CN101126244B - 燃油电动两用推土机 - Google Patents

Abstract

本发明为燃油电动两用推土机，包括底盘、动力系统、变速箱、行走系统、液压泵站、液压系统、作业系统、控制电路、电缆卷筒、卷筒油马达、传动油马达，动力系统驱动变速箱和液压泵站，变速箱的输出轴驱动行走系统，液压泵站向液压系统提供压力油，液压系统驱动作业系统，动力系统包括燃油发动机和交流电动机；液压泵站包括燃油发动机驱动的液压泵站和交流电动机驱动的电动液压泵站，两液压泵站通过二位三通阀与液压系统连接；电动液压泵站向卷筒油马达和传动油马达提供压力油；燃油发动机驱动变速箱的输入轴；传动油马达通过离合装置驱动变速箱的中间轴；电缆卷筒用于收纳电缆，卷筒油马达驱动电缆卷筒收放电缆；控制电路控制推土机在交流电动机驱动状态下的工作。本发明可以有效地节约燃油，减少燃油尾气对环境的污染，还可以大幅度地降低作业成本。

Description

燃油电动两用推土机

技术领域

本发明涉及一种推土机，尤其是一种燃油、电动两种驱动方式可交替使用的燃油、电动两用推土机。

背景技术

推土机是一种工程作业车，它可以如一般车辆一样在道路上长距离行驶，同时，它又是可以进行工程作业的工具，即在一定大小的作用面上来回运动，进行诸如土石方开挖、平整、削坡推土等作业。现有技术中的推土机有燃油驱动的，即通过燃油发动机驱动推土机行走及驱动车上的液压系统使铲斗等作业部件运动。燃油驱动有动力大和行驶距离长的优点，但在推土机作业过程中，推土机在一个不大的场地上来回运动，燃油发动机的尾气和噪音污染对现场的工作人员都有很大影响。

如何使推土机既可以在长距离行驶中用燃油驱动，而在作业过程中又可以使用电力驱动，直接使用交流动力电源，避免废电瓶对环境污染，现有技术中没有公开满足上述使用要求的技术方案。

发明内容

本发明的目的在于改进现有技术中的不足，提供一种燃油和电动两种驱动方式可以交替使用的燃油、电动两用推土机。

为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：

一种燃油电动两用推土机，包括底盘及装在底盘上的动力系统、变速箱、行走系统、液压泵站、液压系统、作业系统，动力系统驱动变速箱和液压泵站，变速箱的输出轴驱动行走系统，液压泵站向液压系统提供压力油，液压系统驱动作业系统，其特征在于还包括控制电路、电缆卷筒、卷筒油马达、传动油马达，其中：

动力系统包括燃油发动机和交流电动机；液压泵站包括燃油发动机驱动的液压泵站和交流电动机驱动的电动液压泵站，电动液压泵站和燃油发动机驱动的液压泵站通过二位三通阀与液压系统连接；电动液压泵站向卷筒油马达和传动油马达提供压力油；燃油发动机驱动变速箱的输入轴；传动油马达通过离合装置驱动变速箱的中间轴；

电缆卷筒用于收纳与交流电动机连接的电缆，卷筒油马达驱动电缆卷筒收放该电缆；控制电路控制推土机在交流电动机驱动状态下的工作。

电缆卷筒包括：支架，由左支架和右支架构成，左、右支架的底端固定在推土机后部；卷筒轴，为中空体，安装在支架上，其一端与油马达的输出轴对接；挡板，由左挡板和右挡板构成，左、右挡板装在卷筒轴上并位于左、右支架的内侧；电缆，缠绕在卷筒轴上左、右挡板之间，其外端设电插头，其内端与固定在卷筒轴上的电刷连接，该电刷与装在卷筒轴内腔中的电环滑动连接，该电环与引出电缆连接，该引出电缆向交流电动机和控制电路供电。

离合装置为受控制电路控制的拨叉油缸驱动的拨叉，该拨叉与传动油马达的齿轮连接，带动传动油马达的齿轮与变速箱的中间轴上的减速齿轮啮合或分离。

底盘尾部安装传感装置，该传感装置有一个圆盘形固定支架，固定支架上设中心孔，该中心孔中纳入一个球体，该球体的中心设电缆孔，该电缆孔中穿设电缆套管，固定支架的上下面各连接上下调整垫板，在上调整垫板上方和下调整垫板下方以固定支架的中心孔为中心各安装上层前后左右四个传感器和下层前后左右四个传感器，电缆套管的上下部各套置可触及上层传感器和下层传感器的圆锥台，各传感器的输出信号接入控制电路，控制电路根据各传感器的输出信号控制卷筒油马达和行走系统。

卷筒油马达通过步进调节机构调速，该调节机构包括串接在油马达的供油管路中的阀体，其调节螺母的外周套装齿轮，阀体的下端左右分别固定两个油缸，各油缸的活塞的顶端销接可单向拨动齿轮的拨齿，所属活塞的一次往复可拨动齿轮转动一个齿的角度。

