现代装载机技术发展综述
1整机生产率提高及节油技术
1.1高性能发动机技术
提高生产率,降低油耗,是提高整机性能和质量的基础。
(1)把所谓的ACERT技术应用到了发动机上。这是一项通过全新的电子控制模块,系统优化燃油供给、空气供给、燃烧过程和废气排放的技术。这项技术可以在不降低燃油经济性和性能的情况下减少排放,并保持原有的寿命和可靠性。
(2)跟踪和监视发动机各子系统的运行状态。除了连续监测冷却温度、进气温度、润滑油压力、燃油压力、发动机转速等指标外,还可以监测发动机负载情况。当负载过高时,系统会自动降低发动机输出功率,保护其免受损坏。
(3)高性能电控燃油正时喷射技术。优化发动机低速和高速燃油燃烧条件,提高供油响应速度,使其与铲斗的铲挖力和液压系统的响应速度相匹配。
(4)应用大扭矩发动机匹配大容量液力变矩器,可最大限度提高低速时的工作效率,降低油耗65,438+05%。
(5)双模式发动机动力选择系统的应用。发动机有两种工作模式供操作者随意选择,即正常工作模式和动力工作模式。正常工作模式适合常规加载操作,可获得最大的燃油效率;动力工作模式适用于硬物料的铲装或陡坡攀爬,可获得最大的动力输出。通过双模式动力选择系统,操作员可以方便地调整发动机性能和工作要求之间的匹配工况。
(6)恒定净功率输出控制。一般发动机的总功率是恒输出控制,即空调或冷却风扇等附件工作时,为了保证总功率不变,实际工作所需的净功率会发生变化。新型发动机电控系统可以在辅助装置满载的情况下提供恒定的净功率输出,从而提高整机的生产率和燃油效率。
(7)独立的恒温冷却系统。该系统可以根据需要电子调节和控制风扇转速,监测发动机冷却温度、进气歧管温度、变速箱油温和液压油温度,并通过这些数据控制和维持风扇转速在系统正常工作温度水平。
许多现有的装载机冷却系统从机器侧面吸入空气,并通过发动机舱从机器后部排出。新的冷却系统通过非金属保护层将冷却系统与发动机舱隔开。由液压驱动的变速风扇从机器后部吸入清洁空气,并从侧面和发动机罩排出。从而获得最佳的冷却效率,提高燃油效率,降低散热器的气阻和工作噪音。
1.2变速箱传动技术
(1)自动变速器的四模式选择系统。变速箱有一个手动换挡模式和三个自动换挡模式(即低、中、高)。通过合理的选择,操作员可以将机械工况与发动机的最佳性能相匹配。
在手动换挡模式下,可以通过变速杆固定传动系统的传动比,使整机获得恒定的工作速度。低速自动变速模式可以保证发动机低速平稳换挡,适合一般的铲装作业,油耗低。中速自动变速模式适用于发动机中速运转情况下的换挡和更快的操作要求。高速自动换挡模式是发动机在高速运转下的换挡模式,可以提供最大的铲力和快速的作业周期,适用于爬坡、装载和运输。
(2)变速箱可变分离压力技术。操作员可以选择制动踏板所需的分离压力。分离压力有高有低。高分离压力可以在发动机转速高、液压系统压力高的情况下保持变速箱的接合,以增加机械在斜坡上装载和堆放物料时的工作能力。低分离压力可以在发动机转速低、液压系统压力低的情况下分离变速箱,从而提高在水平地面作业时的燃油效率。
(3)液力变矩器锁止技术。必要时,可以通过控制台开关启动锁定系统。锁止系统激活时,如果在三档,行驶速度达到10.9 km/h时液力变矩器会自动锁止;如果在四档,液力变矩器会在行驶速度达到20.9 km/h时自动锁止,液力变矩器新的锁止技术提高了生产效率,减少了作业循环时间,保证了装载、运输、坡道作业条件下的最佳油耗。
(4)变速箱锁定开关技术。这项技术通过挡位锁定功能进一步完善了自动变速箱。操作员可以使用操作杆上的按钮开关将变速箱保持在所需的档位,这使得操作更加容易。
(5)变速箱自动加速开关技术。当铲斗插入料堆时,按下操纵杆上的按钮开关,齿轮箱可从二档换至一档,以增加挖掘力。换入倒档时,变速箱会自动进入二档。这项技术提高了铲斗的挖掘力和插入力,减少了作业周期时间。这项技术包括两个新功能,一个是在自动档模式下可以直接从四档降到一档;二是上坡装载时增加挖掘力。
