝置還可進(jìn)行鏟土、推土、起重和其他物料(如木材)的裝卸作業(yè)。裝載機廣泛用于公路、鐵路、建筑、水電、港口、礦山等建設(shè)工程

19、領(lǐng)域。在道路、特別是在高等級公路施工中，裝載機用于路基工程的填挖，瀝青混合料和水泥混凝土料場的集料與裝料等作業(yè)。此外，還可進(jìn)行推運土壤、刮平地面和牽引其他機械等作業(yè)。由于裝載機具有適應(yīng)性強、作業(yè)速度快、效率高、機動性好、操作輕便等優(yōu)點，因此，它成為工程建設(shè)中土石方施工的主要機種之一。1.2.2裝載機的分類(1)裝載機按其行走裝置不同可分為履帶式裝載機和輪胎式裝載機兩種。履帶式裝載機以專用底盤或工業(yè)拖拉機為基礎(chǔ)車，裝上工作裝置并配裝操縱系統(tǒng)而構(gòu)成，如圖11所示。履帶式裝載機行駛速度慢、裝載效率低、轉(zhuǎn)移不靈活且對場地有破壞作用，在土方工程中已基本被輪胎式裝載機取代。履帶式裝載機的動力裝置是柴油機，

20、機械式傳動系統(tǒng)則采用液壓助力濕式離合器或濕式雙向液壓操縱轉(zhuǎn)向離合器和正轉(zhuǎn)連桿機構(gòu)的工作裝置。輪胎式裝載機由動力裝置、車架、行走裝置、傳動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和工作裝置等組成，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖1-2所示。輪胎式裝載機行駛速度快、轉(zhuǎn)移方便，可在城市道路上行駛，因此使用較為廣泛?！?】圖 1.1 履帶式裝載機Fig.1.1 Crawler loader 1-行走機構(gòu)； 2-發(fā)動機； 3-動臂； 4-鏟斗；5-轉(zhuǎn)斗油缸； 6-動臂油缸； 7-駕駛室； 8-燃油箱 （2）按使用場合不同分類：露天用裝載機和井下用裝載機（鏟運機）。國內(nèi)外生產(chǎn)和使用的裝載機絕大多數(shù)是露天輪式裝載機。鏟運機的結(jié)構(gòu)相

21、對來說是比較簡單的。 （3）按傳動形式不同分類：機械傳動式，液力機械傳動式，液壓傳動式和電傳動式。機械傳動式在國內(nèi)僅用于0.5m³以下的裝載機，它一般直接采用汽車或拖拉機的傳動裝置，即離合器和變速器。由于液力傳動機械取消了機械傳動中的離合器而換用液力變矩器，取消了人力換擋變速箱而換用了動力換檔變速箱，是發(fā)動機在不停車的情況下?lián)Q擋，操作輕便，工作可靠性高，因此液力機械傳動式是輪式裝載機的主要傳動形式。 液壓傳動使用柴油機帶動液壓泵產(chǎn)生高壓油，并通過控制系統(tǒng)和油管帶動液壓馬達(dá)使車輪傳動。它能夠簡化傳動系統(tǒng)，使整機質(zhì)量減輕，但由于啟動性差，液壓件價格昂貴，壽命也比較低，因此目前僅用于小型裝

22、載機上。 電傳動是由柴油機驅(qū)動交流發(fā)電機，以此來驅(qū)動裝在車輪上的直流電動機，然后通過輪邊減速器帶動車輪轉(zhuǎn)動，這樣可以實現(xiàn)無級調(diào)速。這種傳動檢查方便，維修簡單，工作可靠。缺點是電機設(shè)備質(zhì)量大，費用高，目前只在大型裝載機上使用。圖 1.2 輪式裝載機結(jié)構(gòu)簡圖Fig.1.2 wheel loader structure diagram1-鏟斗；2-動臂；3-連桿；4-搖臂；5-轉(zhuǎn)斗油缸；6-動臂油缸；7-車架 （4）按裝載方式不同分類：前卸式，后卸式，側(cè)卸式和回轉(zhuǎn)式。輪式裝載機基本上都是前卸式。 （5）按轉(zhuǎn)向方式不同分類：整體式和鉸接式。國產(chǎn)ZL系列輪式裝載機絕大多數(shù)采用鉸接式。1.2.3裝載機總體

23、構(gòu)造裝載機總體構(gòu)造基本上可劃分為動力裝置(發(fā)動機)、底盤和工作裝置及操作系統(tǒng)三大部分。動力裝置(一般采用柴油機)裝在底盤的后車架上；工作裝置則裝在前車架上?，F(xiàn)將各部分的功用簡述如下。 （1）柴油機柴油機是內(nèi)燃機的一種，由于其經(jīng)濟性和動力性較汽油機好，被工程機械廣泛采用。其功用是將供給的燃油燃燒并將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，并通過傳動系與行駛系驅(qū)動裝載機行駛；通過液壓系統(tǒng)操縱工作裝置進(jìn)行作業(yè)。 （2）底盤底盤的功用是將發(fā)動機的動力進(jìn)行適當(dāng)轉(zhuǎn)化和傳遞，使之適合機械行駛和作業(yè)的需要。底盤又是整機的基礎(chǔ)，所有機件都安裝在底盤上。底盤一般由傳動系、行駛系、轉(zhuǎn)向系和制動系等組成。傳動系的功用是將發(fā)動機的動力進(jìn)行適

