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标题:装载机效率低，耗油严重，如何升级改造？ [打印本页]
作者:英德康 时间:2010-2-2 22:59
标题:装载机效率低，耗油严重，如何升级改造？
本帖最后由 英德康 于 2010-6-12 22:49 编辑 ! h# }, D0 W% B/ `
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近来参加厂家轮式装载机的升级改造（出口订单），经验教训不少，记录如下，鼓掌、拍砖都欢迎。 $ k" j. t7 }8 R$ R" t
一，工作机构升级改造（三片液控多路阀-动臂、铲斗、伸缩销杆-辅助机具） 8 `7 |* q( X# x' G4 Z7 W) ~
改造要点及方案：
- l" v' H& W. d- m1，液控改电液比例控制， ) J+ L- o1 w# `9 O. m" u2 \
改造原因：液控多路阀的液控减压阀手柄在控制动臂升降和铲斗倾翻时，空行程较大，控制精度差，工作效率低。
8 }0 x) {% L, y& ]) S6 P方案：采用电子功率手柄（单轴双向）和电液比例减压阀及电磁换向阀代替液控减压阀，仍采用原有液控多路阀（海宏）。
# E' s) `( s( `6 v通过ECU电子控制器调节各执行机构的控制参数，减少空行程，改善控制精度，提供工作效率。 9 |- R4 E+ R! t' Z/ H8 i8 ]$ H
2，动臂下降浮动为改电磁控制
+ q6 @+ }; G$ M' k改造原因：将铲斗降至地面后，将液控手柄推到底，多路阀为浮动位，行走时铲斗可随地面浮动，便于铲装物料。操作浮动位时，很难控制下降速度，下降过快会损坏油缸，过慢影响作业效率。 . u3 q9 p: B6 K; u1 G7 H5 b2 l: e
方案：采用内置双向锁的电磁换向阀并接于动臂油缸的A/B口，将多路阀的浮动位用垫片锁紧。
* M+ y5 J: U1 Y" y; {; V) k: z6 O按下手柄的开关，使A/B口串通。由于无需在将手柄推到极限即可实时浮动，大大提高工作效率。 0 v6 n `. u1 d4 c
3，发动机油门与负载自动匹配
" q H. H" `6 a7 Q" F- T: l+ `( D* w% N' a在装载作业时，为了防止油门小，发动机憋压熄火，通常作业时都用中大油门（发动机转速约在1600-2000PRM），耗油严重。 0 ]1 O9 ]3 K! K$ O3 q
方案：采用电子比例油门伺服驱动器，通过ECU对发动机实现伺服控制，使发动机转速与电子手柄摆角随动，实现工作机构比例调速时发动机的功率比例伺服控制和功率的自动匹配。 / N b: B( B; M5 h, z
装机试验中出向问题不少，随后一一道来。
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必威APP精装版下载上柳工装载机的图例较多，附件供参考。
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, L: `( n& K) p2 i$ V( y[attach]164670[/attach] $ F4 E- N+ \. w S& I# y
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作者:英德康 时间:2010-2-3 07:09
本帖最后由 英德康 于 2010-2-3 07:12 编辑
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附件为电液改造方案中的电子摇杆、可编程放大控制器、比例减压阀及阀块样本
作者:北方的狼1976 时间:2010-2-6 09:51
不错， 专业人员的观点就是不一样
2 i/ r% ~4 |# W* E/ ?液控改电液比例控制的 改造费用大约是多少啊， 会不会单车成本太高而失去价格优势？请LZ对ZL30装载机的 改造大约的核算一下
作者:英德康 时间:2010-2-6 19:30
本帖最后由 英德康 于 2010-2-6 19:39 编辑
+ \& p" A* d& Q8 u5 _7 Y8 m* s
不错， 专业人员的观点就是不一样 & b% k! P$ }3 d& O
液控改电液比例控制的 改造费用大约是多少啊， 会不会单车成本太高而失去价格优势？请LZ对ZL30装载机的 改造大约的核算一下 2 Q0 j7 b; d4 `+ A- t
北方的狼1976 发表于 2010-2-6 09:51
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装载机改造通常为三部分，发动机整机工况控制，行走机构和工作机构。 " Q$ {+ r$ Q5 ~5 ~$ C- f% }: C% {
目前厂家装载机多为液控多路换向阀，在操作液压手柄时，空行程较大，微动较难控制，效率低。液控多路阀改电液比例控制，根据选型不同，改造成本约为1.2-2w。
! B8 m n! k1 P2 m( ?1，多功能电子手柄（电位器或霍尔传感器），Y-Y轴向控制动臂升降，X-X铲斗倾翻或辅助机具销子伸缩，
6 E2 m1 ?5 Z4 u; u, a. g2 v1 d0 i0 x% y2, ECU电子编程控制器（PC用户程序），用于工作机构的比例控制，包括各机构参数调整，各工作机构的发动机功率匹配功能， & x5 B7 w- {/ j
3，先导比例减压阀组，用于液控多路阀的先导比例控制，由于动臂有浮动位，电液比例减压阀应选中压的，30BAR.
