轮式装载机文献综述

轮式装载机摘要：本文以模块的方式讲述了轮式装载机的发展以及用途、分类和相关参数、总体构造、传动系统、制动系统、转向系统、工作装置和液压系统的组成。

在用途和分类中对装载机的发动机功率、传动形式、行走结构、装卸方式做了简单的介绍。

通过选用原则的叙述，使我们对装载机使用性能有进一步的了解。

另外，简单列举了国内外主要的制造厂商，同时，对轮式装载机的技术发展动态与趋势做了简单的叙述。

关键词：轮式装载机、用途、总体构造轮式装载机属于铲土运输机械类，是一种广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口和矿山等建设工程的土石方施工机械。

具有作业速度快、效率高、机动性好、操作轻便等优点，对于加快工程建设速度，减轻劳动强度，提高工程质量，降低工程成本都发挥着重要的作用，是现代机械化施工中不可缺少的装备之一。

1中国装载机行业的发展我国现代轮式装载机起始于20世纪60年代中期的Z435型。

该机为整体机架、后桥转向。

经过几年的努力，在吸收当时世界最先进的轮式装载机技术的基础上，开发成功了功率为162KW的铲接式轮式装载机，定型为Z450(即后来的ZL50)，并于1971年12月18日正式通过专家鉴定。

就这样诞生了我国第一台铰接式轮式装载机，从而开创了我国装载机行业形成与发展的历史。

1978年，天工所根据机械部的要求，制订出以柳工Z450为基型的我国轮式装载机系列标准。

制订标准时，保留用Z代表装载机，用L取代“4”代表轮式，改Z450为ZL50，就这样制订出了以柳工ZL50型为基型的我国ZL轮式装载机系列标准，这是我国装载机发展鸣上的重大转折点。

该标准制订出来后按当时的行业分工，柳工、厦工制造ZL40以上的大中型轮式装载机，成工、宜工制造ZL30以下的中小型轮式装载机，逐步形成了柳工、厦工、成工和宜工当时的装载机四大骨干企业。

到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。

到目前为止，我国轮式装载机已经发展到了第三代，但最基本的结构仍然是由Z450(ZL50)演变而来。

第二代变化不很大，第三代变化稍大一些。

2001年我国装载机全行业总销售量已突破3万台，居世界装载机市场的前列。

因此，目前我国已经成了世界上装载机产销大国。

2006年中国装载机行业全行业总销售量为129,793台，比2005年的112,527台，增长了15.3%，净增了17266台，其净增量超过了中国装载机行业“八五”以前任何一年的总销售量，可以说2006年中国装载机行业又是一个红红火火的丰收年。

2007年1-11月，装载机26家主要企业累计销量为143794 台，同比（109397 台）增加34397 台，增幅为31.4％；累计出口为8606 台，占累计销量的6.0％，同比（3234 台）增加5372 台，增幅达166.1％。

2008年，我国装载机行业增速不减，1-7月，全国装载机累计销量为12.0449万台，同比增幅达30.5%。

2用途装载机是一种广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口、矿山等建设工程的土石方施式机械，它主要用于铲装土壤、砂石、石灰、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、起重和其他物料如木材的装卸作业。

在道路、特别是在高等级公路施工中，装载机用于路基工程的填挖、沥青混合料和水泥混凝土料场的集料与装料等作业。

此外还可进行推运土壤、刮平地面和牵引其他机械等作业。

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，因此它成为工程建设中土石方施工的主要机种之一。

3分类及相关参数常用的单斗装载机，按发动机功率，传动形式，行走系结构，装载方式的不同进行分类。

3.1发动机功率：功率小于74kw为小型装载机。

功率在74～147kw为中型装载机功率在147～515kw为大型装载机功率大于515kw为特大型装载机3.2传动形式：液力—机械传动，冲击振动小，传动件寿命长，操纵方便，车速与外载间可自动调节，一般在中大型装载机多采用；液力传动：可无级调速、操纵间便，但启动性较差，一般仅在小型装载机上采用；电力传动：无级调速、工作可靠、维修简单、费用较高，一般在大型装载机上采用。

3.3行走结构轮胎式，质量轻、速度快、机动灵活，不易损坏路面接地比压大，通过性差，但应用广泛；履带式，接地压力小，通过性好，重心低、稳定性好、附着力强、牵引力大、速度低、灵活性相对差，成本高，行走时易损坏路面。

3.4装卸方式前卸式：结构简单、工作可靠、视野好，适合于各种作业场地，应用较广；回转式：工作装置安装在可回转360O的转台上，侧面卸载不需要调头、作业效率高、但结构复杂、质量大、成本高、侧面稳性较差，适用于较侠小的场地。

后卸式：前端装、后端卸、作业效率高、作业的安全性欠好。

4总体构造轮胎式装载机由动力装置、车架、行走装置、传动系统、转向系统、制动系统、液压系统和工作装置等组成，其结构图如图1所示。

轮胎式装载机采用柴油机为动力装置，液力变矩、动力换档变速箱、双桥驱动等组成的液力机械式传动系统（小型轮胎式装载机有的采用液压传动或机械传动），液压操纵，铰接式车架转向，反转杆机构的工作装置。

5传动系统图2所示，为我国当前典型的轮式装载机的传动系统。

该系统由3变速器（也叫变矩器变速箱总成）、8驱动桥、5传动轴等组成。

5.1变速器变速器2由液力变矩器3及变速箱4两部分组成。

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。

该变速箱有一个前进、一个后退两个行星排，加上一个直接挡（II挡），共两前进、一后退三个挡。

结构简单、挡位少，完全实现了单杆操纵。

变矩器有两个涡轮，二涡轮直接传给变速箱输入轴（齿轮），为各挡轻载变速状态。

一涡轮是通过超越离合器才传给变速箱输入轴，当各相应挡扭矩加大，速度降低到超越离合器结合时，两个涡轮同时参加工作，为相应挡的低速大扭矩状态，这一切都是由超越离合器通过速度的高低自动实现的。