24、當(dāng)改變后傳給驅(qū)動輪。輪式裝載機的傳動系由離合器或變矩器、變速箱、萬向傳動裝置、前后驅(qū)動橋、最終傳動等部件組成。離合器是用來接合或切斷動力，一般設(shè)在機械式傳動系統(tǒng)中。在液力機械傳動系中一般不設(shè)離合器，而裝有液力變矩器，以便改善傳動系的牽引性能。變速箱是供改變行駛速度和進(jìn)、退用的。前后驅(qū)動橋則用來增大轉(zhuǎn)矩、降低轉(zhuǎn)速并將動力傳遞方向改變90°角后傳給驅(qū)動或最終傳動。行駛系由車架和車輪組成，起支承底盤各部件和保證機械行駛的作用。轉(zhuǎn)向系是保證機械行駛時轉(zhuǎn)向用的。轉(zhuǎn)向系類型較多，在近代裝載機上廣泛采用液壓操縱的鉸接式車架轉(zhuǎn)向。制動系的功用是控制機械的行駛速度，使之按需要減速或停車，以確保安全。制

25、動系由制動器和傳動裝置組成。 （3）工作裝置是裝載機進(jìn)行各種作業(yè)的裝置。裝載機的工作裝置是由鏟斗、動臂、搖臂、連桿、油缸和液壓系統(tǒng)等構(gòu)件組成，由液壓系統(tǒng)操縱。1.3典型裝載機ZL50的主要技術(shù)性能參數(shù)根據(jù)部標(biāo)JB1603-75規(guī)定，露天裝載機的產(chǎn)品型號用拼音字母“Z”來表示 ，輪胎式用“L”表示，其后的數(shù)字是額定載重量的“千牛（KN）”數(shù)，再后來的字母是A、B、C、D是指變形改進(jìn)設(shè)計的次序。例如衡陽機械廠的ZL50D型裝載機，表示輪式裝載機，在L后直接寫額定的載重量的KN數(shù)。額定載重量為50KN，即5t，第四次改進(jìn)變形設(shè)計。履帶式裝載機，在Z后直接些額定載重量的KN數(shù)。全液壓傳動加注“Y”。如

26、“ZY”表示履帶行走、全液壓傳動；“ZLY”表示輪式行走、全液壓傳動。本文的裝載機液壓系統(tǒng)是ZL50裝載機的，其為露天輪式裝載機。其具體參數(shù)如表1-1所示：【4】表 1.1 ZL50裝載機的技術(shù)參數(shù)Tab.1.1 Technical parameters of ZL50 loader技術(shù)參數(shù)ZL50額定載重量5t額定鏟斗容量3.0發(fā)動機總功率164KW最大卸載高度2.85m最大卸載距離1.60m最大牽引力160KN最大轉(zhuǎn)彎半徑6.50m機重16.8t外形尺寸長6.76m寬2.85m高3.70m爬坡能力30°最高行駛速度35km/h工作裝置循環(huán)時間舉升時間6s卸載時間2s下降時間4s三

27、項和時間12s2裝載機新技術(shù)在經(jīng)歷了5060年的發(fā)展后，到20世紀(jì)90年代中末期國外裝載機技術(shù)已達(dá)到相當(dāng)高的水平?；谝簤杭夹g(shù)，微電子技術(shù)和信息技術(shù)的各種智能系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于裝載機的設(shè)計，計算操作控制，檢測監(jiān)控，生產(chǎn)經(jīng)營和維修服務(wù)等各個方面，使國外裝載機在原來的基礎(chǔ)上更加“精致”，其自動化也得以提高，從而進(jìn)一步提高了生產(chǎn)效率，改善了司機的作業(yè)環(huán)境，提高了作業(yè)舒適性，降低噪聲，振動，排污量，保護(hù)了自然環(huán)境，最大限度的簡化維修，降低作業(yè)成本，使其性能、安全性、可靠性、使用壽命和操作性能都達(dá)到了很高水平。各生產(chǎn)廠家注重產(chǎn)品形成系列，更新速度加快并朝大型化和小型化發(fā)展。如以卡特彼勒為代表的美國，以小松

28、公司為代表的日本和裝載機生產(chǎn)第三大集團(tuán)西歐各廠家都加快推出多功能，全面兼顧動力性，機動性與靈活性的新產(chǎn)品。這些產(chǎn)品如美國克拉克公司生產(chǎn)的675型，功率達(dá)1000kW，而日本東洋遠(yuǎn)搬株式會社生產(chǎn)的 310型，斗容量僅為0.11立方米。此外，裝載機還向高卸位，遠(yuǎn)距離作業(yè)方向發(fā)展，如JCB公司開發(fā)的伸縮臂裝載機，小松公司也開發(fā)了能擴大作業(yè)范圍的帶伸出機構(gòu)的裝載機。 各廠家采用新結(jié)構(gòu)，新技術(shù)，產(chǎn)品性能日趨完善。近年來開發(fā)的產(chǎn)品普遍采用了高性能發(fā)動機和自動換檔變速器，大流量負(fù)荷傳感液壓系統(tǒng)，前后防滑差速器，多片濕式盤式制動器，行走顛簸減震等先進(jìn)技術(shù)，并綜合液壓，微電子和信息技術(shù)制造并應(yīng)用了很多智能系統(tǒng)。