1.3自动双速液压控制技术
该技术可以使液压系统的能量与工况要求相匹配。图1为铲挖工况,辅助液压泵通过截止阀卸载,其动力通过变速箱用于增加铲斗的铲挖力。图2显示了铲斗提升状态。在这种情况下,截止阀关闭,利用其液压动力增加工作油泵的液压动力,从而提高提升速度,进而提高整机的生产率。
1.4其他新技术
(1) ECSS技术。该技术可以确保装载机在恶劣的地面条件下高速稳定行驶,通过防止铲斗物料在行驶过程中散落,提高操作舒适性和减振悬架系统的控制性能,最大限度地提高生产率。这项技术最适合装载和运输作业。
(2)自动润滑技术。在操作过程中精确和自动润滑部件,如销轴和衬套。自动润滑可以减少计划外的日常维护和润滑不良造成的停机时间,有利于生产率的提高。
(3)物料自动铲装技术。这项技术实现了铲料过程的自动化,让新司机更容易操作。该系统提供了平稳的装载循环、连续的满铲斗装载,并且避免了轮胎打滑,并且整个过程不需要操作控制器。
(4)车载物料自动计量技术。这项技术使用一个特殊的称重系统来称重料斗中的物料,这使得司机装载更加准确和有效。准确的装载有利于提高工作效率和生产率。计量系统可与机器集成,并配有打印装载结果的打印机。
2可靠性和维修服务技术
2.1机架加固技术
(1)铰接框架采用实心箱形截面结构和刚性四板式塔结构。应用机器人焊接技术,实现车架连接点的深度焊接和最佳融合,保证最大强度和长使用寿命。
(2)发动机悬置采用箱形截面整体结构,前端设有悬架支撑板,形成牢固的刚性结构,以抵抗扭转变形和冲击载荷。整个车架形成一个极其坚固的安装平台,使发动机、变速箱、车桥、驾驶室等附件能够可靠地安装。
(3)框架铰链机构的上下连接板之间的距离对零件的力学性能和使用寿命有重要影响。加长拖车设计提供了最佳的销负载分布和轴承寿命。上下拖车销分别安装在一对圆锥滚子轴承上,通过将垂直和水平载荷分布在更大的面积上,提高了零件的使用寿命。大的开放空间设计也方便了维护工作。
(4)前车架结构采用四板焊接塔式结构,可承受与装载、铲斗旋转、插入等工序相关的载荷,为前轴、动臂、举升、铲斗旋转油缸提供坚实的安装基础。
2.2发动机可靠性增强技术
气缸体和气缸盖采用相同的灰铸铁材料,增加气缸壁厚以降低噪音和提高刚性。气缸盖整体设计,形成横流结构,便于气流运动。这种设计使发动机能够以较小的功率吸入低温和清洁的空气。
活塞采用整体钢结构,气缸套采用湿式、可更换、高强度热处理铸件。
散热器为铜焊铝结构,强度高,防漏。每英寸六个翅片,矩形波纹设计,减少了堵塞和阻塞现象。
电子控制模块和传感器完全密封,防止水和灰尘侵入。保护编织物用于连接设备和电线,以防止腐蚀和早期磨损。
所有部件均按照相应的技术标准设计制造,即使在极端使用条件下也能保证最佳性能。
2.3状态监测技术
监控产品?健康?状态是保持任何机械设备可靠性的关键。现代装载机配备了各种标准和可选的监控程序,以帮助跟踪机器的状况。该监控系统可以连续观察装载机的工作和运行状况。该系统可以监控关键的发动机系统功能,并在必要时降低发动机输出,以保护其免受损坏。如果出现下列任一情况,监视器或前仪表板将发出光和声音报警:冷却温度高、进气温度高、润滑油压力低、燃油压力高、燃油压力低和发动机超速。
2.4液压密封技术
液压软管面对面?o?O型密封圈的安装技术保证了液压软管的可靠连接,防止了液压油的泄漏。
液压缸缓冲环安装在液压缸头部(见图3),减少活塞杆的密封载荷,延长液压缸寿命30%,可靠性大大提高。
2.5湿式多盘全液压制动技术
行车和停车用湿式多盘制动器采用全密封免调整技术,避免污染,减少磨损和维护。制动系统采用双液压独立回路,为制动系统故障提供备用制动回路,提高了可靠性。如果制动压力降低,系统将立即发出声光报警。如果制动压力继续下降,停车制动器将自动实施制动,从而为机器提供双重安全系统。新的制动技术降低了维护成本,提高了可靠性。
