專利名稱：一種自動控制工作模式裝載機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于裝載工程機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種自動控制工作模式裝載機(jī)。
技術(shù)背景目前，現(xiàn)有裝載機(jī)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(shí)， 一面前進(jìn)，鏟斗同時(shí)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(shí)，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(shí)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(jì)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)和鏟掘機(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(jià)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(shí)，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(shí)，兩系統(tǒng)的油液分別通過轉(zhuǎn)向器和多路閥中位進(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，但由于兩案仍是全排量供油， 因此系統(tǒng)的卸荷損失仍不可忽視。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題，而提供了一種自動控制工作模式 裝載機(jī)。本實(shí)用新型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，提高裝載機(jī)的總體技術(shù)水平。本實(shí)用新型采取如下技術(shù)方案-自動控制工作模式裝載機(jī)，包括機(jī)架、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)、發(fā)動機(jī)及其傳動機(jī) 構(gòu)，機(jī)架裝有轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)、發(fā)動機(jī)及其傳動機(jī)構(gòu)，控制機(jī)構(gòu)連接控制傳動機(jī)構(gòu)， 傳動機(jī)構(gòu)連接鏟掘機(jī)構(gòu)，其特點(diǎn)是控制機(jī)構(gòu)連接負(fù)荷液壓傳感器，液壓傳感器連接安裝 在伊掘機(jī)構(gòu)上，控制機(jī)構(gòu)連接自動換擋控制機(jī)構(gòu)，自動換擋控制機(jī)構(gòu)控制電液自動換擋變 速箱，控制機(jī)構(gòu)連接控制調(diào)節(jié)變量泵排量的電磁閥。本實(shí)用新型還可以采用如下技術(shù)措施所述的自動控制工作模式裝載機(jī)，其特點(diǎn)是控制機(jī)構(gòu)連接發(fā)動機(jī)輕載、重載工作 模式選擇器，控制機(jī)構(gòu)面板上設(shè)有輕載、重載工作模式選擇開關(guān)。所述的自動控制工作模式裝載機(jī)，其特點(diǎn)是鏟掘機(jī)構(gòu)的動臂油缸裝有壓力傳感器, 控制機(jī)構(gòu)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。所述的自動控制工作模式裝載機(jī)，其特點(diǎn)是傳動機(jī)構(gòu)選用三元件變矩器和前四后 三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)，通過控制機(jī)構(gòu)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。所述的自動控制工作模式裝載機(jī)，其特點(diǎn)是控制機(jī)構(gòu)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。本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果自動控制工作模式裝載機(jī)采用電噴發(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(shí)具有較大的牽引力，在裝載時(shí)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(shí)，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，又提高了整 機(jī)的工作效率和工作性能。本實(shí)用新型的優(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有較髙的經(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。3、 自動換擋系統(tǒng)，既提高了傳動系效率又簡化了操作，提高了裝載機(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(shí)的驅(qū)動力，又提髙 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是本實(shí)用新型自動控制工作模式裝載機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2本實(shí)用新型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-機(jī)架，10-車輪，11-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)施方式
為能進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的內(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1和圖2。實(shí)施例l自動控制工作模式裝載機(jī)，包括機(jī)架9、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)、發(fā)動機(jī)及其傳動機(jī)構(gòu) 13，機(jī)架9裝有轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)、發(fā)動機(jī)及其傳動機(jī)構(gòu)13,控制機(jī)構(gòu)連接控制傳動 機(jī)構(gòu)，傳動機(jī)構(gòu)連接鏟掘機(jī)構(gòu)l。