專利名稱：一種智能節(jié)能型裝載機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于裝載機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種智能節(jié)能型裝載機(jī)。
技術(shù)背景目前，裝載機(jī)作為工程機(jī)械，既要行駛又要進(jìn)行裝載作業(yè)。其發(fā)動機(jī)的動力， 一部 分通過液力變矩器和變速箱驅(qū)動行駛機(jī)構(gòu)(傳動軸、車橋、車輪)，實(shí)現(xiàn)裝載機(jī)行駛，另 一部分通過液壓油泵驅(qū)動液壓油缸，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向和裝載工作。在裝載機(jī)工作時， 一面前進(jìn)，鏟斗同時鏟裝物料，其鏟掘機(jī)構(gòu)油泵便經(jīng)常和變矩器 一起工作，而鏟掘機(jī)構(gòu)油泵所消耗的功率，約占發(fā)動機(jī)功率的40-60%,所以變矩器與發(fā) 動機(jī)采用部分功率匹配。當(dāng)裝載機(jī)在運(yùn)輸工況時，工作點(diǎn)經(jīng)常在發(fā)動機(jī)的調(diào)速特性上，發(fā) 動機(jī)動力性和經(jīng)濟(jì)性降低。另外液力傳動的傳動效率較低，尤其是遇到重載的時候，液力變矩器的傳動效率反 而大幅下降，使作業(yè)效率降低，造成了能源的浪費(fèi)。針對這一情況， 一般都通過設(shè)計雙泵 輪、雙導(dǎo)輪、雙渦輪等來提高變矩器效率和高效區(qū)范圍，提高傳動效率。這種方法的優(yōu)點(diǎn) 是操作簡單、傳動效率有一定提高，但是沒有從根本解決重載下傳動效率低的問題，且故 障率高。還有的通過增加動力換擋變速器的擋位數(shù)來解決，但是增加了擋位數(shù)以后，因需 要不斷操縱換擋手柄而分散操作者的注意力，影響作業(yè)效率，且傳動效率提高有限。裝載機(jī)傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)采用定量泵系統(tǒng)。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和爐掘機(jī)構(gòu)主要采用兩套獨(dú)立的 液壓系統(tǒng)(也有部分系統(tǒng)采用合流形式，即轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和工作系統(tǒng)通過優(yōu)先閥合流)，系統(tǒng) 均采用齒輪泵供油，屬于閥控定量系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較簡單、價格較低、可靠性高，但系統(tǒng) 的工作效率低、油溫較高、操作性較差。由于兩定量泵均由變速箱取力，只要發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 一定，兩泵均提供恒定的流量。當(dāng)泵的供油流量多于轉(zhuǎn)向和工作系統(tǒng)所需時，剩余部分只 有通過溢流閥流回油箱，造成較大的能量損失，且使系統(tǒng)的油溫升高。當(dāng)裝載機(jī)不轉(zhuǎn)向或 不作業(yè)時，兩系統(tǒng)的油液分別通過轉(zhuǎn)向器和多路闊中位進(jìn)行低壓大流量卸荷。盡管泵的卸 荷壓力只是管路和閥的流動損失，相比工作壓力要小得多，但由于兩泵仍是全排量供油， 因此系統(tǒng)的卸荷損失仍不可忽視。 本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題，而提供了一種智能節(jié)能型裝載機(jī)。.本發(fā)明的目的是提供一種基于智能控制的裝載機(jī)，該裝載機(jī)動力性和經(jīng)濟(jì)性好，節(jié) 能高效，操作簡單省力，提髙裝載機(jī)的總體技術(shù)水平。本發(fā)明采取如下技術(shù)方案智能節(jié)能型裝載機(jī)，包括車架、動力機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)，車架的中間部位 有駕駛室，在駕駛室的一側(cè)有鏟掘機(jī)構(gòu)，另一側(cè)安裝有動力機(jī)構(gòu)，車架的底部有電液換擋 變速箱、傳動機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)向液壓機(jī)構(gòu)，車架裝有車輪，其特點(diǎn)是鏟掘機(jī)構(gòu)裝有負(fù)荷傳感液 壓機(jī)構(gòu)，車架裝有電控發(fā)動機(jī)及其智能控制器，智能控制器連接負(fù)荷傳感液壓機(jī)構(gòu)、自動 換擋控制機(jī)構(gòu)，自動換擋控制機(jī)構(gòu)控制電液自動換擋變速箱，智能控制器連接控制變量泵 電磁閥調(diào)節(jié)變量泵的排量。