29、工作裝置連桿機構(gòu)推陳出新，各種自動功能更趨成熟、完善。如卡特彼勒公司994D型裝載機采用新的一代Cat3516柴油發(fā)動機就安裝有HEUI（電液控制的燃油噴射）裝置以及ADEM9(先進(jìn)的柴油管理)系統(tǒng)，可根據(jù)外載荷的大小有效地控制發(fā)動機的功率與轉(zhuǎn)速，從而減少燃油消耗及尾氣排放，減少噪聲。小松公司的全動力換檔變速器帶有自動換擋開關(guān)，提高裝載作業(yè)過程中的牽引力，可保證全功率進(jìn)行裝載作業(yè)?？ㄌ乇死展镜腉系列裝載機采用大流量工作液壓系統(tǒng)，負(fù)荷傳感轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)，使所需轉(zhuǎn)向功率減少了8%,提高了作業(yè)效率和燃油經(jīng)濟型。沃爾沃公司在L500-L220D系列裝載機上推出了該公司的專利產(chǎn)品，扭矩平衡連桿機構(gòu)（TP

30、）,在鏟斗的整個循環(huán)中可提供更大的傾翻力矩以及舉升能力，這保證了裝載機不僅在配用鏟斗時，而且在配用叉、吊其它工具時都具有優(yōu)良的作業(yè)性能。國外裝載機在其未來技術(shù)發(fā)展中將廣泛采用微電子技術(shù)與信息技術(shù)，完善計算機輔助駕駛系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)及故障診斷系統(tǒng)；采用單一吸聲材料、噪聲抑制的方法消除或降低機器噪聲；通過不斷改進(jìn)電噴裝置，進(jìn)一步降低發(fā)動機的尾氣排放量；研制無污染、經(jīng)濟型、環(huán)保型的動力裝置；提高液壓元件、傳感元件和控制元件的可靠性與靈敏性，提高整機的機-電-信一體化水平；在控制系統(tǒng)方面，將廣泛采用電子監(jiān)控和自動報警系統(tǒng)、自動換檔變速裝置；普遍安裝GPS定位與質(zhì)量自動稱量控制；開發(fā)機器人裝載機等。國

31、外大型（斗容大于3.8m³）裝載機的整機使用壽命已達(dá)20990h、司機耳旁噪聲只有 80dB（A），中型機（斗容為2.03.8m³）的整機使用壽命已達(dá)17700h，而斗容小于 2m³的中小型機也已達(dá)14400h。下面簡述裝載機采用的一些新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)及其發(fā)展?fàn)顩r?！?】 2.1微電子技術(shù)、信息技術(shù)的普及和應(yīng)用 2.1.1計算機控制的發(fā)動機管理系統(tǒng) 發(fā)動機管理系統(tǒng)亦稱自動控制系統(tǒng)、電腦控制系統(tǒng)等，是電子計算機在工程機械中的應(yīng)用之一。它能及時地根據(jù)裝載機的工作負(fù)荷要求調(diào)節(jié)發(fā)動機的輸出功率，使裝載機更有效地利用發(fā)動機的動力，減少動力損失，節(jié)約燃料，減少廢氣排量和噪聲；同

32、時可使發(fā)動機長期在額定點工作，增加發(fā)動機的使用壽命。 例如，卡特被勒公司994D裝載機采用的新一代Cat3516柴油發(fā)動機就安裝有HEUI（電液控制的燃油噴射）裝置以及ADEM（先進(jìn)的柴油機管理）系統(tǒng)，可根據(jù)外載荷的大小有效地控制發(fā)動機的功率與轉(zhuǎn)速，從而降低燃油消耗及尾氣排放，減少噪聲。馬拉松雷圖爾諾公司的L系列大型裝載機則采用電腦控制的柴油機一電子驅(qū)動系統(tǒng)，4個驅(qū)動輪同時又充當(dāng)制動器，其輸出功率可反饋到交流電機和柴油機，使轉(zhuǎn)速增加，從而提高工作總效率，使?fàn)恳矢哌_(dá)77（普通裝載機為60左右），此電腦控制系統(tǒng)能監(jiān)控裝載機的整個作業(yè)過程，在最大車速范圍內(nèi)極大化發(fā)動機的輸出功率。 2.1.2計算

33、機管理及故障診斷、監(jiān)控系統(tǒng) 計算機管理和監(jiān)控是國外裝載機發(fā)展的一個重要標(biāo)志。計算機管理監(jiān)控系統(tǒng)能連續(xù)管理/監(jiān)控裝載機的數(shù)十項參數(shù)，具有故障診斷和報警功能，能記錄、處理裝載機作業(yè)的各種信息，并能用液晶顯示器顯示部件的工作狀態(tài)，尤其在遇到突發(fā)或緊急情況時很容易顯示，并以聽覺與視覺相結(jié)合的報警信號提醒司機注意，有的還能提示故障排除的方法和程序。例如，卡特彼勒公司90年代開發(fā)的F系列和G系列裝載機都安裝有電子計算機監(jiān)控系統(tǒng)（CMS），用以取代E系列裝載機上安裝的電子監(jiān)控系統(tǒng)（EMS）。其司機臺上裝有條形液晶顯示屏，微機監(jiān)控系統(tǒng)能同時監(jiān)控發(fā)動機燃油液面高度、冷卻水溫、變速箱油溫和液壓油溫等11種功能。該

