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現(xiàn)代裝載機技術發(fā)展綜述
1 整機生產(chǎn)率提升及燃料節(jié)省技術
1.1 高性能發(fā)動機技術
通過提高發(fā)動機性能提高整機生產(chǎn)率，降低燃料消耗，是提高整機性能和質(zhì)量的基礎。
(1)在發(fā)動機上應用了所謂ACERT技術。這是一種通過新型電子控制模塊，系統(tǒng)優(yōu)化燃油供給、空氣供給、燃燒過程和廢氣排放技術。該項技術可在不降低燃料經(jīng)濟性和性能的前提下降低排放，保持原有的壽命和可靠性。
(2)跟蹤監(jiān)測發(fā)動機各子系統(tǒng)運行狀況。除了對于冷卻溫度、進氣溫度、潤滑油壓、燃油壓力、發(fā)動機轉速等指標進行連續(xù)監(jiān)測外，還可對發(fā)動機負荷工況實施監(jiān)控，當負荷過高時，系統(tǒng)將自動降低發(fā)動機輸出功率以保護其免遭破壞。
(3)高性能電子控制燃油定時噴射技術。對發(fā)動機低速和高速燃料燃燒工況進行優(yōu)化，提高供油響應速度，使其與鏟斗鏟掘力和液壓系統(tǒng)響應速度相匹配。
(4)應用高轉矩發(fā)動機，使其與大容量液力變矩器相匹配，從而最大限度提高低速工況工作效率，可使燃油消耗降低15%。
(5)應用雙模式發(fā)動機功率選擇系統(tǒng)。發(fā)動機設有兩種工作模式可供操作人員隨意選擇，即正常工作模式和動力工作模式。正常工作模式適用于常規(guī)裝載作業(yè)，可獲得最大的燃油效率;動力工作模式適用于堅硬材料鏟裝或陡坡爬升工況，可獲得最大的功率輸出。通過雙模式功率選擇系統(tǒng)，操作人員可以方便地調(diào)整發(fā)動機性能與作業(yè)要求之間的匹配工況。
(6)恒定凈功率輸出控制。一般發(fā)動機為總功率恒定輸出控制，即當空調(diào)或冷卻風扇等附件工作時，為保證總功率不變，實際工作所需要的凈功率就會因此而發(fā)生改變。新型的發(fā)動機電子控制系統(tǒng)則能夠在輔助裝置滿負荷工作條件下提供恒定的凈功率輸出，從而提高了整機生產(chǎn)率和燃料效率。
(7)分離式恒溫冷卻系統(tǒng)。系統(tǒng)可按需求對風扇轉速實施電子調(diào)節(jié)控制，監(jiān)控發(fā)動機冷卻溫度、進氣總管溫度、變速箱油溫以及液壓油溫度，通過這些數(shù)據(jù)控制和保持風扇轉速在系統(tǒng)正常工作溫度水平。
現(xiàn)有許多裝載機的冷卻系統(tǒng)從機器側面吸入空氣，通過發(fā)動機座艙將其從機器后部排出。新型冷卻系統(tǒng)則通過非金屬保護層將冷卻系統(tǒng)與發(fā)動機座艙隔離。由液壓驅(qū)動的變速風扇從機器后部吸入清潔空氣，并且從側面和發(fā)動機罩殼將其排出。其結果獲得了最佳的冷卻效率，提高了燃料效率，減少了散熱器的氣阻和工作噪音。
1.2 變速箱傳動技術
(1)自動變速箱四模式選擇系統(tǒng)。變速箱有一個人力換擋和三個自動換擋模式(即低、中、高擋)，通過合理選擇，操作人員可使機械作業(yè)條件與發(fā)動機最佳性能相匹配。
人力換擋模式可通過變速桿使傳動系傳動比固定，從而使整機獲得不變的作業(yè)速度。低速自動擋模式可保證發(fā)動機低速運行下的平穩(wěn)換擋，適用于一般鏟裝作業(yè)，并具有較低的燃油消耗。中速自動擋模式適用于發(fā)動機中速運行工況下的換擋和較快的作業(yè)要求。高速自動換擋模式是發(fā)動機在高速運行下的換擋工況，可提供最大的鏟掘力和快速作業(yè)循環(huán)，適用于爬坡、裝載和運輸作業(yè)。