作者:紫剑狂风 时间:2010-2-7 09:50
楼主说的极是 国内的很多车就是满足使用要求就行了，而不是为了机器充分发挥作用。想当初有个日本人说的是中国的工程机械其实就是一大榔头，什么人都能舞起来就可以了。现在人的使用要求越来越高了，也知道要讲就经济性适用性了，看来就是要使用电气的控制才能满足要求。前两天看新闻说现在试验室里研究出了 处理速度比现在快100倍的芯片！要是真成功了，MY GOD 以后电脑开机就是闪一下就完成了。现在的电子技术都这么发达了，不知道国外已经与工程机械结合到什么程度了。
- ^ F* @ g, X1 r C/ I) ^5 p说实在的，现在很多人还是对电子的改造不放心，因为一下改造成电气后，出问题更不容易判断了!
作者:英德康 时间:2010-3-21 16:56
楼主说的极是 国内的很多车就是满足使用要求就行了，而不是为了机器充分发挥作用。想当初有个日本人说的是中国的工程机械其实就是一大榔头，什么人都能舞起来就可以了。现在人的使用要求越来越高了，也知道要讲就经济 ... 0 E* x; s7 B3 E1 ?+ I
现在人的使用要求越来越高了，也知道要讲就经济性适用性了，看来就是要使用电气的控制才能满足要求。说实在的，现在很多人还是对电子的改造不放心，因为一下改造成电气后，出问题更不容易判断了! . s4 [0 J8 U6 D) `; P
紫剑狂风 发表于 2010-2-7 09:50
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说道电气故障判断，实际上电气系统故障比液压出故障易于判断。电控系统的ECU都具备诊断和故障报警、急停功能。
/ }' k2 Q: L) x2 m2 s1，诊断：例如输入、输出接线是否正常？可以通过ECU的LCD用户菜单进行检测。 ; F6 n! g3 v$ {' S1 {
2，故障报警：电磁阀线圈是否烧毁？通常控制器利用电磁阀线圈的地线作为故障诊断信号线，一旦线圈故障断电，系统则发出报警信号同时发出急停信号，断开电磁溢流阀，停止机械的所有动作。
作者:英德康 时间:2010-5-14 16:38
本帖最后由 英德康 于 2010-5-14 23:54 编辑
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, u; b5 G0 I0 A+ S- O# {8 j有空了，聊聊试车过程中的暴露出的问题吧。 # P) m) Z% \/ k
先从多路阀说起， 以ZL50为例，动臂和铲斗采用手动或液控多路阀控制。原机械控制多路阀在控制动臂升降和铲斗倾翻时，空行程较大。有时手柄摆动角度超过15度了，动臂仍无动作。控制精度，工作效率低是机械多路阀的通病。另外，机械多路阀无安全限制功能，容易引起误动作导致动臂下落，产品出口时厂家须另加电磁溢流阀。
! k+ [4 S* {' h4 V9 j/ }7 e先导多路阀电液改装简单说三大件，电子手柄，比例减压阀组，ECU控制器。采用电子功率手柄（单轴双向）和电液比例减压阀代替液控减压阀，对原有液控多路阀进行电液比例改造，通过ECU电子控制器调节各执行机构的控制参数，可以减少控制手柄空行程，提高控制精度，提高作业效率。
b' [: v8 C$ K! c5 N. ]) n 6 o+ f; [) j" E: y
山东的装载机物美价廉，零部件配套方便。最近改装的装载机是ZL16, 45KW, 静液压泵马达驱动，开环控制，据说13-4万。上午到厂，工厂领导门口接见，放下包，直奔现场。工人们手脚麻利，管线都已备好，电气液压部件的安装一上午就搞定。下午开始调试参数后开始出厂试车，开始试车时动作都很正常，动臂升降，铲斗倾翻都很正常。当用电子手柄控制动臂下降时操作浮动位时，问题出来了，动臂无浮动位。工人按老方法使劲压手柄，差点把整车顶起来了，好危险。 1 q% h0 I6 O( i5 F