34、監(jiān)控系統(tǒng)還具有故障診斷能力，并可向司機提供三級報警。1998年推出的 Cat 950G計算機監(jiān)控系統(tǒng)還配備有Cat指導(dǎo)診斷系統(tǒng)和以維修工具為基礎(chǔ)的Cat軟件包，使維修人員坐在汽車?yán)镉霉P記本電腦就能迅速而容易地診斷和排除故障。Cat992G在監(jiān)控裝載機各功能狀況并作出診斷的同時還能把這些信息數(shù)據(jù)作為履歷記錄下來，無線傳送到辦公室用計算機進(jìn)行分析，從而將電氣、機械故障防患于未然。Cat994D安裝有關(guān)鍵信息管理系統(tǒng)（VIMS），可密切監(jiān)視機器的健康狀態(tài)并診斷故障。 沃爾沃（Volvo）公司的L系列裝載機上也安裝有Matris軟件包，用以監(jiān)控和分析裝載機的工作狀態(tài)；其小型裝載機上配有電子伺服控制及信

35、息系統(tǒng)（ESIS），由液晶顯示屏和鍵盤組成，用來顯示和記錄各種信息，其自動診斷功能記錄機器故障并儲存所有相關(guān)信息，通過編碼可以防盜。 凱斯（Case）公司21B、C系列裝載機也采用計算機監(jiān)控系統(tǒng)，其微處理器安裝在司機座椅的右側(cè)，也具有故障診斷和工作狀態(tài)液晶顯示功能。 阿特拉斯（Atilas）公司于1999年推出的55、65、70和80型裝載機配有一個ADS系統(tǒng)，可為司機提供故障類型、原因等重要技術(shù)信息，并提示需要進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)的時機。 2.1.3電子自動換擋變速控制系統(tǒng) 90年代中末期，國外大多數(shù)裝載機上都安裝有類似卡特彼勒公司的電子自動換擋變速控制系統(tǒng)。系統(tǒng)中有一個微處理器（CPU），能把從發(fā)

36、動機油門、變矩器、變速箱收集的各種數(shù)據(jù)加以處理，然后產(chǎn)生一種電信號，使變速箱在適當(dāng)?shù)臅r候自動換擋，可進(jìn)一步減少停車時間，縮短作業(yè)循環(huán)，降低燃油消耗率達(dá)15，提高作業(yè)效率和作業(yè)經(jīng)濟性。同時能減少因行駛方向改變或因發(fā)動機處于高轉(zhuǎn)速時換擋所造成的換擋沖擊，減輕司機的工作疲勞。 沃爾沃公司裝載機駕駛室內(nèi)裝有一臺微型計算機，其中裝有換擋程序。計算機接受和處理從發(fā)動機傳感器及車輛轉(zhuǎn)速傳感器傳來的信息，并與變速箱殼體上的換擋電磁間接通，可使裝載機在最佳時刻自動換擋且永不錯位。利勃海爾公司的裝載機也能按預(yù)置的速度范圍（035kmh）自動換擋。 2.1.4負(fù)載感應(yīng)變速控制系統(tǒng) 負(fù)載感應(yīng)變速控制系統(tǒng)能根據(jù)負(fù)載狀態(tài)

37、自動調(diào)節(jié)車速及發(fā)動機飛輪扭矩，實現(xiàn)高速小扭矩或低速大扭矩的動力輸出，西德蔡特曼公司的ZL1801和ZL2002型裝載機就配用了這樣的控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)中的負(fù)荷傳感器能根據(jù)作業(yè)時負(fù)荷對動力的需求情況轉(zhuǎn)換全部或部分動力，而在沒有負(fù)荷時能把信號反饋到供油系統(tǒng)，使供油量減到最小，從而減少燃油消耗量和作業(yè)過程中的液壓損失，節(jié)能達(dá)1015，有效地分配發(fā)動機功率，提高整機經(jīng)濟性。 Coyote公司的210HP裝載機上也裝有負(fù)荷傳感系統(tǒng)，該系統(tǒng)可把裝載機對動力的需求減少到驚人的程度，例如，當(dāng)裝載機行駛在道路上時轉(zhuǎn)向所需動力只有02HP；當(dāng)裝載機工作時工作裝置液壓系統(tǒng)在最大壓力時所需動力只有07HP。 2.1.5

38、轉(zhuǎn)向變速集成控制系統(tǒng)和命令控制系統(tǒng) 90年代中末期，部分裝載機上安裝有轉(zhuǎn)向變速集成控制系統(tǒng)（STIC），它取消了傳統(tǒng)的方向盤和變速操作桿，將轉(zhuǎn)向和變速操縱集成在一個操作手柄上，并采用簡單的觸發(fā)方式控制開關(guān)和換擋用的分裝式加速按鈕。利用肘節(jié)的自然動作左右搬動操縱手柄來實現(xiàn)轉(zhuǎn)向，利用大拇指選擇換擋按鈕以實現(xiàn)前進(jìn)與后退、加速與減速行駛，極大地簡化了操作。 卡特彼勒公司950G上配用的轉(zhuǎn)向變速集成系統(tǒng)稱為命令控制系統(tǒng)（CCS），由液壓回路與機械反饋系統(tǒng)構(gòu)成。轉(zhuǎn)向時，方向盤轉(zhuǎn)動的角度直接與車身鉸接角度連接起來，其特點是方向盤轉(zhuǎn)動半圈即可轉(zhuǎn)向，可提供更快和更精確的控制。據(jù)稱，該系統(tǒng)在一個臺班（8h）工作時