(2)變速箱可變分離壓力技術。操作人員可對制動踏板所要求的分離壓力進行選擇。分離壓力有高、低之分。高分離壓力可在發(fā)動機高轉速、高液壓系統(tǒng)壓力條件下保持變速箱的嚙合，以增加爬坡裝載、堆積材料時機械的作業(yè)能力。低分離壓力可在發(fā)動機低轉速、低液壓系統(tǒng)壓力條件下使變速箱分離，以提高水平地面作業(yè)時的燃油效率。
(3)液力變矩器閉鎖技術。需要時，可通過控制臺開關激活閉鎖系統(tǒng)。閉鎖系統(tǒng)激活時，若在三檔，當行駛速度達到10.9 km/h時液力變矩器將自動閉鎖;若在四檔，當行駛速度達到20.9 km/h時液力變矩器自動閉鎖。新型液力變矩器閉鎖技術提高了生產(chǎn)效率，減少了作業(yè)循環(huán)時間，保證了裝載運輸和坡道作業(yè)條件下最佳的燃油消耗。
(4)變速箱鎖定開關技術。該技術通過檔位鎖定功能使自動變速箱進一步完善。操作人員可使用操作桿上的按扭開關使變速箱保持在所需要的檔位，使操縱更為簡便。
(5)變速箱自動加速開關技術。當鏟斗插入料堆時，通過操作桿上的按扭開關可使變速箱由二檔換入一檔，以增加鏟掘力。當換入倒檔時，變速箱會自動進入二檔工作。這一技術增加了鏟斗鏟掘力和插入力，減少了作業(yè)循環(huán)時間。該技術包括兩項新功能，一是在自動檔模式下可由四檔直接降至一檔工作;二是在上坡裝載作業(yè)時增加鏟掘力。
1.3 自動雙速液壓控制技術
該技術可使液壓系統(tǒng)能量與作業(yè)工況要求相匹配。圖1為鏟掘工況，在此工況下輔助液壓泵通過截止閥卸荷，其動力通過變速箱用于增加鏟斗鏟掘力。圖2是鏟斗舉升工況，在此工況下截止閥關閉，其液壓動力用于增加工作油泵液壓動力，以便提高提升速度，從而增加整機生產(chǎn)率。
1.4 其他新技術
(1)電子控制穩(wěn)定裝載行駛(ECSS)技術。該項技術可保證裝載機在不良地面條件下高速穩(wěn)定行駛，通過防止行駛中鏟斗物料散落，提高操作舒適性和減振懸掛系統(tǒng)控制性能使生產(chǎn)率最大化。此項技術最適合裝載運輸作業(yè)。
(2)自動潤滑技術。在作業(yè)中對銷軸和襯套等零部件進行精確自動潤滑。自動潤滑可減少因潤滑不良而產(chǎn)生的計劃外日常保養(yǎng)和停機時間，從而有利于生產(chǎn)率的提高。
(3)物料自動鏟裝技術。該技術使物料鏟裝過程自動化，使新駕駛員更容易操作。系統(tǒng)提供平穩(wěn)的裝載作業(yè)循環(huán)，持續(xù)的滿斗裝載，并且避免了輪胎的滑轉，全部過程無需操縱控制器。
(4)物料隨車自動計量技術。該技術采用專用稱量系統(tǒng)在作業(yè)中可稱量料斗物料，使駕駛員裝載更加精確有效。準確的裝載有利于提高作業(yè)效率和生產(chǎn)率。該計量系統(tǒng)可與機械集成安裝，并配備打印機可對裝載結果打印輸出。
2 可靠性與保養(yǎng)服務技術
2.1 機架堅固技術
(1)鉸接式車架采用堅固的箱型截面結構和剛性四板塔架結構。應用機器人焊接技術，以實現(xiàn)機架連接點的深度焊接和最佳的融合性，保證最大的強度和長久的壽命。
(2)發(fā)動機座架采用箱型截面整體結構，前端設有懸掛支撐板形成堅固剛性結構，以便抵抗扭轉變形和沖擊載荷。整個機架形成一極其堅固的安裝平臺，以便能夠可靠安裝發(fā)動機、變速箱、車橋、駕駛室和其它附件。