本發(fā)明還可以釆用如下技術(shù)措施所述的智能節(jié)能型裝載機(jī)，其特點(diǎn)是智能控制器連接發(fā)動機(jī)輕載、重載工作模式 選擇器，智能控制器面板上設(shè)有輕載、重載工作模式選擇開關(guān)。所述的智能節(jié)能型裝載機(jī)，其特點(diǎn)是鏟掘機(jī)構(gòu)的動臂油缸裝有壓力傳感器，智能 控制器連接壓力傳感器，通過測量油缸壓力來判斷裝載機(jī)所處工作段。所述的智能節(jié)能型裝載機(jī)，其特點(diǎn)是傳動機(jī)構(gòu)選用變矩器和電液自動換擋變速箱， 以渦輪轉(zhuǎn)速、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為控制參數(shù)，通過智能控制器對電液自動換擋變速箱進(jìn)行自動換 擋控制，使變矩器在高效狀態(tài)工作。所述的智能節(jié)能型裝載機(jī)，其特點(diǎn)是智能控制器面板上設(shè)有換擋模式選擇開關(guān)， 手動換擋模式由位于方向盤左下側(cè)的換擋撥桿控制，自動換擋的方向開關(guān)和強(qiáng)制降一擋按 鈕DSS集成于多功能操縱桿上。本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果智能節(jié)能型裝載機(jī)采用電控發(fā)動機(jī)和可控變量泵，通過安裝在控制面板上的工作模 式選擇開關(guān)手動選擇發(fā)動機(jī)輕、重載工作模式，控制發(fā)動機(jī)的功率輸出，通過負(fù)荷敏感液 壓機(jī)構(gòu)根據(jù)載荷大小在最大排量之下自動調(diào)節(jié)變量泵的排量，達(dá)到對整機(jī)功率流進(jìn)行合理 分配，并通過對功率流的分配使裝載機(jī)在鏟掘時具有較大的牽引力，在裝載時動臂和鏟斗
具有較快的操作速度，既節(jié)省了能源，又提高了工作效率。同時，通過控制器控制電液換 擋變速箱自動換擋，保證變矩器盡可能在高效區(qū)工作，既簡化了操作，又提髙了整機(jī)的工 作效率和工作性能。本發(fā)明的優(yōu)越性及技術(shù)效果
1、 控制發(fā)動機(jī)始終工作在額定功率點(diǎn)附近，發(fā)動機(jī)8有較高的經(jīng)濟(jì)性和動力性。
2、 變量泵根據(jù)載荷情況自動調(diào)節(jié)排量，液壓系統(tǒng)需要多少供給多少，避免了高壓溢
流o
3、 自動換擋系統(tǒng)，既提高了傳動系效率又簡化了操作，提髙了裝載機(jī)工作效率。
4、 通過調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)和變量泵來進(jìn)行功率流分配，既提高了鏟掘時的驅(qū)動力，又提高 了裝載工作的快速性，整機(jī)經(jīng)濟(jì)性好，工作效率高。


圖1是本發(fā)明智能節(jié)能型裝載機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明功率流分配所依據(jù)的裝載機(jī)工作載荷譜曲線；
圖3本發(fā)明智能控制功能方框圖。
圖中，l-鏟掘機(jī)構(gòu)，2-負(fù)荷傳感液壓機(jī)構(gòu)，3-換擋撥桿，4-方向盤，5-駕駛室，6-多 功能操縱桿，7-變矩器，8-發(fā)動機(jī)，9-車架，10-車輪，ll-變量泵，12-電液換擋變速箱， 13-傳動機(jī)構(gòu)，14-動臂油缸。
具體實(shí)施例方式
為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì) 說明如下
參閱附圖l、圖2和圖3。
實(shí)施例l
智能節(jié)能型裝載機(jī)，包括車架、動力機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)，車架9的中間部 位有駕駛室5，在駕駛室5的一側(cè)有鏟掘機(jī)構(gòu)1，另一側(cè)安裝有動力機(jī)構(gòu)，車架9的底部 有電液換擋變速箱12、傳動機(jī)構(gòu)13和轉(zhuǎn)向液壓機(jī)構(gòu)，車架9裝有車輪10，其特征是伊 掘機(jī)構(gòu)1裝有負(fù)荷傳感液壓機(jī)構(gòu)2，車架9裝有電噴發(fā)動機(jī)8及其智能控制器，智能控制 器連接負(fù)荷傳感液壓機(jī)構(gòu)2、自動換擋控制機(jī)構(gòu)，自動換擋控制機(jī)構(gòu)控制電液自動換擋變 速箱12,智能控制器連接控制變量泵電磁閥調(diào)節(jié)變量泵11的排量。