機(jī)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)l，另一側(cè)安裝有動力機(jī)構(gòu)，機(jī)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)，機(jī)架9裝有車輪10，其控制機(jī)構(gòu)連接負(fù)荷液壓傳感器，液壓傳感器連接 安裝在鏟掘機(jī)構(gòu)1上。鏟掘機(jī)構(gòu)1連裝有負(fù)荷傳感液壓機(jī)構(gòu)2,機(jī)架9裝有電噴發(fā)動機(jī)8 及其控制機(jī)構(gòu)，控制機(jī)構(gòu)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，控制機(jī)構(gòu)連接控制變量泵電磁閥調(diào)節(jié)變量泵11的排量?？刂茩C(jī)構(gòu)連接電噴發(fā)動機(jī)8輕載、重載工作模式選擇器，控制機(jī)構(gòu)面板上設(shè)有輕載、 重載工作模式選擇開關(guān)?？刂茩C(jī)構(gòu)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，控制機(jī)構(gòu)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)，通過控制機(jī)構(gòu)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在髙效狀態(tài)工作。本實(shí)用新型目的是這樣實(shí)現(xiàn)的首先參照裝載機(jī)工作載荷譜線，分析裝載機(jī)特工作特性。根據(jù)裝載機(jī)不同工況時(shí)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、髙三條工作曲線，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、輕載鏟掘、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)。釆用三種換擋模式，手動模式(M),自動1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)1-4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2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(shí)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(shí)采用較大功率曲線，在空載行駛時(shí)，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(shí)使 用中間排量，重載鏟掘時(shí)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(shí)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(shí) 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(shí)，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1.一種自動控制工作模式裝載機(jī)，包括機(jī)架(9)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)、發(fā)動機(jī)及其傳動機(jī)構(gòu)，機(jī)架(9)裝有轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)、發(fā)動機(jī)及其傳動機(jī)構(gòu)，控制機(jī)構(gòu)連接控制傳動機(jī)構(gòu)，傳動機(jī)構(gòu)連接鏟掘機(jī)構(gòu)(1)，其特征是控制機(jī)構(gòu)連接負(fù)荷液壓傳感器，液壓傳感器連接安裝在鏟掘機(jī)構(gòu)(1)上，控制機(jī)構(gòu)連接自動換擋控制機(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)，控制機(jī)構(gòu)連接控制調(diào)節(jié)變量泵(11)排量的電磁閥。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自動控制工作模式裝載機(jī)，其特征是控制機(jī)構(gòu)連接發(fā)動機(jī)輕 載、重載工作模式選擇器，控制機(jī)構(gòu)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所述的自動控制工作模式裝載機(jī)，其特征是鏟掘機(jī)構(gòu)的動臂油缸(14)裝有壓力傳感器，控制機(jī)構(gòu)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l所述的自動控制工作模式裝載機(jī)，其特征是傳動機(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)，通過控制機(jī)構(gòu)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l所述的自動控制工作模式裝載機(jī)，其特征是控制機(jī)構(gòu)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。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種自動控制工作模式裝載機(jī)。本實(shí)用新型屬于裝載工程機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。自動控制工作模式裝載機(jī)，包括機(jī)架、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)、發(fā)動機(jī)及其傳動機(jī)構(gòu)，機(jī)架裝有轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)、發(fā)動機(jī)及其傳動機(jī)構(gòu)，控制機(jī)構(gòu)連接控制傳動機(jī)構(gòu)，傳動機(jī)構(gòu)連接鏟掘機(jī)構(gòu)，其特點(diǎn)是控制機(jī)構(gòu)連接負(fù)荷液壓傳感器，液壓傳感器連接安裝在鏟掘機(jī)構(gòu)上，控制機(jī)構(gòu)連接自動換擋控制機(jī)構(gòu)，自動換擋控制機(jī)構(gòu)控制電液自動換擋變速箱，控制機(jī)構(gòu)連接控制調(diào)節(jié)變量泵排量的電磁閥。本實(shí)用新型具有裝載整機(jī)功率分配合理，鏟掘牽引力大，裝載動臂和鏟斗操作速度快，能源節(jié)省，工作效率高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號E02F9/00GK201125402SQ20072009987
公開日2008年10月1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