装载机专利信息

负荷传感卸载转向系统。 普遍采用的负荷传感转 向 系 统 由 转 向 泵 、负 荷 传 感转向器及液压缸等组 成 ，该 系 统 通 过 优 先 阀 时 可保证转向系统液压油 的 流 量 需 求 ，然 后 将 多 余 的流量送入工作装置的 液 压 系 统 ，使 得 转 向 泵 多 余的流量得到利用。负荷 传感卸载转向系统在上 述系统中加入了等值单 向 卸 荷 阀 ，以 实 现 工 作 装 置液压系统低压大流量 和高压小流量模式的转 换，即低压时 （提升工 况）实现转向泵多余流量 和 工 作 泵 的 合 流 ，高 压 时 （ 铲 掘 工 况 ）将 转 向 泵 多 余流量通过等值卸荷阀 低 压 卸 荷 ，工 作 液 压 系 统 仅通过工作泵提供液压 油 ，使 得 液 压 系 统 的 功 率 与柴油机输出功率匹配 更合理，以节省能源。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
动多路换向阀，操作力 大 ，容 易 引 起 驾 驶 员 工 作 疲 劳 ，效 率 降 低 。 目 前 国 内企业正在研制的电液 比 例 控 制 ，大 多 采 用 手 动 控制，缺乏高技术含量。 采用数液比例先导控制 方 向 阀 ，经 电 控 制 系 统 处 理后形成脉冲宽度调制 信 号 ，然 后 经 功 率 放 大 器 放大以驱动高速开关阀， 从而控制多路阀来推动 油 缸 ，可 方 便 地 完 成 铲 斗 的各种工作。
２００７．３ 工程机械文摘 ２１
专栏
Ｃｏｌｕｍｎ
４个前进挡，２ 个后退挡。卡特彼勒 ９５０Ｂ 型、小 松的 ＷＡ３８０－３ 型均为四进四退变速器，单杆电 液换挡或电脑集成控制。柳工的 ＺＬ５０Ｇ 型，采 用“ＺＦ”公司生产的由三元件变矩器与四挡前 进三挡后退的定轴式变速箱组成的变速器。
② 驱动桥 驱动桥由前桥、后桥组成。前桥直接固定在 前车架上，后桥为摆动桥，通过副车架与后车架 相连。现代轮式装载机基本上都采用铰接式转 向，因此前后驱动桥除主传动螺旋锥齿轮中的 旋向不同外，其它件全部通用。 我国轮式装载机的驱动桥大多采用整体桥 壳，全浮式半轴，具有主传动及轮边两级减速的 驱动桥。主传动一般采用一级螺旋锥齿轮减速， 轮边一般都采用行星式轮边减速。柳工 ＺＬ５０Ｇ 型所用的“ＺＦ”ＡＰ４００ 型驱动桥壳为整体式，内 藏湿式多片式制动器在桥内部轮边减速器的内 侧。小松 ＷＡ 系列采用新型集中式结构的驱动 桥，它将主传动、制动器和行星轮式终传动都集 中在桥的中部，桥壳断面变化连续、平缓，内应力 分布合理，从根本上防止因传统结构桥壳在轮边 支承轴段应力集中断裂。轮端采用浮动密封结 构，安装简便，有自动补偿功能，密封性能良好。 ③ 传动轴 传动轴基本上由汽车传动轴演变而来。我 国第一代 ＺＬ５０ 型传动轴基本上由“解放牌”、 “东风牌” 汽车传动轴改装而成。由于力量加 大，扭矩加大，这种传动轴可靠性不高，改用由 重型汽车传动轴经专门设计为轮式装载机专用 传动轴，承载能力好，可靠性高，已较为普遍地 应用在国内第二代、第三代 ＺＬ５０ 型轮式装载 机产品上。 卡 特 彼 勒 公 司 采 用 液 力 机 械 传 动 系 统 ，其 自 动 动 力 换 挡 变 速 箱 自 动 选 择 挡 位 传 动 比 ，使 换挡在变速箱最佳效率点进行。该公司最近推 出的 ＳＴＩＣ（转向变速集成）系统，将转向和换 挡功能集成于一操纵手柄上，使操纵更加省力、 轻便，换挡更加平稳，可大幅度提高生产率。 ２．４ 液压系统 ① 工作液压系统 装载机工作液压系统目前已开始普遍采用 先导工作液压系统。大型机采用先导式液压驱