智能控制器連接電噴發(fā)動機(jī)8輕載、重載工作模式選擇器，智能控制器面板上設(shè)有
輕載、重載工作模式選擇開關(guān)。智能控制器面板上設(shè)有換擋模式選擇開關(guān)，手動換擋模式 由位于方向盤4左下側(cè)的換擋撥桿3控制，自動換擋的方向開關(guān)和強(qiáng)制降一擋按鈕DSS 集成于多功能操縱桿6上。鏟掘機(jī)構(gòu)的動臂油缸14裝有壓力傳感器，智能控制器連接壓 力傳感器，通過測量油缸14壓力來判斷裝載機(jī)所處工作段。傳動機(jī)構(gòu)選用三元件變矩器 7和前四后三電液自動換擋變速箱12,以渦輪轉(zhuǎn)速、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為控制參數(shù)，通過智能控 制器對電液自動換擋變速箱12進(jìn)行自動換擋控制，使變矩器7在高效狀態(tài)工作。 本發(fā)明目的是這樣實(shí)現(xiàn)的
首先參照裝載機(jī)工作載荷譜線，分析裝載機(jī)工作特性。根據(jù)裝載機(jī)不同工況時的工 作特性結(jié)合發(fā)動機(jī)特性曲線，確定發(fā)動機(jī)8低、中、高三條工作曲線，每一種工作曲線對 應(yīng)一種裝載機(jī)工況。把裝載機(jī)工作分為輕、重載兩種工作模式，每種模式對應(yīng)發(fā)動機(jī)8 不同的工作范圍，由駕駛員根據(jù)工況通過安裝在控制面板上的工作模式選擇開關(guān)手動選擇 輕、重載工作模式。
根據(jù)裝載機(jī)所處工作段不同控制程序自動調(diào)節(jié)變量泵ll的排量，以控制其所吸收功 率。不同工作段設(shè)定變量泵11不同最大排量，最大排量設(shè)定數(shù)值由裝載機(jī)行走、輕載爐 掘、重載鏟掘三種典型工作確定，分為大、中、小三擋。最大排量設(shè)定后，負(fù)荷傳感液壓 機(jī)構(gòu)2根據(jù)載荷大小在最大排量之下自動調(diào)節(jié)泵的排量。動臂油缸14底部裝有壓力傳感 器，通過測量油缸底部壓力來判斷裝載機(jī)所處工作段。
傳動系統(tǒng)選用三元件變矩器7，和前四后三電液自動換擋變速箱12,以渦輪轉(zhuǎn)速、 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為控制參數(shù)，通過控制器按照設(shè)定的換擋策略對電液自動換擋變速箱12進(jìn)行 自動換擋控制，保證變矩器7盡量工作在規(guī)定的高效區(qū)。采用三種換擋模式，手動模式 (M),自動l模式(L),和自動2模式(H〉。 L模式在低速狀態(tài)l-2擋之間根據(jù)工況自 動換擋，主要應(yīng)用于裝載機(jī)的挖掘和裝載操作；H模式在高速狀態(tài)l-4擋之間自動換擋， 主要應(yīng)用于裝載機(jī)的遠(yuǎn)程行走，和長距離的裝載操作。手動換擋模式由位于方向盤左下側(cè) 的換擋撥桿3控制自動換擋的方向開關(guān)和強(qiáng)制降一擋按鈕DSS集成于多功能操縱桿6 上；換擋模式選擇開關(guān)位于儀表臺上。
具體的工作是這樣完成的
如圖3所示裝載機(jī)工作前由駕駛員根據(jù)工況，通過安裝在控制面板上的工作模式 選擇開關(guān)手動選擇輕、重載工作模式。輕載模式發(fā)動機(jī)8在低、中兩條特性曲線上工作， 重載模式發(fā)動機(jī)在低、高兩條特性曲線上工作。(還可設(shè)置另一模式用于特殊工況，比如 路面行駛條件差--行駛阻力大或有坡度，此時發(fā)動機(jī)工作在中、高兩條特性曲線上。)在鏟裝物料過程和爬坡行駛時采用較大功率曲線，在空載行駛時，采用較小功率曲線，避免
發(fā)動機(jī)8經(jīng)常性地工作在調(diào)速曲線上。在工作過程中主控制器根據(jù)動臂油缸14底部所裝 的壓力傳感器所檢測的油缸底部壓力來判斷裝載機(jī)所處工作段及載荷情況,輕載鏟掘時使 用中間排量，重載鏟掘時使用小排量，保證裝載機(jī)具有較大的驅(qū)動力在動臂舉升和鏟斗 翻轉(zhuǎn)時使用大排量，保證較快的工作速度。最大排量設(shè)定后，負(fù)荷傳感液壓機(jī)構(gòu)2根據(jù)載 荷大小在最大排量之下自動調(diào)節(jié)泵的排量。
本裝載機(jī)的換擋工作是這樣完成的司機(jī)根據(jù)操作習(xí)慣和工況等通過換擋模式選擇 開關(guān)選定換擋模式手動模式(M),自動l模式(L),和自動2模式(H)。手動模式時 駕駛員通過操縱位于方向盤4下側(cè)的換擋撥桿3手動換擋，自動模式時，換擋控制程序根 據(jù)當(dāng)前的工況自動換擋，保證變矩器7盡量工作在規(guī)定的高效區(qū)，以達(dá)到節(jié)能的目的。
