CN112878411A - 一种装载机的行走***、装载机及作业控制方法 - Google Patents

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Guangxi Liugong Machinery Co Ltd
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Abstract

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种装载机的行走***、装载机及作业控制方法，装载机的行走***包括：驱动组件，包括行走电机和传动齿轮箱，所述行走电机的输出轴与所述传动齿轮箱传动连接，所述传动齿轮箱的输出端与装载机的行走轮传动连接，所述传动齿轮箱包括两个挡位；供油组件，包括油箱和供油泵，所述油箱中盛放有液压油，所述供油泵的进油口与所述油箱连通；挡位控制组件，包括挡位换向件、一挡离合器和二挡离合器，所述一挡离合器和所述二挡离合器均设置在所述传动齿轮箱中，所述挡位换向件与所述供油泵连通。本发明能够提升传动的效率，降低机械制动器的磨损，保证装载机正常工作。

Description

一种装载机的行走***、装载机及作业控制方法
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种装载机的行走***、装载机及作业控制方法。
背景技术
目前装载机驱动总成由内燃机、液力变矩器、变速器总成组成。动力源来自于内燃机，经由液力变矩器和变速箱总成的调整扭矩和转速后，再传递到驱动桥车轮，以实现装载机行走及铲装作业功能。
但这种驱动方式动力传动过程中有两次能量转换，内燃机的机械能转化液体的内能，然后再次转换为机械能。导致液力传动的效率低下，液力传动的变速器的动力制动能力较差，最大制动转矩大约只有驱动转矩的三分之一。因此，液力传动的装载机车轮上的机械制动器使用的频率很高，磨损也较快，而且在行走和铲装作业过程中，发动机输出扭矩和转速波动大，对于传动***的冲击大，致使装载机无法长时间正常工作。
因此，需要一种装载机的行走***、装载机及作业控制方法来解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种装载机的行走***、装载机及作业控制方法，能够提升传动的效率，降低机械制动器的磨损，保证装载机正常工作。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种装载机的行走***，包括：
驱动组件，包括行走电机和传动齿轮箱，所述行走电机的输出轴与所述传动齿轮箱传动连接，所述传动齿轮箱的输出端与装载机的行走轮传动连接，所述传动齿轮箱包括两个挡位；
供油组件，包括油箱和供油泵，所述油箱中盛放有液压油，所述供油泵的进油口与所述油箱连通；
挡位控制组件，包括挡位换向件、一挡离合器和二挡离合器，所述一挡离合器和所述二挡离合器均设置在所述传动齿轮箱中，所述挡位换向件与所述供油泵连通，所述挡位换向件能够控制所述一挡离合器工作使得所述传动齿轮箱处于第一挡位，或控制所述二挡离合器工作，使所述传动齿轮箱处于第二挡位。
进一步地，所述挡位换向件包括挡位控制阀，所述挡位控制阀的进油口与所述供油泵连通，所述挡位控制阀的第一控制油口与所述一挡离合器连通，所述挡位控制阀的第二控制油口与所述二挡离合器连通，所述挡位控制阀的回油口与所述油箱连通，所述挡位控制阀被配置为：所述第一控制油口与所述供油泵连通，所述第二控制油口与所述油箱连通，或者所述第二控制油口与所述供油泵连通，所述第一控制油口与所述油箱连通。
进一步地，所述挡位换向件还包括第一先导控制阀，所述第一先导控制阀的进油口与所述供油泵连通，所述第一先导控制阀的控制油口与所述挡位控制阀的第一先导油口连通，所述第一先导控制阀的回油口与所述油箱连通，所述第一先导控制阀能够控制所述第一控制油口与所述挡位控制阀的进油口连通，，所述第二控制油口与所述油箱连通。