和摇臂与转斗油缸铰接， 用以装卸物料。动臂与车 架 、动 臂 油 缸 铰 接 ，用 以 升降铲斗。
卡特彼勒 Ｇ 系列平 移式工作装置连杆机构， 将工作装置快速连接器 和塔架式机构设计成整 体 ，改 善 了 机 器 的 稳 定 性 和 挖 掘 功 能 ，并 设 有 可 调 液压缓冲减振的动臂白 动 提 升 、下 降 安 全 限 位 装 置。德雷塞公司开发 Ｚ 型 单臂工作机构与高压液 压 系 统 相 结 合 ，为 铲 斗 提 供 更 大 的 掘 起 力 ，缩 短 装 载 工 作 循 环 ，增 加 铲 斗 装 满 系 数 ，大 幅 度 提 高 劳 动 生 产 率 ， 由 于 铰 点 少 、杆 件 少 ， 便 于 维 修 保 养 ，降 低维修费用。小松 ＷＡ 系 列 自 动 动 臂 、铲 斗 位 置 限 位 装 置 ，使 司 机 可 以 随 便 控 制 铲 斗 位 置 ，以 适 应 任 意高度的卸载要求。沃尔 沃 Ｄ 系列扭矩平行 （ＴＰ） 工 作 装 置 连 杆 系 统 ，增 大 了 提 升 能 力 及 平 移 性 能 ，同 样 设 有 动 臂 自 动限位及铲斗自动找平 装置。凯斯 Ｃ 系列的工作 装置可实现挖掘、运输、 浮 动 、提 升 位 置 的 自 动 控 制，司机只需专心驾驶， 不必特意关注工作装置 的操作。
２．３ 传动系统 传动系统由变速器、 驱动桥、传动轴等组成。 ① 变速器 变速器由液力变矩 器及变速箱两部分组成。 变矩器的一端与柴油机、 另一端与变速箱直接相 连 ，这 样 结 构 紧 凑 、连 接 可靠。其它还有变速器为 一 整 体 与 柴 油 机 分 置 ，或 变矩器与柴油机直接相 连 而 与 变 速 箱 分 置 ，之 间 用传动轴连接。柳工 ＺＬ５０Ｃ 型 变 速 器 为 双 涡 轮液力变矩器加行星式 动 力 换 挡 变 速 箱 组 成 ，有
Ｚ４５０ 为基型 的 我 国 轮 式 装载机系列标准。７０ 年代 末、８０ 年代初我国装载机 制造企业已增加至 ２０ 多 家，初步形成了我国装载 机行业。到了 ８０ 年代，随 着行业的发展，通过和国 外的技术合作，国内又研 制 了 ＺＬ１０、ＺＬ１５ 以 及 小 型 的 ＺＬ０４、ＺＬ０７、ＺＬ０８， 此 外 还 生 产 了 ＺＬｌ６、 ＺＬ６０、ＺＬ７０、ＺＬ８０、ＺＬｌ００ 等型号。进入 ９０ 年代，我 国装载机行业发展更为迅 速，产量和品种相应扩大。
ＺＬ２０ 型 以 下 属 小 型 装载机，适用于市政建 设 、中 小 城 镇 建 设 、乡 间 非 等 级 公 路 建 设 、一 般 公 路 的 维 护 保 养 、港 口 码 头 作 业 ， 还 有 改 造 环 境 、植 树 造 林 等 。 因 价 格 低 、综
２０ 工程机械文摘 ２００７．３
合使用率高、回报较为丰厚，发展前景十分诱 人，被誉为“朝阳产业”。近几年国内小型装载 机市场发展迅猛，出现快速发展之势。小型装载 机投入批量生产始于山东青州，当时是用手扶 拖拉机加动臂、铲斗改装而成的，也有用拖拉机 传动件，加上专用车架改装而成的。由于市场需 求加速，产品发展很快，到现在做得比较好的已 经没有了拖拉机的气息。目前，小装制造企业主 要集中在山东的青州、莱州、泰安，河南的郑州、 巩义、洛阳，河北石家庄以及安徽阜阳等。做小 装 的 专 业 企 业 有 厦 工 集 团 所 属 的 厦 工 新 宇 、徐 工集团所属的徐特、柳工所属的江苏柳工等。小 装市场应比大装市场大，且在“十一五”期间会 迅速发展。国内企业都在争食这块新的蛋糕，传 统大厂也在积极进入。大厂进入小装市场后对 小装质量的提高非常有利，尤其是配套件质量 的提高，但是受现阶段农村经济发展水平的限 制，购买和使用成本是农村用户在选购设备时 考虑的关键因素。配置提高必然带来成本上升， 对现阶段小型装载机来说最优化的解决方案， 应该是在成本和性能之间找到平衡。