(3)車架鉸接機構的上、下連接板間的距離對機械性能和部件壽命有重要影響。采用擴展式拖掛設計提供了最佳的銷軸載荷分配和軸承壽命。上、下拖掛銷軸分別安裝在一對圓錐棍子軸承上，通過在較大的面積上分配垂直與水平載荷以提高零件壽命。較大的開口空間設計也方便了維護工作。
(4)前部機架結構采用四板焊接塔架結構，可承受與裝載、轉斗、插入等作業(yè)工序有關的負載，為前橋、動臂、提升和轉斗油缸等部件提供了堅固的安裝基礎。
2.2 發(fā)動機可靠性增強技術
汽缸體與缸蓋使用相同的灰鑄鐵材料，并增加了缸壁厚度以減小噪聲，提高剛度。氣缸蓋為整體設計，組成橫流結構，便于氣流運動。該設計使發(fā)動機能夠用較小的動力吸入低溫和干凈的空氣。
活塞采用整體式鋼結構，缸套使用濕式、可更換、高強度熱處理鑄件。
散熱器為釬焊鋁結構，強度高防滲漏。每英寸6個散熱翅片，矩形波設計，減少了阻滯和堵塞現(xiàn)象。
電子控制模塊和傳感器采用完全密封結構，以防止水和灰塵的侵入。連接器件和電線使用防護編織物以防腐蝕和早期磨損。
各部件設計制造符合相應技術標準，即使在極端使用條件下也能保證最佳的性能。
2.3 狀態(tài)監(jiān)測技術
監(jiān)測產(chǎn)品“健康”狀況是保持任何機械設備可靠性的關鍵。現(xiàn)代裝載機備有多種標準和可選監(jiān)測程序，以幫助跟蹤機器的狀況。監(jiān)測系統(tǒng)可持續(xù)觀察裝載機的工作運行狀況。該系統(tǒng)可監(jiān)視關鍵的發(fā)動機系統(tǒng)功能，并在需要時降低發(fā)動機輸出以保護其免遭破壞。若出現(xiàn)以下任一情況，監(jiān)視器或前儀表盤就會發(fā)出燈光和聲音報警：冷卻溫度高、進氣溫度高、潤滑油壓低、燃油壓力高、燃油壓力低、發(fā)動機超速。
2.4 液壓密封技術
液壓軟管采用端面面對面“O”型圈密封安裝技術，保證了液壓軟管的可靠連接，防止了液壓油泄露。
液壓缸的緩沖環(huán)安裝于液壓缸頭部(見圖3)，以降低活塞桿密封載荷，并可使液壓缸壽命延長30%，大大提高了可靠性。
2.5 濕式多片全液壓制動技術
行車與駐車濕式多片制動器采用全密封和免調(diào)整技術，避免了污染，減少了磨損和維護工作。在制動系統(tǒng)中使用雙液壓獨立回路，以便為制動系統(tǒng)故障提供備用制動回路，從而提高了可靠性。若制動壓力降低，系統(tǒng)會立即進行燈光和聲音報警。如果制動壓力持續(xù)下降，駐車制動器將自動實施制動，從而為機械提供了雙安全系統(tǒng)。新制動技術降低了維護成本，提高了可靠性。
2.6 綜合保養(yǎng)技術
適當保養(yǎng)可減少用戶開支，降低成本。為此應用了多項保養(yǎng)服務便捷措施：設立隨車液壓服務中心和電器服務中心;防護性易觀察監(jiān)測儀表;基于地面保養(yǎng)點;易進入發(fā)動機機艙;
機器外部環(huán)保排污道設計，方便雨水排泄;設置制動片磨損指示器，方便觀測;免保養(yǎng)電瓶設計;延長潤滑油和過濾器更換時間間隔，液壓油過濾器更換間隔時間為500小時，變速箱用油過濾器更換間隔時間達1000小時;發(fā)動機和重要的部件采用可修復設計;全球網(wǎng)絡服務支持，世界各地大部分零件24小時供貨，減少客戶停機時間等。
2.7 S·O·S服務體系