进一步地，所述挡位换向件还包括第二先导控制阀，所述第二先导控制阀的进油口与所述供油泵连通，所述第二先导控制阀的控制油口与所述挡位控制阀的第二先导油口连通，所述第二先导控制阀的回油口与所述油箱连通，所述第二先导控制阀能够控制所述第二控制油口与所述挡位控制阀的进油口连通，，所述第一控制油口与所述油箱连通。
进一步地，所述传动齿轮箱包括齿轮箱体、一挡传动组件、二挡传动组件、中间齿轮和输出齿轮；
所述一挡传动组件、所述二挡传动组件、所述中间齿轮和所述输出齿轮均设置在所述齿轮箱体中；
所述中间齿轮与所述输出齿轮啮合，所述输出齿轮与所述行走轮传动连接，所述一挡传动组件和所述二挡传动组件均与所述行走电机的输出轴连接，所述一挡离合器能够使所述一挡传动组件带动所述中间齿轮转动带动所述输出齿轮，所述二挡离合器能够使所述二挡传动组件带动所述中间齿轮转动带动所述输出齿轮。
进一步地，所述一挡传动组件包括：
一挡主动轮，与所述行走电机的输出轴传动连接；
一挡齿圈，设置在所述齿轮箱体的内壁上；
一挡行星轮，与所述一挡主动轮啮合，所述一挡行星轮设置在行星架上，所述行星架与所述中间齿轮固定连接，所述一挡离合器能够驱动所述一挡行星轮与所述一挡齿圈啮合。
进一步地，所述二挡传动组件包括二挡主动轮，所述二挡离合器能够驱动所述二挡主动轮与所述中间齿轮连接。
进一步地，所述油箱与所述供油泵之间设置有滤油器，所述滤油器的一端与所述油箱连通，另一端与所述供油泵连通。
一种装载机，其上包括如上所述的装载机的行走***。
一种装载机的作业控制方法，用于对如上所述的装载机的作业进行控制，包括如下步骤：
S1、装载机启动，供油泵启动，挡位控制件控制一挡离合器工作；
S2、行走电机启动，装载机进行运动；
S3、当车速达到第一设定值，则所述行走电机调整扭矩至第一设定值，所述挡位控制件控制二挡离合器工作；
S4、所述装载机铲入物料；
S5、当车速降至第二设定值，则所述行走电机调整扭矩至第二设定值，所述挡位控制件控制一挡离合器工作；
S6、当车速降至第三设定值，则所述行走电机调整所述行走电机的当前输出功率，使所述当前输出功率大于额定功率工作，在所述当前输出功率下工作设定时长；
S7、停止铲装物料，进行物料转运。
本发明的有益效果：
本发明所提供的一种装载机的行走***和装载机，采用行走电机直接驱动传动齿轮箱，传动齿轮箱带动装载机的行走轮，从而实现装载机的行走，由于无需设置液力变矩器，从而减少传动转换过程中导致的能量损失，使得传动效率提高；而且采用行走电机直接驱动传动齿轮箱，能够在行走电机停止工作时抱死行走电机的输出轴，从而保证传动齿轮箱的制动能力，减少机械制动器的使用；在行走和铲装作业的过程中，通过一挡离合器和二挡离合器控制装载机的速度，从而调整行走电机的扭矩和转速，保证装载机正常工作。
本发明所提供的一种装载机的作业控制方法，根据是否进行铲装作业对行走的速度进行控制，从而保证装载机正常工作。
附图说明
图1是本发明一种装载机的行走***的原理图；
图2是本发明装一种装载机的作业控制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
为了能够提升转载机的的行走***的传动的效率，降低机械制动器的磨损，如图1所示，本发明提供一种装载机的行走***。本行走***包括：驱动组件1、供油组件2和挡位控制组件。
其中，驱动组件1包括行走电机11和传动齿轮箱，行走电机11的输出轴与传动齿轮箱传动连接，传动齿轮箱的输出端与装载机的行走轮传动连接，传动齿轮箱包括两个挡位；供油组件2包括油箱21和供油泵23，油箱21中盛放有液压油，供油泵23的进油口与油箱21连通；挡位控制组件包括挡位换向件、一挡离合器和二挡离合器，一挡离合器和二挡离合器均设置在传动齿轮箱中，挡位换向件与供油泵23连通，挡位换向件能够控制一挡离合器工作使得传动齿轮箱处于第一挡位，或控制二挡离合器工作，使传动齿轮箱处于第二挡位。