39、間內(nèi)可使轉(zhuǎn)向圈數(shù)從1萬轉(zhuǎn)減少到1千轉(zhuǎn)，極大地減輕司機的操作疲勞，增加舒適性。 2.2動臂及工作裝置結(jié)構(gòu)的改進(jìn) 90年代中末期以來裝載機的工作裝置已不再采用單一的Z形連桿結(jié)構(gòu)，卡特彼勒公司在繼IT綜合多用機上開發(fā)出八桿平行舉升連桿機構(gòu)之后。又在其992G、924G等裝載機上采用了單鑄鋼動臂的所謂Versa連桿機構(gòu)，可承受極大的扭矩載荷，具有卓越的可靠性、耐用性和平行舉升機構(gòu)相類似的作業(yè)性能。工作裝置能以水平位置提升或降下放在托板上的物料，可配用多種作業(yè)裝置，最大限度地減少司機由地面到最大高度對鏟斗傾斜角的調(diào)整，前方視野更加開闊。 沃爾沃公司在其L500L220D等D系列裝載機上推出了該公司的專利

40、產(chǎn)品扭矩平行連桿機構(gòu)（TP），在鏟斗的整個舉升循環(huán)中可提供更大的傾翻力矩以及舉升能力，這保證裝載機不僅在配用鏟斗時，而且在配用叉、吊等其它工作裝置時都具有優(yōu)良的作業(yè)性能。 德國OK公司為其小型裝載機設(shè)計有Lear連桿；Schaff公司于2000年3月在Intermat展覽會上推出了具有可折疊式新型連桿機構(gòu)的高卸位式SKL873型裝載機等，進(jìn)一步增加了裝載機工作裝置的種類，提高其作業(yè)的多用性和適應(yīng)性。【6】 2.3機電液一體化技術(shù)在裝載機上的應(yīng)用電子技術(shù)、計算機技術(shù)和傳感器技術(shù)與機械相結(jié)合，實現(xiàn)機械的自動控制、自動監(jiān)視和處理叫機電液一體化技術(shù)。采用機電液一體化技術(shù)可充分發(fā)揮裝載機的使用性能，提高

41、發(fā)動機功率的利用率，減少液壓系統(tǒng)的能量損失，并改善操作性能，使裝載機能夠適應(yīng)多種工況的復(fù)雜負(fù)載條件，提高作業(yè)效率。傳感器是機電液一體化產(chǎn)品的感覺器官，以微機為核心的電子技術(shù)是機電液一體化產(chǎn)品的大腦，它接受傳感器送入的各種信息，進(jìn)行處理后送至執(zhí)行部分，執(zhí)行各種操作命令，以完成人們所期望的工作。 機電液一體化技術(shù)在裝載機上的應(yīng)用范圍越來越廣泛，未來的十至二十年中，機電液一體化技術(shù)將進(jìn)一步向前發(fā)展，其發(fā)展進(jìn)程大致經(jīng)歷以下階段：(1)機器工作狀態(tài)及安全性的電子自動監(jiān)控(2)局部操作控制的自動化(3)在操作者可以控制下的整機完全自動化(4)實現(xiàn)惡劣、危險環(huán)境下的無人操作2.3.1發(fā)動機電子控制技術(shù)柴油機

42、是恒轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)輸出功率的變化表現(xiàn)為輸出轉(zhuǎn)速的變化，但轉(zhuǎn)矩基本不變。油門開度增加（或減少），柴油機輸出功率就增加（或減少），但因轉(zhuǎn)矩基本不變，所以柴油機輸出轉(zhuǎn)速也增加（或減少）。即不同的油門開度對應(yīng)著不同的柴油機輸出轉(zhuǎn)速。一般柴油機都是在最大油門開度下工作，減速時減小油門開度。柴油機電子控制的目的是通過控制油門開度的大小實現(xiàn)柴油機輸出轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。目前應(yīng)用在裝載機柴油機上的電子控制裝置主要有電子控制式調(diào)速器、自動怠速系統(tǒng)、電子功率優(yōu)化系統(tǒng)以及電子油門控制系統(tǒng)等。(1)電子控制式調(diào)速器過去柴油機采用機械離心式調(diào)速器，無負(fù)荷時最高轉(zhuǎn)速比額定功率轉(zhuǎn)速高達(dá)100200rmin。離心式調(diào)速器存在調(diào)速率問題，負(fù)

43、荷變化必然引起發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化。采用電子調(diào)速器因燃油噴射量采用電子控制，噴油量與轉(zhuǎn)速沒有關(guān)系，無調(diào)速率問題。燃料噴射不受發(fā)動機轉(zhuǎn)速影響，噴射始終保持高壓細(xì)化，能按發(fā)動機運行工況調(diào)整噴油規(guī)律和噴油狀態(tài)，能適應(yīng)急劇的負(fù)荷變化，迅速進(jìn)行調(diào)整、提高燃燒效率?？得魉构拘麻_發(fā)的發(fā)動機電子調(diào)速器，用控制器（微機）對發(fā)動機燃料系統(tǒng)和泵的變量系統(tǒng)進(jìn)行控制，達(dá)到高性能和低成本的目的。即根據(jù)柴油機實際轉(zhuǎn)速、齒條位移（油門開度）和柴油機目標(biāo)轉(zhuǎn)速，經(jīng)發(fā)動機控制器演算分析后，確定齒條位移目標(biāo)值，并由可動線圈調(diào)節(jié)齒條位置，使齒條達(dá)到位置目標(biāo)值。因一定的齒條位移對應(yīng)著一定的柴油機轉(zhuǎn)速，由此即達(dá)到柴油機目標(biāo)轉(zhuǎn)速。同時，將轉(zhuǎn)速偏