該體系可通過保持簡單的維護以防較大的維修，避免發(fā)生實質(zhì)性故障。通過定期的端口采樣，跟蹤零部件的磨損、潤滑油特性和狀況，并應用相應數(shù)據(jù)在發(fā)生磨損失效前作出預測�；赟·O·S服務報告，進行簡單的調(diào)整或更換零件，即可避免問題的進一步惡化和較大的維修工作，從而保持了機械的正常工作狀況，避免了維修服務的等待，減少了停機時間。
2.8 建立設備管理系統(tǒng)
通過在經(jīng)銷商處開戶入網(wǎng)，由產(chǎn)品鏈接所收集的信息可輸入計算機終端。使用快捷通暢的機器信息，可優(yōu)化資產(chǎn)使用，減少安全隱患，改善維護管理，實施預防維修戰(zhàn)略。其結果可獲得更多的作業(yè)時間，較低的運營成本，更多的設備投資回報。
3 操作舒適性技術
3.1 操作環(huán)境改善技術
具有寬敞、安靜、高效的，按最佳人機工程學特性設計的駕駛室。機械前后具有最佳視野，寬敞無失真平板玻璃窗延伸至駕駛室地板，保證鏟斗最佳視野。駕駛室噪聲可降至71dB。此外，在駕駛室頂部設有雨水引導槽以保持窗戶的清潔。四面設有防眩裝置，以防駕駛員炫目。
3.2 駕駛座椅技術
具有空氣懸掛、6種調(diào)節(jié)方式，適應各種人體需要。整體鑄造靠背和底座設計防止了墊子的突起。最佳的汽車類駕駛座椅舒適性腰部支撐，減少了駕駛疲勞。右座椅扶手設有集成執(zhí)行控制器，操作舒適方便。有備選加熱座椅。
3.3 減振技術
裝載機工作條件惡劣，通過控制機械振動可改善操作效率和生產(chǎn)率。現(xiàn)代裝載機采取了各種減振措施：擺動后橋跟隨地面波動以保持駕駛室的穩(wěn)定;駕駛室安裝于減振支座上以減少地面的沖擊載荷;鉸接機構裝有平衡閥以避免機架相互碰撞;油缸阻尼在極限行程減緩鏟斗動作，以防機械振動;選用懸掛控制系統(tǒng)可減小裝載和運輸工況下的振動和跳動;儲能器作為吸振裝置可減小機械的前后顛簸，為不平地面工作提供平穩(wěn)作業(yè);電控自動反沖擊裝置防止了油缸突然停止所造成的振動和跳動;空氣懸掛座椅控制可減小由駕駛地板傳遞的垂直振動。
3.4 轉向控制技術
(1)常規(guī)轉向。
即省力的手動計量液壓轉向系統(tǒng)。其載荷感應系統(tǒng)僅在需要時向轉向系統(tǒng)輸入動力。當不轉向時，更多的發(fā)動機功率用于提高鏟掘力、破碎力和提升力，節(jié)約了燃油消耗�？缮炜s、傾斜度可調(diào)的轉向立柱獲得了最大的操縱舒適性。
(2)指令控制轉向。
即負載感應轉向系統(tǒng)，將方向盤與機架轉角位置聯(lián)系在一起，以提供適合的轉向控制量(圖4)。機械轉彎速度與方向盤位置成比例。在各種條件下轉向力小于26N，整個機械的轉向只需方向盤回轉±70°，而同樣的普通轉向方向盤則須旋轉2～3個360°。
指令控制方向盤包含前進、空檔、后退開關和升檔、降檔按鈕，使左手始終與方向盤接觸。執(zhí)行控制器與駕駛座椅右扶手集成設計并可隨操作者移動。
3.5 電子操縱控制技術
采用雙桿電子換擋操縱系統(tǒng)易于變速換向。變速系統(tǒng)的設計避免了換擋時手與方向盤的脫離，改善了操作舒適性與方便性。電子換擋操縱系統(tǒng)與自動變速箱、強制換擋開關、檔位保持開關等機構組合在一起，提供了多種換擋選擇，確保了機器工況與作業(yè)條件的合理匹配。
綜上所述，機、電、液、信一體化的集成設計，設計的精細化，性能參數(shù)的合理匹配，高可靠性，以及網(wǎng)絡化在線服務是現(xiàn)代裝載機發(fā)展的主要方向。
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