由于无需设置液力变矩器，从而减少传动转换过程中导致的能量损失，使得传动效率提高；而且采用行走电机11直接驱动传动齿轮箱，能够在行走电机11停止工作时抱死行走电机11的输出轴，从而保证传动齿轮箱的制动能力，减少机械制动器的使用；在行走和铲装作业的过程中，通过一挡离合器和二挡离合器控制装载机的速度，从而调整行走电机11的扭矩和转速，保证装载机正常工作。
进一步地，挡位换向件包括挡位控制阀24，挡位控制阀24的进油口与供油泵23连通，挡位控制阀24的第一控制油口与一挡离合器连通，挡位控制阀24的第二控制油口与二挡离合器连通，挡位控制阀24的回油口与油箱21连通，挡位控制阀24被配置为：第一控制油口与供油泵23连通，第二控制油口与油箱21连通，或者第二控制油口与供油泵23连通，第一控制油口与油箱21连通。通过控制挡位控制阀24能够控制一挡离合器或者二挡离合器工作，从而实现对装载机行驶速度的控制，采用液压控制，能够实现一挡和二挡之间转换的柔性，减少机械冲击。
进一步地，挡位换向件还包括第一先导控制阀25，第一先导控制阀25的进油口与供油泵23连通，第一先导控制阀25的控制油口与挡位控制阀24的第一先导油口连通，第一先导控制阀25的回油口与油箱21连通，第一先导控制阀25能够控制第一控制油口与挡位控制阀24的进油口连通，第二控制油口与油箱21连通。通过设置第一先导控制阀25，在控制一挡离合器工作时，首先控制第一先导控制阀25的控制油口与进油口连通，液压油通过第一先导控制阀25进入换挡控制阀，推动换挡控制阀的主阀芯动作，使得换挡控制阀的第一控制油口与挡位控制阀24的进油口连通。通过上述设置，保证换挡控制阀的主阀芯缓慢打开，防止液压油直接快速大量流入一挡离合器，对一挡离合器造成冲击，从而提升对一挡离合器控制的安全性和稳定性。
同样地，挡位换向件还包括第二先导控制阀26，第二先导控制阀26的进油口与供油泵23连通，第二先导控制阀26的控制油口与挡位控制阀24的第二先导油口连通，第二先导控制阀26的回油口与油箱21连通，第二先导控制阀26能够控制第二控制油口与挡位控制阀24的进油口连通，第一控制油口与油箱21连通。通过上述设置，保证换挡控制阀的主阀芯缓慢打开，防止液压油直接快速大量流入二挡离合器，对二挡离合器造成冲击，从而提升对二挡离合器控制的安全性和稳定性。
进一步地，传动齿轮箱包括齿轮箱体18、一挡传动组件、二挡传动组件、中间齿轮16和输出齿轮17；一挡传动组件、二挡传动组件、中间齿轮16和输出齿轮17均设置在齿轮箱体18中；中间齿轮16与输出齿轮17啮合，输出齿轮17与行走轮传动连接，一挡传动组件和二挡传动组件均与行走电机11的输出轴连接，一挡离合器能够使一挡传动组件带动中间齿轮16转动带动输出齿轮17，二挡离合器能够使二挡传动组件带动中间齿轮16转动带动输出齿轮17。通过控制一挡离合器和二挡离合器即可实现两挡控制，而且在一挡离合器和二挡离合器切换的过程中无需停车换挡，可以在行走的过程中直接进行换挡，避免换挡过程中的动力中断，保证换挡过程中无换挡冲击，保证装载机正常工作。
具体地，一挡传动组件包括：一挡齿圈13、一挡主动轮12和一挡行星轮14。一挡齿圈13固定设置在齿轮箱体18的内壁上；一挡主动轮12与行走电机11的输出轴传动连接；一挡行星轮14与一挡主动轮12啮合，一挡行星轮14设置在行星架上，行星架与中间齿轮16固定连接，一挡离合器能够驱动一挡行星轮14与一挡齿圈13啮合。通过一挡离合器控制一挡行星轮14与一挡齿圈13啮合从而使得动力通过一挡主动轮12、一挡行星轮14、中间齿轮16和输出齿轮17实现动力输出。