權(quán)利要求
1.一種智能節(jié)能型裝載機(jī)，包括車架(9)、動力機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)，車架(9)的中間部位有駕駛室(5)，在駕駛室(5)的一側(cè)有鏟掘機(jī)構(gòu)(1)，另一側(cè)安裝有動力機(jī)構(gòu)，車架(9)的底部有電液換擋變速箱(12)、傳動機(jī)構(gòu)(13)和轉(zhuǎn)向液壓機(jī)構(gòu)，車架(9)裝有車輪(10)，其特征是鏟掘機(jī)構(gòu)(1)裝有負(fù)荷傳感液壓機(jī)構(gòu)(2)，車架(9)裝有電控發(fā)動機(jī)(8)及其智能控制器，智能控制器連接負(fù)荷傳感液壓機(jī)構(gòu)(2)、自動換擋控制機(jī)構(gòu)，自動換擋控制機(jī)構(gòu)控制電液自動換擋變速箱(12)，智能控制器連接控制變量泵電磁閥調(diào)節(jié)變量泵(11)的排量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能節(jié)能型裝載機(jī)，其特征是智能控制器連接發(fā)動機(jī)輕載、 重載工作模式選擇器，智能控制器面板上設(shè)有輕載、重載工作模式選擇開關(guān)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能節(jié)能型裝載機(jī)，其特征是鏟掘機(jī)構(gòu)的動臂油缸(14)裝 有壓力傳感器，智能控制器連接壓力傳感器，通過測量油缸(14)壓力來判斷裝載機(jī) 所處工作段。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能節(jié)能型裝載機(jī)，其特征是傳動機(jī)構(gòu)選用變矩器(7)和 電液自動換擋變速箱(12),以渦輪轉(zhuǎn)速、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為控制參數(shù)，通過智能控制器對 電液自動換擋變速箱(12)進(jìn)行自動換擋控制，使變矩器(7)在高效狀態(tài)工作。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能節(jié)能型裝載機(jī)，其特征是智能控制器面板上設(shè)有換擋模 式選擇開關(guān)，手動換擋模式由位于方向盤(5)左下側(cè)的換擋撥桿(3)控制，自動換 擋的方向開關(guān)和強(qiáng)制降一擋按鈕DSS集成于多功能操縱桿(6)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種智能節(jié)能型裝載機(jī)。本發(fā)明屬于裝載機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。智能節(jié)能型裝載機(jī)，包括車架、動力機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)，車架的中間部位有駕駛室，在駕駛室的一側(cè)有鏟掘機(jī)構(gòu)，另一側(cè)安裝有動力機(jī)構(gòu)，車架的底部有電液換擋變速箱、傳動機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)向液壓機(jī)構(gòu)，車架裝有車輪，其特點(diǎn)是鏟掘機(jī)構(gòu)裝有負(fù)荷傳感液壓機(jī)構(gòu)，車架裝有電控發(fā)動機(jī)及其智能控制器，智能控制器連接負(fù)荷傳感液壓機(jī)構(gòu)、自動換擋控制機(jī)構(gòu)，自動換擋控制機(jī)構(gòu)控制電液自動換擋變速箱，智能控制器連接控制變量泵電磁閥調(diào)節(jié)變量泵的排量。本發(fā)明功率流分配合理，可設(shè)定發(fā)動機(jī)輕載、重載工作模式，鏟掘驅(qū)動力高，裝載快速，經(jīng)濟(jì)性好，工作效率高，整機(jī)工作性能優(yōu)良。
文檔編號E02F9/00GK101148895SQ20071005982
公開日2008年3月26日 申請日期2007年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月11日
發(fā)明者吳國祥, 孟廣良, 李學(xué)忠, 李鶯鶯, 楊國明, 亮 王, 鄭尚龍 申請人:天津工程機(jī)械研究院