第二章 装载机

三元件液力变矩器简图
右图所示为一种最简 单的的变矩器，它有 泵轮1、涡轮2与导轮3 等三个工作轮。当发 动机带动泵轮1旋转时， 油液自A端进入泵轮叶 片间的通道，自b端流 出冲向蜗轮2的叶片， 使蜗轮转动再从蜗轮 的c端流出后，经导轮 3在进入泵轮的a端如 此循环实现动力的传 递。
1-泵轮2-涡轮3-导轮4-工作轮内环5-涡轮槽
三、装载机发展概况
装载机自20世纪20年代问世以来，一直处于不断发展之 中。传动系从机械式传动到液力-机械传动、全液压传动和电 传动，目前广泛采用液力-机械传动。 近年来，国内外装载机的发展趋势可归结如下几个方面。 1.产品形成系列，规格向两头延伸 产品开发形成系列，并在发展大型轮式装载机的同时向 小型化发展，产品系列化、成套化、多品种化称为主流。大 小规格向两头延伸并向高卸位、远距离作业方向发展。 2.技术不断创新，产品性能日趋完善 采用新结构、新技术，以改进和完善整机性能，提高机 器的自动化和智能化水平，使作业更为精确快捷并降低能耗。 产品普遍采用了高性能发动机和自动换挡变速器、大流量负 荷传感液压系统、防滑差速器、多片湿式盘式制动器、行走 颠簸减震等先进技术，工作装臵连杆机构推陈出新，各种自 动功能更趋成熟、完善。
导轮
• 导轮由花键连接固定在导轮座上，而 导轮座又固定在变矩器的壳体，所以 导轮不会旋转。它的叶片与涡轮叶片 的方向相反，因此它一方面可用来改 变工作油液的流动方向，使油液能按 泵轮--涡轮--导轮--泵轮循环流动； 另一方面还可以增加涡轮的输出力矩。
导轮增加涡轮的输出力矩
• 因为来自涡轮的高速液流冲击与涡轮叶片 相反的导轮叶片时，导轮叶片对高速液流 有一个反作用力，且反作用在涡轮叶片上， 使涡轮叶片事实上受到泵轮甩出的高速液 流之冲击的同时，也受到导轮叶片给予高 速液流的反作用力。即涡轮的输出扭矩实 际上等于泵轮输出扭矩与导轮的反作用扭 矩之总和。因此，导轮可以增加涡轮的输 出扭矩。
2、驻车制动(手刹)
• 主要用于驻车制动 • 驻车制动要求：保证汽车在原地可靠驻车不自动滑行 • 驻车制动系统组成
– 手制动操纵杠杆、拉杆、锁止装臵、绳索、驻车制动器等
优点2
• （2）由于介质（油液）在传动中能缓 冲或吸收来自柴油机或外载负荷的冲 击力和振动，避免传动齿轮因受冲击 而损坏，因而可提高车辆的使用寿命。 这对于经常处于在恶劣条件下进行工 作的装载机来说，意义更大。
优点3
• （3）在柴油机不熄火的情况下，由 于变矩器的涡轮输出速度可以达到任 意小（甚至为零）。所以装载机在行 驶时轮胎的附着力可以很大，当它在 凹凸不平的工作地上行走或泥泞雪地、 沙地等软土道路上行走时，都能顺利 通过，可以说它的通行性能十分良好。
（3）液压传动
无级调速、操作简单；启动性差、液压元件寿命较短。 仅小型装载机上采用。
（4）电传动
无级调速、工作可靠、维修简单；设备质量大、费用高。 大型装载机上采用。
3）、按行走系结构分： （1）轮胎式装载机:
轮胎式装载机又可分 为铰接式车架装载机与 整体式车架装载机。
①铰接式车架装载机：
优点1
• （1）由于变矩器是利用液力传动油作为传 动介质，主动轮（泵轮）与被动轮（涡轮） 并不是直接的刚性传动，因此，二者可以 允许有很大的转速差，可以各自在一起范 围内自动调节输出扭矩和速度。它可以满 足装载机在作业时，随着外界负荷的变化 而自动改变其速度和扭矩，即使装载机具 有自动适应作业的能力。
（2）履带式装载机:
接地比压小，通过性 好、重心低、稳定性好、 附着性能好、牵引力大、 比切入力大；速度低、 机动灵活性差、制造成 本高、行走时易损路面、 转移场地需拖运。用在 工程量大，作业点集中， 路面条件差的场合。
4）、按装载方式分：
1）前卸式：前端铲装卸载，结构简单、工作可靠、 视野好。适用于各种作业场地，应用广； 2）回转式： 工作装置安装在可回转90°-360°的 转台上，侧面卸载不需调车，作业效率高；结构 复杂、质量大、成本高、侧稳性差。适用狭小的 场地作业； 3）后卸式：前端装料，后端卸料，作业效率高；作 业安全性差，应用不广； 4）侧卸式：前端装料，侧面卸料，适用于地下或场 地狭窄的作业场地。