专栏
Ｃｏｌｕｍｎ
工程机械专利信息
之
装载机 篇
河北工业大学 张润利 王义
装 载 机 主 要 用 于 铲 装 土 壤 、砂 石 、石 灰 、煤 炭等散状物料，也可对矿石、硬土等作轻度铲挖 作业，换装不同的辅助工作装置还可进行推土、 起重、破碎等作业。由于装载机具有作业速度 快、效率高、机动性好、操作轻便等优点，因此广 泛 用 于 公 路 、铁 路 、建 筑 、水 电 、港 口 、矿 山 等 建 设工程。
我 国 装 载 机 行 业 起 步 于 ２０ 世 纪 ５０ 年 代 末。１９５８ 年，上海港口机械厂首先测绘并试制 了 ６７ ｋＷ、斗容量为 １ ｍ３ 的装载机，该机采用 单桥驱动、滑动齿轮变速。１９６４ 年，天津工程机 械研究所和厦门工程机械厂测绘并试制了功率
为 １００ ｋＷ、斗容量为 １．７ ｍ３ 的 Ｚ４３５ 型，该机为整体机 架 、后 桥 转 向 。 经 过 几 年 的 努 力 ，在 吸 收 当 时 世 界 先 进 技 术 的 基 础 上 ，开 发 成功了 Ｚ４５０ （即后来的 ＺＬ５０）装 载 机 ，诞 生 了 我 国第一台铰接式轮式装 载机。７０ 年代中期，国内 成 功 地 研 制 出 ＺＬ 系 列 ， ＺＬ９０ 轮式装载机于 １９７６ 年在柳州工程机械厂试 制 成 功 ，该 机 系 大 型 轮 式 装 载 机 ，首 次 采 用 气 顶 油 双 管 路 制 动 系 统 ，钳 盘 式 制 动 器 ，液 压 系 统 先 导 阀 操纵主阀，转向辅助泵、 流 量 转 换 阀 系 统 ，压 力 转 换阀节能系统等先进的 结构。１９７８ 年，天津工程 机械研究所根据机械部 的要求，制订出以柳工
１ 国内外发展概况
美国是世界装载机生产大国，其市场主要 以高端产品闻名，生产企业有 ４０ 多家，主要有 卡特彼勒、克拉克、德莱塞、凯斯等。日本紧随美 国之后，装载机年产量在 ４ 万台左右，主要制造 厂 商 有 小 松 、新 卡 特 彼 勒 三 菱 、川 崎 重 工 、古 河 等。欧洲装载机制造厂商主要有意大利的菲亚 特阿里斯，瑞典的沃尔沃，德国的 Ｏ＆Ｋ、利勃海 尔，英国的 ＪＣＢ 等公司。
② 转向液压系统 装载机作为一种路面 行 驶 车 辆 ，转 向 系 统 必 须 可 靠 ，其 转 向 泵 的 排 量 必 须保证在发动机怠速状 态下的转向需求。这样发 动 机 在 额 定 工 况 下 ，势 必 造成转向泵的流量过剩， 其 多 余 流 量 达 到 ２／３ 左 右 ，从 而 产 生 较 大 的 能 量 损失。转向液压系统可分 为普通助力转向系统和 负 荷 传 感 转 向 系 统 ，负 荷 传感转向系统又分为阀 控和泵控 ２ 种形式。 普通助力转向系统采 用转向液压系统和工作 液压系统完全独立的方 案 ，其 主 要 优 点 为 结 构 简 单 ，成 本 低 ，可 靠 性 好 ，主 要缺点为系统能量损失 大，液压系统发热严重， 使得液压元件寿命降低。 国内装载机上使用的 负荷传感转向系统一般 为 阀 控 负 荷 传 感 系 统 ，其 中一种为普遍使用的负 荷 传 感 转 向 系 统 ，一 种 为