2.6综合维修技术
适当的维护可以减少用户的开支和成本。为此,在维护服务方面采取了许多便利措施:建立一个车载液压服务中心和一个电气服务中心;易于观察和保护的监测仪器;基于地面维护点;容易进入机舱;
机外环保排水通道设计,方便雨水排出;设置易于观察的刹车片磨损指示器;免维护电池设计;延长润滑油和滤清器更换周期,液压油滤清器更换周期为500小时,变速箱机油滤清器更换周期为1000小时;发动机和重要部件的设计是可修复的;全球网络服务支持,全球大部分零件24小时供应,减少客户停机时间等。
2.7 S?o?服务系统
该系统可以通过维护简单的维护来防止重大维护和避免重大故障。通过周期性的端口取样,跟踪零部件的磨损情况、润滑油的特性和状况,并利用相应的数据在磨损失效发生前做出预测。基于s?o?s维修报告,简单的调整或更换零件可以避免问题的进一步恶化和重大的维修工作,从而保持机械的正常工作状态,避免维修服务的等待,减少停机时间。
2.8设备管理体系的建立
通过在经销商处开户,由产品链接收集的信息可以被输入到计算机终端。利用快速通畅的机器信息,可以优化资产的使用,减少安全隐患,改善维修管理,实施预防性维修策略。因此,可以获得更多的操作时间、更低的操作成本和更多的设备投资回报。
3操作舒适性技术
3.1运营环境改善技术
它有一个宽敞、安静和高效的驾驶室,根据最佳人体工程学特性设计。机器前后视野最佳,宽敞不失真的平面玻璃窗延伸至驾驶室地板,保证铲斗最佳视野。驾驶室噪声可降至71dB。此外,驾驶室顶部还有雨水导流槽,保持车窗清洁。四周都安装了防眩目装置,防止司机眼花。
3.2驾驶座椅技术
拥有空气悬挂和6种调节模式,适合各种人体需求。一体铸造的靠背和底座设计可防止坐垫突出。汽车驾驶座椅舒适性的最佳腰部支撑,减少驾驶疲劳。右侧座椅扶手配有一体式执行控制器,操作舒适方便。有可选的加热座椅。
3.3减振技术
装载机工作条件恶劣,通过控制机械振动可以提高作业效率和生产率。现代装载机采取了各种减振措施:摆动的后轮轴跟随地面波动,保持驾驶室稳定;驾驶室安装在减振支架上,减少对地面的冲击载荷;铰接机构配有平衡阀,避免车架之间的碰撞;油缸的阻尼减缓铲斗在极限行程的动作,防止机械振动;选择悬挂控制系统可以减少装载和运输条件下的振动和跳动;蓄能器作为减震器,可以减少机械的来回颠簸,为不平的地面作业提供稳定的运行;电控自动防冲击装置防止油缸急停引起的震动和跳动;空气悬架座椅控制可以减少由驾驶地板传递的垂直振动。
3.4转向控制技术
(1)传统转向。
即省力的手动计量液压转向系统。其负载感应系统仅在必要时向转向系统输入动力。不转向时,更多的发动机功率用于提高挖掘力、破碎力和提升力,节省油耗。可调节倾斜度的伸缩式转向柱获得了最大的操控舒适性。
(2)命令控制转向。
也就是说,负载感应转向系统将方向盘与车架的角位置联系起来,以提供适当的转向控制(图4)。机械转向速度与方向盘位置成比例。各种工况下,转向力小于26N,整机只需要方向盘转动?70?,而同样的普通方向盘必须旋转2 ~ 3° 360?。
指令控制方向盘包括前进、空档和后退开关以及升档和降档按钮,因此左手始终接触方向盘。控制器与驾驶员座椅的右侧扶手集成在一起,可以随操作员一起移动。
3.5电子操纵控制技术
采用双杆电子换挡控制系统,变速和换向都很容易。传动系统的设计避免了换挡时手与方向盘的分离,提高了操作的舒适性和便捷性。电子换挡控制系统结合自动变速箱、强制换挡开关、挡位保持开关等机构,提供多种换挡选择,保证机器工况与工况的合理匹配。
综上所述,集成化设计、精细化设计、性能参数合理匹配、高可靠性和在线服务是现代装载机的主要发展方向。
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