进一步地，二挡传动组件包括二挡主动轮15，二挡离合器能够驱动二挡主动轮15与中间齿轮16连接。通过二挡离合器能够将动力通过二挡主动齿轮、中间齿轮16和输出齿轮实现动力输出，实现二挡控制。由于在换挡过程中，只需要控制对应的一挡离合器或者二挡离合器即可，可以实现在行车过程中的换挡。
进一步地，油箱21与供油泵23之间设置有滤油器22，滤油器22的一端与油箱21连通，另一端与供油泵23连通。通过设置滤油器22，能够将液压油中的杂质等过滤出去，从而保证进入到供油泵23和其他液压元器件的液压油的清洁。
进一步地，在供油泵23的出油口设置有单向阀和溢流阀，单向阀能够防止液压油回流导致供油泵23无法有效工作；溢流阀能够保证整个液压管路的安全性，防止由于压力过大造成安全事故。
进一步地，本装载机的行走***还包括加速踏板32和制动踏板31，加速踏板32和制动踏板31均与MCU3(Microcontroller Unit微控制器)电连接，MCU3能够控制行走电机11、供油泵23、第一先导控制阀25和第二先导控制阀26动作，从而在驾驶员发出加速或者制动信号后，控制行走电机11、供油泵23、第一先导控制阀25和第二先导控制阀26动作实现速度调整或者制动。
本实施例还提供了一种装载机，其上包括如上的装载机的行走***，能够提升行走***的传动的效率，降低机械制动器的磨损，保证装载机正常工作。
如图2所示，本实施例还提供了一种装载机的作业控制方法，用于对如上的装载机的作业进行控制，包括如下步骤：
S1、装载机启动，供油泵23启动，挡位控制件控制一挡离合器工作；
S2、行走电机11启动，装载机进行运动；
S3、当车速达到第一设定值，则行走电机11调整扭矩至第一设定值，挡位控制件控制二挡离合器工作；在二挡下工作，装载机的速度大于一挡下的速度，从而保证装载机能够快速到达待转运的物料旁。
S4、装载机铲入物料；装载机以二挡工作铲入物料，能够以较高速度快速冲入，从而保证快速将物料铲入，加工装载速度。
S5、当车速降至第二设定值，则行走电机11调整扭矩至第二设定值，挡位控制件控制一挡离合器工作；由于装载机在冲入装载物料时受到物料的阻力，从而使得车速降至第二设定值，此时，需要增加行走电机11的扭矩降低速度进行铲装作业。
S6、当车速降至第三设定值，则行走电机11调整行走电机11的当前输出功率，使当前输出功率大于额定功率工作，在当前输出功率下工作设定时长；当车速降至第三设定值时，行走电机11在正常的工作模式下已经不能满足装载要求，此时控制行走电机11在超额定功率下工作设定时长，进一步保证铲装作业顺利进行，短时间内能够铲取更多的物料。
S7、停止铲装物料，进行物料转运。通过设定时长可以防止行走电机11超额定功率运行时间太长造成行走电机11被损坏。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种装载机的行走***，其特征在于，包括：
驱动组件(1)，包括行走电机(11)和传动齿轮箱，所述行走电机(11)的输出轴与所述传动齿轮箱传动连接，所述传动齿轮箱的输出端与装载机的行走轮传动连接，所述传动齿轮箱包括两个挡位；
供油组件(2)，包括油箱(21)和供油泵(23)，所述油箱(21)中盛放有液压油，所述供油泵(23)的进油口与所述油箱(21)连通；
挡位控制组件，包括挡位换向件、一挡离合器和二挡离合器，所述一挡离合器和所述二挡离合器均设置在所述传动齿轮箱中，所述挡位换向件与所述供油泵(23)连通，所述挡位换向件能够控制所述一挡离合器工作使得所述传动齿轮箱处于第一挡位，或控制所述二挡离合器工作，使所述传动齿轮箱处于第二挡位。
2.根据权利要求1所述的一种装载机的行走***，其特征在于，所述挡位换向件包括挡位控制阀(24)，所述挡位控制阀(24)的进油口与所述供油泵(23)连通，所述挡位控制阀(24)的第一控制油口与所述一挡离合器连通，所述挡位控制阀(24)的第二控制油口与所述二挡离合器连通，所述挡位控制阀(24)的回油口与所述油箱(21)连通，所述挡位控制阀(24)被配置为：所述第一控制油口与所述供油泵(23)连通，所述第二控制油口与所述油箱(21)连通，或者所述第二控制油口与所述供油泵(23)连通，所述第一控制油口与所述油箱(21)连通。