44、差數(shù)輸入泵控制器，由電磁比例閥控制泵的擺角，改變泵的排量，使其達(dá)到泵的流量目標(biāo)值。這樣，泵的流量與柴油機轉(zhuǎn)速就能始終達(dá)到合理的匹配。(2)自動怠速控制裝置自動怠速控制裝置的作用就是在裝載機作業(yè)過程中短暫停止操作時，發(fā)動機自動處于怠速狀態(tài)。根據(jù)日立建機ZX200（20t級裝載機）P模式挖掘作業(yè)試驗得到發(fā)動機轉(zhuǎn)速分布規(guī)律，根據(jù)規(guī)律顯示，采用自動怠速后，替代了高怠速工況，通過簡單計算可知，油耗可下降6.8%。由于操縱響應(yīng)和燃油燃燒狀況變差等原因，臨時自動怠速轉(zhuǎn)速只能降到約為1200r/min，不能進(jìn)一步降低。如較長時間不作業(yè)時，轉(zhuǎn)速能進(jìn)一步降低到低怠速狀態(tài)，可進(jìn)一步降低油耗62%。自動怠速是由操縱閥

45、操縱連動控制的，過去操縱閥一操縱發(fā)動機就一下子恢復(fù)高速，現(xiàn)已采用操縱閥手柄操縱量與發(fā)動機恢復(fù)轉(zhuǎn)速連動，這樣在微動操縱時發(fā)動機轉(zhuǎn)速緩慢上升，防止使發(fā)動機轉(zhuǎn)速一下子升的過高，可進(jìn)一步節(jié)能。(3)電子功率優(yōu)化系統(tǒng)（EPOS）在不同作業(yè)工況下，對發(fā)動機和液壓系統(tǒng)有不同的功率要求，需要有作業(yè)工況相匹配的功率特性和設(shè)定（發(fā)動機轉(zhuǎn)速、泵吸收功率和流量特性等）。電子功率優(yōu)化系統(tǒng)可根據(jù)發(fā)動機負(fù)荷的變化，自動調(diào)節(jié)液壓泵所吸收的功率，使發(fā)動機轉(zhuǎn)速始終保持在額定轉(zhuǎn)速附近，即發(fā)動機始終以全功率運轉(zhuǎn)，這樣既充分利用了發(fā)動機的功率、提高裝載機的作業(yè)效率，又防止了發(fā)動機因過載而熄火。日本油谷重工試驗證明，對某一作業(yè)情況有最佳

46、平衡點，過分增加吸收功率，單位油耗作業(yè)量不會提高，反而費油，因此工況控制是有效的節(jié)能措施。但是過去工況控制采用開關(guān)操縱，要選擇工況模式，操縱很不方便，因此司機往往為了省事，常放在最大功率模式不動，使工況控制往往不起作用，因此有些裝載機廠家開發(fā)了自動智能識別系統(tǒng) ，根據(jù)司機的手柄操作情況、系統(tǒng)的油壓和流量來自動選擇最佳作液模式，設(shè)定功率，這將成為今后節(jié)能的一項有效技術(shù)。2.3.2液壓泵閥控制技術(shù)液壓驅(qū)動機構(gòu)是在液壓控制系統(tǒng)中將微小功率的電能或機械能轉(zhuǎn)換成強大功率的液壓能和機械能的裝置。它由液壓功率放大元件、液壓執(zhí)行元件和負(fù)載組成，它是液壓控制系統(tǒng)中進(jìn)行靜態(tài)和動態(tài)分析的核心。根據(jù)液壓驅(qū)動機構(gòu)中所取

47、功率放大元件的不同，分為泵控系統(tǒng)和閥控系統(tǒng)。泵控系統(tǒng)又稱容積式系統(tǒng)，是以液壓伺服泵（變量泵）為功率放大元件的系統(tǒng)，通過改變泵的排量來控制進(jìn)入執(zhí)行元件的流量，從而改變輸出速度。閥控系統(tǒng)又稱節(jié)流式系統(tǒng)，是以伺服閥（電液伺服閥、電液比例閥）為功率放大元件的系統(tǒng)，由伺服閥來控制進(jìn)入執(zhí)行元件的流量，從而改變輸出速度。 對液壓泵的控制都是通過泵的變量擺角來實現(xiàn)的。根據(jù)控制形式的不同，可分為功率控制系統(tǒng)、流量控制系統(tǒng)。目前，裝載機液壓泵的控制系統(tǒng)大多采用功率控制和流量控制的組合控制系統(tǒng)，很少采用單一控制形式的控制系統(tǒng)。泵控液壓系統(tǒng)雖然傳動效率高，但動態(tài)特性較差，閥控液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，動態(tài)特性好，但傳動效率低