实际上该变速器有4个前进挡，2个后退挡，因每个挡都有一个高低速自动换挡。

因此该变速器这方面显示出了它的优点，比普通多挡多杆操纵的变速器操纵性能要好。

但它也有一个很主要的缺点，双涡轮变矩器比简单三元件变矩器效率低，功率损失大。

目前这种定轴式变速箱还未采用电子技术，因此都为普通的多杆操纵。

5.2驱动桥驱动桥8由前桥10、后桥9组成（图2）。

由于装载机需要大的牵引力，因此现代轮式装载机前后桥均为驱动桥。

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。

第三代出现了后桥中心摆动式，不再用副车架，而用摆动架与后车架相连，出现了后桥壳体与主传动托架和前桥不通用、其余件仍然与前桥完全通用。

我国目前轮式装载机的驱动桥基本上都是采用整体桥壳，全浮式半轴，具有主传动及轮边两级减速的驱动桥。

目前第三代ZL50型轮式装载机驱动桥出现了带内藏湿式多片式制去路器械及防滑差速器的驱动桥，改善了制动性能和恶劣作业条件下的通过性能及作业性能，柳工第三代产品ZL50G型所用的“ZF”AP400驱动桥就是这种驱动桥。

5.3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型六载机传动轴基本上由“解放牌”、“东风牌”汽车传动轴改装而成。

目前仍有很大一部分ZL50型轮式装载机，包括厦工、龙工的ZL50C-II等都仍然用“东风牌”改装的传动轴。

以柳工ZL50C型为首的第二代产品，由于力量加大，扭矩加大，这种传动轴可靠性很不适应，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，承载能力比“东风”、“解放”传动轴高一倍以上，可靠性大大提高，除柳工ZL50C型以外，已较为普遍地应用在第二代甚至第三代ZL50型轮式装载机产品上。

6转向系统目前我国轮式装载机已普遍采用全液压转向系统。

ZL50型轮式装载机由于重量较大，为使操纵轻便，一般都采用全液压流量放大转向系统。

图5为柳工ZL50C型流量放大转向系统结构示意图。

操纵方向盘6，打开全液压转向器3，通过全液压转向器的先导、小流量去操纵流量放大阀2的阀杆左右移动，使转向泵8的大流量通过流量放大阀进入左右转向缸，使装载机完成左右转向，这就叫流量放大转向。

驾驶员操纵一个排量很小只有125ml 的全液压转向器，因此操纵力很小，转向十分轻便灵活，且安全可靠。

进入转向器的先导油来自流量放大阀进油道，通过减压阀7减压后进入转向器3。

这样省掉了一个先导油泵。

使结构简化，且降低了成本。

该系统还增设了液压油散热器，使系统油温下降了10度，对系统元件及密封件大有好处。

图6为该转向系统的原理图。

7制动系统轮式装载机的制动系统主要分两部分：一是行车制动，二是停车制动（驻车制动）。

行车制动用于一般性的行驶中速度控制及停车，也叫脚制动。

起到降速和停车作用。

而停车制动主要用于停车后的制动，或者在行驶制动失效时的应急制动，以及在坡道上的较长时间的停车制动，目前装载机的制动系统大部分采用钳盘制动器，盘式制动器在液力助力下制动力大且稳定，在各种路面都有良好的制动表现，其制动效能远高于鼓式制动器，而且空气直接通过盘式制动盘，故盘式制动器的散热性很好。

其制动的驱动系统采用的都是加力形式，国内生产的轮式装载机普遍采用气顶油综合制动驱动装置;其气顶油综合制动获得较大的制动力矩，这种制动系统综合了气压制动和液压制动的双重制动优点，制动轻便可靠。

而且制造技术成熟，成本相对较低廉。

7.1行车制动系统工作过程：目前,国产装载机制动系统大多采用气推油、钳盘式制动装置。

发动机带动空气压缩机产生的高压气体，经油水分离器、气压调节器后进入贮气筒。

当踩下制动踏板时，高压气体由贮气筒。

当踩下制动踏板时，高压气体由贮气筒进入气制动阀，连杆机构使铲斗上下平动或接近平动，以免铲斗倾斜而撒落物料；当动臂处于任何位置、铲斗绕动臂铰点转动进行卸料时，铲斗倾斜角不小于450，卸料后动臂下降时又能使铲斗自动放平。

然后进入空气加力泵组，经加力缸产生较大的压力后，推动加力缸另一端的制动液再经油管进入各个车轮的盘式制动器，推动活塞夹紧制动盘，从而使车辆实施制动。

抬起制动踏板时，气制动阀内的活塞切断高压气体通道，同时使阀内的气体与大气相通。

加力泵组在弹簧力作用下回位，使制动管路内的制动液压力下降，从而解除制动。

7.2紧急和停车制动系统工作过程：该系统用于装载机在工作中出现紧急情况时制动，以及当装载机气压过低时起安全保护作用，也可用作停车后使装载机保持在原位，不致路面倾斜或其他外力作用而移动。

从贮气罐中来的压缩空气进入紧急和停车制控制动阀，控制制动室的工作，当压缩空气进入制动气室时，压缩弹簧，制动器被松开，当气压被释放时，弹簧复位使制动器结合，装置实施制动。