1-发动机 7-手制动
图2-3 轮式装载机传动系统简图 2-液力变矩器 3-变速油泵 4-工作装臵油泵 5-转向油泵 6-变速器 8-传动轴 9-驱动桥 10-轮边减速器 11-脚制动器 12-轮胎
差速器器
三、转向系统
（一）折腰式动力转向系： 1、结构特点：
1）前后车架由两只铰销相连。
（一）折腰式动力转向系： 1、结构特点：
2.变速器
采用两个行星排组成的三个挡位的动力 换档变速箱。前进Ⅰ挡和倒挡由制动器实现 换档；前进Ⅱ挡（直接挡）由结合闭锁离合 器实现。采用液压操纵，并在动力不切断下 换档，整机生产率上升。
（二）装载机的驱动桥：
采用双桥驱动， 主传动采用一级螺 旋锥齿轮减速器， 全浮式半轴。行星 传动式轮边减速器。
图2-4 轮式装载机转向液 压系统原理图 1-转向油缸2-流量放大阀 3-精滤油器4-散热器 5-转向泵6-减压阀7-全液 压转向器
四、制动系统
制动系统按功能分为行车制动和驻车制动(手刹) • 作用 –用来产生阻碍车辆运动或运动趋势的力的部件 • 摩擦制动器： –利用固定元件与旋转元件工作表面摩擦而产生制 动力的制动器。 –鼓式制动器：摩擦副为旋转的制动鼓和固定不动 的制动蹄（或制动带） –盘式制动器：摩擦副为旋转的制动盘和固定不动 制动钳
这种型式的装载机质量轻、速度快、机动灵活、 效率高、不易损坏路面；但接地比压大、通过性 差、稳定性差、对场地和物料块度有一定要求。 应用范围广泛。转弯半径小、纵向稳定性好，生 产率高。不但适用于路面，而且可用于井下物料 的装卸运输作业。
②整体式车架装载机：
车架为整体式的，转向方式有后轮转向、全轮 转向、前轮转向及差速转向。仅小型全液压驱动 和大型电动装载机采用。
2）操纵转向加力器 中的转向分配阀，使 油泵将油液泵出后， 油液压入油缸中的任 一油腔，而另一油腔 回油; 油压力使前后 车架相对销轴偏转而 实现整机的转向。
2、转向工作原理：
轮式装载机常用的转向方式为全液压铰接车架转向，其 转向原理如图2-4所示。 系统由转向液压泵、滤油器、全液压转向器、分流阀、 转向液压缸等组成。
第二节 装载机底盘构造
一、装载机总体构造：
装载机以柴油发动机或电动机为动力装置，行走装置为轮胎或履 带，由工作装置来完成土石方工程的铲挖、装载、卸载及运输作业。 轮胎式装载机（图2-1）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。
图2-1 轮胎式装载机结构简图 1-柴油机；2-传动系统：3-防滚翻与落物保护装置；4-驾驶室；5-空调系统；6-转 向系统；7-液压系统；8-前车架；9-工作装置；10-后车架；11-制动系统；12-电 器仪表系统；13-覆盖件
第二章 装载机
第一节 概述 第二节 装载机的总体构造 第三节 装载机工作装置 第四节 装载机液压操纵系统
第一节 概述
一、装载机的用途及分类：
1、用途
在公路施工中，装载机主要用于路基工程的填挖、 沥青和水泥混凝土料场的集料、装料等作业；也可 对岩石、硬土进行轻度铲掘作业 。 装载机的作业对象主要是：各种土壤、砂石料、 灰料及其它筑路用散状物料等。主要完成铲、装、 运、卸等作业。装载机具有作业速度快、效率高、 操作轻便等优点。 通过更换不同的工作装置，装载机还可作为抓载机、 起重机、抓斗式挖掘机、叉车等使用。
优点4
• （4）操纵简便：由于变矩器本身就是一个 在一定范围内的无级变速器，柴油机与变 矩器匹配后，其变速范围可得到相应地扩 大，这样装载机变速箱的档位数可以大大 减少，其结构也会较为紧凑，换档必然较 为简便。此外，如外载负荷突然增长（即 使是装载机速度为零），驾驶员也不必担 心柴油机会熄火，因而可以降低驾驶员的 劳动强度。
侧卸式装载机
装载机的型号表示方法：