经压力表检查，比例减压阀最大压力为25bar, 压力无法将滑阀推到浮动位。对于普通三位的液控多路阀，这种减压阀没有问题。但是对于四位的多路阀，滑阀两侧压力不同,应选择调压范围为30BAR的减压阀。更换了阀以后，将最高压力调到29BAR,动臂浮动位工作正常。
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电子手柄操作与机械拉杆操作区别很大，除了精度高，操控性强，还有安全。过去在操作动臂下浮动时，工人需将液控手柄推到低才能进入浮动位，进入浮动位之前没有机械档位，下降时很容易进入浮动位，导致动臂自重下坠，很危险。 % G5 x2 ^+ B7 N' a; U. L

! p. L% w: J) h+ a, L4 P采用电子手柄可以消除这一弊病。欧美装载机常见实例是在电子手柄有一浮动位开关。平时推拉电子手柄时，动臂上升下降，无论如何推拉手柄，均不进入浮动位。只有当电子手柄控制动臂下降动作过程中，同时按下浮动位开关，才能启动浮动位。即便手柄回到中位，浮动位仍然有效。只有当电子手柄启动动臂上升动作时，浮动位才自动解除。
作者:齐鲁大帝 时间:2010-5-21 14:28
山东的装载机物美价廉，零部件配套方便。 , d; j9 @1 l; ^+ v- ^( H
呵呵呵，感谢版主的夸奖！！！俺代表山东人谢谢了啊！！
作者:英德康 时间:2010-5-21 22:42
本帖最后由 英德康 于 2010-5-21 23:23 编辑 " C* w6 C, B/ D9 m- L |
山东的装载机物美价廉，零部件配套方便。 , L5 q. ]& e( U) j& G# s0 w! H. x5 L
呵呵呵，感谢版主的夸奖！！！俺代表山东人谢谢了啊！！ 6 `" h7 D2 p( [$ G# n
齐鲁大帝 发表于 2010-5-21 14:28
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谁叫俺也是齐鲁大第一员呢。最近去的这家厂，人不多，但干活麻利。四五个工人，一上午就装出一台装载机来，外观不讲究，满耐用。
作者:英德康 时间:2010-5-21 23:19
本帖最后由 英德康 于 2010-6-11 19:28 编辑
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上次说了多路阀改造的问题，现在说说浮动位。
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在工厂试验装载机时，想到动臂油缸底下看看哪漏油。刚想动弹，就让工人给吼了一嗓子，“不要命了，敢往动臂底下钻”。听工人一解释，顿时一身冷汗。原来液控手柄没有任何机械锁紧装置，只要不小心碰到手柄，动臂就会瞬即下坠。这下可明白电子手柄的好处了。 6 c9 i* `) P: G# i
电子手柄为X-Y双轴全方位比例手柄，UP为死人键。若不按下UP键，不管如何拨动手柄，任何动作都无法启动。按下UP键，X轴拨动手柄，控制铲斗倾翻；Y轴推拉电子手柄，控制动臂升降；拨动FPR比例滚轮,控制换装工具销子伸缩。三个比例输出均采用霍尔传感器，无磨损。
, d5 C2 M* m& Y. W* F与液控手柄不同的是，无论如何推动手柄，均不会进入浮动位。只有当电子手柄控制动臂下降动作过程中，按下浮动位开关P1，才能启动浮动位。即便手柄回到中位，浮动位仍然有效。若想解除浮动，只需再次按下P1即可，或者推动电子手柄进入动臂上升动作时，浮动位可以自动解除.