48、，于是自20世紀(jì)90年代以來，在裝載機上開始采用將泵控和閥控結(jié)合起來的負(fù)荷傳感系統(tǒng)。2.3.3電子液壓集成控制 電子控制技術(shù)與液壓控制技術(shù)相結(jié)合的電子液壓集成控制技術(shù)近年來獲得了巨大發(fā)展，現(xiàn)在的裝載機（國外先進(jìn)產(chǎn)品）在各功能部件的自動控制和各功能部件的聯(lián)合控制方面已日趨成熟，現(xiàn)在的研究是實現(xiàn)整機的電子液壓集成控制。其優(yōu)點如下： （1）提高系統(tǒng)可靠性，裝載機作為在較惡劣環(huán)境下持續(xù)工作的施工設(shè)備，各功能部件都會受到惡劣環(huán)境的影響，而作為控制系統(tǒng)中必不可少的線束和液壓管路將會分布到機器的很多部分，這將成為系統(tǒng)中很不穩(wěn)定的一個重要因素。而采用電子液壓集成控制，既能保證控制功能，又能有效提高系統(tǒng)可靠性。

49、 （2）擴展了系統(tǒng)功能，電子液壓集成控制的調(diào)整控制單元是根據(jù)通用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的，其功能及完成的具體任務(wù)是由控制中心的微處理器決定并控制的，通常微處理機中可存儲多套功能控制方案，以適應(yīng)不同結(jié)構(gòu)功能的控制要求，變換機器的功能只需調(diào)換相應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu)，選擇相應(yīng)的執(zhí)行形式即可。 （3）為系統(tǒng)維護(hù)和現(xiàn)代化的管理奠定了堅實的基礎(chǔ)。由于電子液壓集成控制對整機各功能部件的主要參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)控，且本身具備自適應(yīng)能力與故障診斷能力，使機器的維護(hù)十分方便，借助于通訊接口可以和工程管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交流，便于現(xiàn)代管理，從而提高機器使用壽命，提高生產(chǎn)率。2.4液壓蓄能技術(shù)在裝載機上的應(yīng)用山重建機的新款GC228LC-8油液混合

50、動力裝載機采用液壓蓄能技術(shù)進(jìn)行能量回收，并作為輔助動力源與主動力源共同向負(fù)載提供能量，形成一種新型的油液混合驅(qū)動系統(tǒng)。據(jù)介紹，與傳統(tǒng)動力裝載機相比較，此款山重建機裝載機節(jié)能效果達(dá)到10-15%，同時減少了排放污染。油液混合動力系統(tǒng)是相對獨立的輔助系統(tǒng)，對原裝載機的基本結(jié)構(gòu)與主要部件沒有影響，也不會改變原來的適用工況。該系統(tǒng)成功解決了目前較為流行的油電混合動力系統(tǒng)采用的高性能電能轉(zhuǎn)換設(shè)備成本過高、保養(yǎng)要求高的問題。山重建機裝載機采用原裝進(jìn)口康明斯B5.9發(fā)動機，符合Tier2排放標(biāo)準(zhǔn)，節(jié)能環(huán)保，維修保養(yǎng)方便、采用徑向密封空濾器并標(biāo)配空氣預(yù)濾器，有效延長發(fā)動機的使用壽命，標(biāo)配壓力變送器，有效提高燃

51、油經(jīng)濟性；2.5混合動力技術(shù)在裝載機上的應(yīng)用小松作為裝載機的領(lǐng)軍者之一，除了高效率的液壓系統(tǒng)，更是通過引入混合動力技術(shù)站在了裝載機技術(shù)的最前沿。自2008年首次在日本市場推出其混合型號以來，已在日本、中國、英國等地銷售了900多臺，特別適合中國裝載機工作時間長的特殊情況。小松最新的機型HB215LC-1，混合動力系統(tǒng)包括一個新的電動回轉(zhuǎn)馬達(dá)、發(fā)電機、電容器和104千瓦的柴油發(fā)動機，可以回收回轉(zhuǎn)的能量并儲存在電容器，并可在需要時快速釋放能量。毫無疑問，裝載機在工作時回轉(zhuǎn)動作是很頻繁的，小松聲稱混合動力比常規(guī)機器平均可節(jié)省25%的燃料。HB215LC-1采用了前傳動裝置單軸轉(zhuǎn)矩組合的并聯(lián)式混合動力

52、電驅(qū)動系統(tǒng)。這一結(jié)構(gòu)也可以稱為輕度混合動力驅(qū)動電驅(qū)動系統(tǒng)，因此，小松把其稱為“溫和”型混合動力系統(tǒng)，協(xié)助柴油機工作的電力系統(tǒng)在機器的常規(guī)作業(yè)中不運轉(zhuǎn)，與柴油機串聯(lián)的電動機只在柴油機工作效率較低的低轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時協(xié)助工作。在車輛啟動時，電動-發(fā)電機快速啟動發(fā)動機，如果需要，電動機會給柴油機一個動力輔助，可以使其在較低的發(fā)動機轉(zhuǎn)速快速啟動車輛；在裝載機鏟掘或突然加速等工況對動力有突增需求時，將作為電動機工作，在功率和轉(zhuǎn)矩上給發(fā)動機一個動力輔助，使其在較低的發(fā)動機轉(zhuǎn)速下得到較大的動力；為了降低燃油消耗和排放，裝載機停機一段時間后，發(fā)動機會自動降到能夠維持動力的最低發(fā)動機轉(zhuǎn)速。蓄電池系統(tǒng)為燈光、空調(diào)等其他