国产装载机的型号一般用字母Z表示， 第二个字母L代表轮胎式装载机，无L表示 履带式装载机，后面的数字代表额定载重 量。如：ZL50，代表额定载重量为50KN的 轮胎式装载机。
二、装载机的主要技术参数
装载机的主要技术参数有发动机额定功率、额定载重 量、铲斗容量、机重、最大掘起力、卸载高度、卸载距离、 铲斗的收斗角和卸载角等。
图2-3 轮式装载机传动 系统简图 1-发动机 2-液力变矩器 3-变速油泵 4-工作装臵油泵 5-转向油泵 6-变速器 7-手制动 8-传动轴 9-驱动桥 10Байду номын сангаас轮边减速器 11-脚制动器 12-轮胎
1、液力变矩器
采用双涡轮液力变矩器，能随外载 荷的变化自动改变其工况，相当于一个 两挡自动变速器，提高了装载机对外载 荷的自适应性。变矩器的第一和第二涡 轮输出轴及其上的齿轮将动力输入变速 器。在两个输入齿轮之间安装有超越离 合器。
3.向机电液一体化、电子化方向发展 随着电子技术、计算机技术的进步与不断发展， 为保证机器的可靠性、安全性和节能，进入80年代 以来，已将一些电子技术、智能技术用在装载机等 一些工程机械上，以提高机器的各种性能和作业质 量。 4.装载机的轮胎化 由于轮胎式装载机具有质量轻、速度快、机动 灵活、效率高、维修方便等一系列优点，所以，轮 胎式装载机发展较快，轮胎式装载机在品种规格、 数量上都远比履带式装载机多。
2、分类、特点及适用范围 1）、按发动机功率分:
小 型 功率＜74kW
中 型
功率74-147kW
大 型
功率147-515kW
特大型
功率＞515kW
2）、按传动型式分:
（1）机械传动
结构简单、制造容易、成本低、使用维修较容易；传动 系冲击振动大，功率利用差。仅小型装载机采用。
（2）液力机械传动
传动系冲击振动小，传动件寿命高、车速随外载自动调 节、操作方便、减少司机疲劳。大中型装载机多采用。
履带式装载机（图2-2）以专用底盘或工业拖拉机为基础 车，装上工作装臵并配装适当的操纵系统。
图2-2 履带式装载机结构简图 1-行走机构； 2-发动机； 3-动臂； 4-铲斗； 5-转斗油缸； 6-动臂油缸； 7-驾驶室； 8-燃油箱
二、传动系
轮胎式装载机传动系统（图2-3）。 动力传递路线：发动机→液力变矩器→变速器→传动轴→ →前、后驱动桥→轮边减速器→车轮。 履带式装载机传动系统与履带式推土机相同。
泵轮
• 泵轮是变矩器的主动轮，它是通过罩 轮、弹性扳与柴油机的飞轮连成一体， 同速同向旋转。当工作油液进入泵轮 时，由柴油机带动泵轮所发出的机械 能就转换为工作油液的动能。此时， 工作油液沿泵轮叶片方向高速自内向 外切向甩出，冲击涡轮的叶片。
涡轮
• 涡轮是变矩器的被动轮。它的叶片 接受来自泵轮甩出的工作油液冲击 之后，涡轮便产生旋转，也就是说 来自油液的动能转换为涡轮旋转的 输出机械能。
1、行车制动
图2-5所示为气顶油、四轮制动的双管路行车制动系统，属于 气液混合方式控制。由空气压缩机、油水分离器、储气筒、 双管路气制动阀、加力器和钳盘式制动器等组成。
图2-5 行车制动系统 1-钳盘式制动器2-加力器3-制动灯开关4-双管路气制动阀5-压力控制器6-分水排 水器7-空气压缩机8-储气罐9-单向阀10-气喇叭开关11-气压表12-气喇叭
FL330-1型技术性能参数
•斗容：3.3立方米 •操作重量：19.1T •牵引力：160KN铲斗 •举升时间：5.7S •铲斗前倾时间：1.2S •最大卸载高度：3025mm •转弯半径（前轮外侧）： 6590mm •变速箱形式：行星动力换档 •最高车速：34 •工作液压系统压力：16mpa •额定载重量：6T •额定功率/转速： 169KW/2000 •掘起力：180KN •铲斗下降时间：2.5S •最大爬坡能力：25° •转向角:±38° •变矩器形式：双导轮，反转 •档位：前进2 （ 0~12.6km/h、 0~34.0 km/h），后退1 （0~15.7 km/h） •轮胎：23.5~25