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附件为装载机工作机构的电子手柄图纸。
作者:heier 时间:2010-5-22 11:10
支持帮主 能位大家分享自己的经验
作者:英德康 时间:2010-6-11 19:47
本帖最后由 英德康 于 2010-6-12 22:58 编辑
; N5 \3 S/ Z. s* R" H# d
3 Y- ]. \6 E3 @2 Z$ `# C- U6 z上次介绍了液压机构的改造和多路阀第四位浮动位实现电液比例控制的经过。这次谈谈发动机油门与工作机构负载的自动匹配。 # m6 N2 V1 F% H9 J6 d, d% p
在装载作业时，为了防止油门小，发动机憋压熄火，通常作业时都用中大油门（发动机转速约在1600-2000PRM），耗油严重。 s' }, Y+ _6 p% W+ y0 }* e

3 X* |! Z6 I4 J* Y* f这次改造中采用了servo-actr电液伺服油门驱动器实现对发动机的控制。 SERVP-ACTR驱动器可对发动机油门、制动、离合等手动机构的遥距驱动控制，可独立使用，也可配合整机电子控制系统实现发动机怠速节能，整机节能的工况分级控制等。通常与原有机械拉杆机构直接连接，也可用软轴与机械拉杆系或机械踏板并接，断电状态时与手动控制不干涉。
5 `) n% i' i& u/ J) B' NSERVO-ACTR 电液比例驱动器由比例减压阀、LVDT位移感应传感器、活塞驱动机构、比例放大伺服驱动电路组成，有断电机械零位自复位功能。 : R* ` b" A! H n) y0 m
当脚踩油门踏板或拨动电子手柄时，ECU发出信号，电子油门驱动器活塞的行程随ECU信号大小变化，发动机转速转速随着踏板角度或电子手柄的角度比例变化，从而实现动臂和铲斗作业时，发动机转速的自动匹配。 9 l% k) F% ^2 O F: n9 X# R5 U6 n. F" {
( R- C- z" B# Y) C& B$ V
有兴趣可以下载样本。
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作者:英德康 时间:2010-6-28 22:03
本帖最后由 英德康 于 2010-6-28 22:07 编辑
6 J: m z/ w" V) d5 h% K+ H
3 R5 j+ s$ f8 R/ A 删除 回复 举报
7 ^$ r) i9 W# R: L( E
1 v, k `$ ~: D Nancy.John2009-11-27 22:55提出的问题及答复，供大家评论。 + P2 D7 k( c9 P! `5 v
8 K2 e* X; U3 U: U+ Y5 D
我感觉， * C# U+ J* l9 y; R
问题1和2：受需求和成本限制。有技术问题吗？
: g% T+ R8 l8 E! ` e) M7 y问题3：问题比较复杂。一是节能技术目前虽然有一些，但成本和收益一般相差较大，换言之不成熟。二是节能是一个系统工程，不是某一方能够做得了的。如，发动机不愿意把数据接口交给别人，液压控制系统也不愿意把数据接口交给别人等等……。国外的同行们，一般业务涵盖比较广，可以自成一个体系，如力士乐，就有自己的液压和控制部门，可以解决好数据接口问题；或是几方具有战略合作伙伴关系，形成一个利益整体；而国内不行……。不知是否有道理，望前辈指教！
作者:英德康 时间:2010-6-28 22:09
本帖最后由 英德康 于 2010-6-29 21:43 编辑 3 g& L7 w1 C! s3 z3 p9 ]

/ x$ O# `8 B% a( V+ X' n对JOHN LU的问题答复如下：
& |) |8 R8 c% v % M9 p, b- D2 i$ P+ C
问题1和2：
7 z3 S6 r$ E5 F) h0 d. U前年在拉斯维加斯CON EXPO展览，在上推展台同国外同行谈对山推的推土机的印象。因为厂家CASE也是DELTA POWER的用户，所以说话比较直率。提出升级改造的内容很多，例如：司机室内部的密封需要改进，需加装空调，国产仪表盘应增加发动机转速显示和车速显示。 4 G. d7 m8 r8 R' d. W3 y
动力换挡变速箱的改造升级难度较大。国内装载机厂家采用的动力换挡变速箱采用的技术是ZF的机械缓冲与电磁换挡技术，已经过时。最近国内有单位购买ZF最新的 ergo电液比例动力换挡变速箱，研发电液比例换挡系统，并有单位已进行试验台试验。相信明年会看到国产的装载机配置国产的电液比例控制动力换挡变速箱。