3.根据权利要求2所述的一种装载机的行走***，其特征在于，所述挡位换向件还包括第一先导控制阀(25)，所述第一先导控制阀(25)的进油口与所述供油泵(23)连通，所述第一先导控制阀(25)的控制油口与所述挡位控制阀(24)的第一先导油口连通，所述第一先导控制阀(25)的回油口与所述油箱(21)连通，所述第一先导控制阀(25)能够控制所述第一控制油口与所述挡位控制阀(24)的进油口连通，所述第二控制油口与所述油箱(21)连通。
4.根据权利要求2所述的一种装载机的行走***，其特征在于，所述挡位换向件还包括第二先导控制阀(26)，所述第二先导控制阀(26)的进油口与所述供油泵(23)连通，所述第二先导控制阀(26)的控制油口与所述挡位控制阀(24)的第二先导油口连通，所述第二先导控制阀(26)的回油口与所述油箱(21)连通，所述第二先导控制阀(26)能够控制所述第二控制油口与所述挡位控制阀(24)的进油口连通，所述第一控制油口与所述油箱(21)连通。
5.根据权利要求1所述的一种装载机的行走***，其特征在于，所述传动齿轮箱包括齿轮箱体(18)、一挡传动组件、二挡传动组件、中间齿轮(16)和输出齿轮(17)；
所述一挡传动组件、所述二挡传动组件、所述中间齿轮(16)和所述输出齿轮(17)均设置在所述齿轮箱体(18)中；
所述中间齿轮(16)与所述输出齿轮(17)啮合，所述输出齿轮(17)与所述行走轮传动连接，所述一挡传动组件和所述二挡传动组件均与所述行走电机(11)的输出轴连接，所述一挡离合器能够使所述一挡传动组件带动所述中间齿轮(16)转动带动所述输出齿轮(17)，所述二挡离合器能够使所述二挡传动组件带动所述中间齿轮(16)转动带动所述输出齿轮(17)。
6.根据权利要求5所述的一种装载机的行走***，其特征在于，所述一挡传动组件包括：
一挡主动轮(12)，与所述行走电机(11)的输出轴传动连接；
一挡齿圈(13)，设置在所述齿轮箱体(18)的内壁上；
一挡行星轮(14)，与所述一挡主动轮(12)啮合，所述一挡行星轮(14)设置在行星架上，所述行星架与所述中间齿轮(16)固定连接，所述一挡离合器能够驱动所述一挡行星轮(14)与所述一挡齿圈(13)啮合。
7.根据权利要求5所述的一种装载机的行走***，其特征在于，所述二挡传动组件包括二挡主动轮(15)，所述二挡离合器能够驱动所述二挡主动轮(15)与所述中间齿轮(16)连接。
8.根据权利要求1所述的一种装载机的行走***，其特征在于，所述油箱(21)与所述供油泵(23)之间设置有滤油器(22)，所述滤油器(22)的一端与所述油箱(21)连通，另一端与所述供油泵(23)连通。
9.一种装载机，其特征在于，其上包括如权利要求1-8任一项所述的装载机的行走***。
10.一种装载机的作业控制方法，其特征在于，用于对如权利要求9所述的装载机的作业进行控制，包括如下步骤：
S1、装载机启动，供油泵(23)启动，挡位控制件控制一挡离合器工作；
S2、行走电机(11)启动，装载机进行运动；
S3、当车速达到第一设定值，则所述行走电机(11)调整扭矩至第一设定值，所述挡位控制件控制二挡离合器工作；
S4、所述装载机铲入物料；
S5、当车速降至第二设定值，则所述行走电机(11)调整扭矩至第二设定值，所述挡位控制件控制一挡离合器工作；
S6、当车速降至第三设定值，则所述行走电机(11)调整所述行走电机(11)的当前输出功率，使所述当前输出功率大于额定功率工作，在所述当前输出功率下工作设定时长；
S7、停止铲装物料，进行物料转运。
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