53、電器系統(tǒng)提供動力，可以供電1h以上；裝載機正常工作期間在沒有影響動力的前提下，如果電池需要，電動-發(fā)電機可以作為發(fā)電機使用，給蓄電池系統(tǒng)充電?！?】2.6強化輔助操作 2.6.1司機輔助操作系統(tǒng) 近年來，國外裝載機公司已經(jīng)或者正在研制一些能夠幫助司機更有效地進(jìn)行操作的輔助操作系統(tǒng)，用計算機編制作業(yè)循環(huán)就是其中的一種。輪式機上安裝的電子計算機可編制作業(yè)循環(huán)程序，鏟裝作業(yè)自動化或部分自動化。例如從一個碎石料堆向卡車鏟裝碎石作業(yè)的一個循環(huán)為：放下動臂駛向料堆鏟入料堆提升動管并收斗一轉(zhuǎn)向后駛向卡車一卸料，司機將此循環(huán)全部或部分編程后區(qū)裝載機的作業(yè)即可全部或部分自動化，從而大大減少司機的操作。 凱斯公司

54、21B、C系列裝載機上的計算機監(jiān)控系統(tǒng)中有一信息記錄裝置，裝載機作業(yè)時該裝置會記錄裝載機的牽引力、作業(yè)時間、空載時間、熄火及點火啟動次數(shù)、行駛速度等有助于計算裝載機完成某項任務(wù)時作業(yè)效率的有關(guān)信息，為司機提供一些有助于操作、提高作業(yè)效率的信息。 前幾年僅用于飛機和少數(shù)轎車的司機頭頂電子顯示裝置也將逐漸用于裝載機，其行駛速度、距離以及任何需要監(jiān)控的參數(shù)都會直接投影在司機車窗玻璃上并直接進(jìn)人視野，司機在作業(yè)的同時又能隨時對機器進(jìn)行監(jiān)控。 2.6.2自動穩(wěn)定系統(tǒng) 德國漢諾馬格公司的大中型裝載機上安裝有負(fù)荷自動穩(wěn)定系統(tǒng)（ALS），用一對鋼膜氮氣儲能器安裝在前車架上，與裝載機動臂油缸相通。該系統(tǒng)可在幾秒

55、鐘內(nèi)自動接通或斷開，視裝載機的工作狀況而定。當(dāng)裝載機進(jìn)行作業(yè)或低速行駛時系統(tǒng)自動斷開；當(dāng)車速超過4.8kmh時系統(tǒng)由一個電子速度傳感器開關(guān)控制的電磁閥自動開啟，使動臂油缸提升四路與壓力儲能器接通，儲能器吸收進(jìn)入工作裝置液壓系統(tǒng)的振動與沖擊負(fù)荷，減少振動和顛簸，鏟斗內(nèi)物料的保持性也比較好，增加裝載機作業(yè)的穩(wěn)定性、安全性和舒適性。 cat950G配用的類似系統(tǒng)稱為行駛平穩(wěn)性自動控制系統(tǒng)（ARC）。該系統(tǒng)中有一支氮一液儲能器，通過管道與裝載機動臂提升油缸的大腔相連，以吸收進(jìn)入鏟斗等工作裝置液壓回路的沖擊振動，有效地消除裝載機高速行駛時產(chǎn)生的顛簸，使鏟斗內(nèi)物料保持性好，特別有利于長距離的裝運作業(yè)及轉(zhuǎn)場

56、行駛。 日本小松公司W(wǎng)A5003上配用的類似系統(tǒng)稱為電控懸掛系統(tǒng)（ECSS），由主監(jiān)控器、ECSS開關(guān)、高低壓儲能器及壓力速度傳感器組成，可根據(jù)裝載機的行駛情況發(fā)出控制信號，消除因高速行駛而引起車體的擺動；可提供工作裝置上下移動的伸縮性，防止鏟斗中物料顛出，使物料保持性好；還可使類似縱向及垂直方向的低頻振動降低40一50。 2.6.3電子稱量裝置 電子稱量裝置已運用于鏟裝需測量計費物料的作業(yè)，由一個帶電子顯示屏的微處理器和安裝在動臂油缸回路中的負(fù)荷傳感器、位置傳感器、打印機等組成。其工作原理是通過測量提升油缸的液壓進(jìn)行稱重，稱重過程為動態(tài)稱重，即在鏟裝物料和連續(xù)提升的過程中進(jìn)行稱重、采集信號，

57、通過智能電子秤進(jìn)行數(shù)據(jù)計算和處理，并編輯、打印。稱重誤差可在3以內(nèi)。2.6.4直觀控制系統(tǒng) 人機工程學(xué)的研究與應(yīng)用已進(jìn)一步改進(jìn)和簡化了司機的操作，卡特彼勒公司研制了一種用于工程機械操作的選擇控制系統(tǒng)，稱為直觀控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)可按司機的期望對機器進(jìn)行直觀控制，例如，當(dāng)轉(zhuǎn)動控制柄時鏟斗就翻斗，當(dāng)將手拉向操作者身邊時動臂便會向操作者身邊移動。安裝這種系統(tǒng)后從來沒學(xué)過操作裝載機的人可在兩三個作業(yè)循環(huán)后學(xué)會操作。 2.6.5進(jìn)一步改善駕駛室內(nèi)環(huán)境 近幾年來國外裝載機的設(shè)計和制造進(jìn)一步體現(xiàn)了以人為本的理念，要為司機提供一個更加舒適的環(huán)境，以達(dá)到他們稱之為全自動化型的境地。大中型裝載機駕駛室普遍采用翻車保護(hù)機構(gòu)(ROPS)和落物撞擊保護(hù)機構(gòu)(FOPS)，室內(nèi)安裝