7 M* l/ x6 I0 e \' Z7 t
( E& L: |9 d& `( o0 I6 t$ i& a问题3，数据接口是个大问题。即便是主机厂愿意配合，数据接口也不是厂家能做得了主的，例如：发动机。目前只能集中人力，介入整机系统改造，包括变速箱，液压阀，发动机。任选其一都是难题，之所以全盘介入，也是国情所迫。 & r( L0 g& V( g0 R# W, z( W
举发动机为例：对于康明斯发动机，若想让其做些更改是痴心妄想。我们的办法是：直接采用电子伺服油门驱动器，直接驱动机械油门拉杆，来控制发动机转速。该油门驱动器可以直接用模拟电压信号（PLC）来控制，误差<50RPM。通过ECU可以实现怠速节能，分工况控制，节能效果非常明显。与目前国内推出的伺服电机驱动或微型电机驱动的电子油门相比，特点如下：
. G; V* q& C5 `4 I. p8 z1 g1，具备FAILSAFE功能，即：CE故障保全，当故障或断电时，电子油门需自行回到怠速位置，使车辆处于安全状态。
o8 `) E: w* T1 ^2，电液一体化伺服油门，含控制线路，伺服油缸，
1 M( `% N# N2 u& ]3，体积小，控制精度高，0.1mm, 误差<50rpm. % k) x/ ^6 j7 t% f
目前已经安装使用的有推土机，叉车，装载机，汽车装载机，高空作业车
作者:严术武 时间:2010-6-30 11:08
看了楼主的帖子，受益匪浅。给老板提出了相关建议老板很高兴。能省好多资源。
作者:黄牛 时间:2010-7-1 20:18
我感觉十字手柄不是很适合装载机，两个手柄操作起来更有感觉。在实际操作中有时工人两个手柄同时动作，以加快工作效率。
作者:英德康 时间:2010-7-2 23:24
本帖最后由 英德康 于 2010-7-2 23:35 编辑
$ M7 O- ]# Y6 [# n0 I6 m8 D
我感觉十字手柄不是很适合装载机，两个手柄操作起来更有感觉。在实际操作中有时工人两个手柄同时动作，以加 ... & y" ^. _/ }6 j& i/ T: p* C+ Q# n
黄牛 发表于 2010-7-1 20:18
5 U) r; `! u0 v4 \5 W' q
黄牛友所说的两个手柄不错。
% h4 ?; v& o5 S- _$ {装载机无论机械手柄或液控手柄，基本都是一个全方位双轴手柄用于动臂和铲斗，一个单轴双向手柄用于附具。 * V: J, V$ ^9 e, U) J
目前进口装载机的电控手柄基本是全方位双轴电子手柄，手柄杆头配置指触滚轮，供1-2个辅助机具的比例换向控制。
* b# N: ~7 d" g$ D0 X0 `附件为电子手柄的图样，供参考。
作者:黄牛 时间:2010-7-11 14:22
回复18#英德康 - E% p$ N( b, `' s3 z

: N1 ^4 [! y" F4 A2 N' j* ~ 7 T; ]$ u$ z' l% F: T9 p
卡特的装载机还是两个手柄的。
作者:紫剑狂风 时间:2010-7-11 21:28
呵呵 国内的你给配两手柄， 很多人立马就有意见了。十字的全方位的手柄是可以同时做两个动作的！装载机主要就两个动作！
作者:英德康 时间:2010-7-16 15:12
回复 英德康 3 x$ P. _/ P+ j0 {+ a
1 T M; g5 Y: b3 W2 p# ~" E
8 \, }3 `5 Z0 }* X( |' U& j
卡特的装载机还是两个手柄的。
: x) G) ]; v5 O# V2 p5 W. t 黄牛 发表于 2010-7-11 14:22

3 k: ]& Y5 K0 g. w- |. G; G }( ]
2 ~+ D1 v0 D" g, E/ x+ ^' U ! Y* x3 B* m( r
目前进口的装载机大部分都是液控的，一个单轴双向液控手柄控制动臂升降和铲斗倾翻，一个液控直柄拉杆控制辅具销子伸出。 3 g6 s+ @6 {6 x$ v- G4 W) R
估计今年上海BAUMA国际工程机械展应该可以看到电子手柄的装载机，最多集成在一个手柄上集成了4个双向控制功能，全是比例的。



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