本发明具有以下优点：

1在现有燃油推土机的主体上引入380V交流电源，作为新的动力源；

2当交流电力引进后，以交流电动机液压泵站的液压油为动力源，以油马达驱动推土机完成各项作业；

3保留原设计推土机的燃油发动机与主体的结构，使之可以在启动燃油发动机时按常规的推土机完成各项作业；

4燃油发动机与电动机液压泵站的相互切换可以随时进行，但是必须是择一启动，不允许两种动力机械同时工作，其控制方法是用一把电源钥匙打开燃油发动机电源，就不能打开另一个电动机液压泵站的电源；

5在操作方法上，除切换动力启动操作的过程之外，其余的操作方法与原推土机的操作方法相同，以避免产生误操作造成意外事故；

6.自动控制放电缆，倒车时自动收电缆且具自动导航(免拉动操纵杆)功能；

7.在电动工作时可以自动进行向燃油发动机系统的电瓶充电。

本发明提供的燃油电动两用推土机通过在原有的燃油推土机的系统中装置了大功率的交流电动机，可以有效地节约燃油，减少燃油尾气对环境的污染。与现有电驱动的车辆比较，本发明中的电动驱动装置中没有使用蓄电池(仅保留原燃油发动机系统的蓄电池，但是在电动机液压泵站工作时停止使用。)，而是直接使用交流电，给使用者带来更大的便利，也杜绝了再增加电瓶对环境的污染。除了上述优越性之外，由于燃油的价格远远高于电能，在作业过程中使用电能，还可以大幅度地降低作业成本。另外，电动机的维修费用也要比燃油发动机的维修费低的多，维修周期长得多，维修速度也快得多，因此，本发明还可以大大提高设备的利用率。与燃油发动机液压推土机对比还有一个独特的优势，那就是在高原缺氧的地方，电动液压推土机没有功率下降的困扰；也没有寒冷地区启动机器的困扰；这是目前燃油发动机液压推土机所不能比拟的绝对优势。

附图说明

图1为电动推土机外观示意图；

图2为电缆卷筒内电刷的结构图；

图3为传动油马达通过离合装置驱动变速箱的中间轴的示意图；

图4为动力转换机构示意图；

图5为传感装置的结构图；

图6为油马达的步进调节机构的结构图；

图7为液压系统转换原理图；

图8-图10为电路原理图。

具体实施方式

请参见图1。本发明是一种燃油电动两用推土机，它包括底盘10，底盘10上装有由燃油发动机13和交流电动机构成的动力系统、变速箱、包括驱动轮8在内的行走系统、液压泵站、液压系统、包括铲臂12和油缸14及推铲15在内的作业系统、电缆卷筒5、卷筒油马达7、传动油马达、控制电路。图中：4传感装置、6内电刷、11驾驶室、16拉缆环、17电缆压紧器、18卷筒支架、19变速杆、20操纵杆、21油门。其中：

燃油发动机13驱动变速箱的输入轴。交流电动机9与电缆3连接并通过插头2与电源1接通或断开。液压泵站包括燃油发动机13驱动的燃油液压泵站和交流电动机驱动的电动液压泵站9，电动液压泵站和燃油液压泵站通过二位三通阀与液压系统连接，向液压系统提供压力油，液压系统驱动作业系统和行走系统。电动液压泵站向传动油马达提供压力油，传动油马达通过离合装置驱动变速箱的中间轴，由变速箱的输出轴驱动行走系统。电缆卷筒5用于收纳与交流电动机连接的电缆3，电动液压泵站向卷筒油马达7提供压力油，卷筒油马达7驱动电缆卷筒5收放电缆3。控制电路采用PLC可编程序控制器，控制推土机在交流电动机驱动状态下的工作。

当启动燃油发动机时，燃油发动机13通过主离合器把动力传递给变速箱的输入轴，变速箱的输出轴驱动行走系统。燃油发动机所带动的液压泵站驱动作业系统。推土机在常规的燃油发动机工作状态下完成各项作业。而当将电缆与电源接通后，电动推土机系统得电，推土机便在电动工作状态下完成各项作业。

本发明对燃油发动机与电动机的相互切换是可以随时进行的，但是必须是择一启动，不允许两种机械同时工作，其控制方法是用一把电源钥匙打开燃油发动机电源，就不能打开电动机液压泵站的电源，因为限制驾驶员只允许使用一把钥匙，开了这个电源锁，就不能再开另一个电源锁，必须拔出这把钥匙才能再用这把钥匙去开另一个电源锁。在操作方法上，除切换动力启动操作的过程之外，其余的操作方法与原推土机的操作方法相同，以避免产生误操作造成意外事故。

下面介绍与电动工作相关的各主要机构。

请参见图2，其为图1中所示电缆卷筒5和内电刷6的结构图。本发明的电缆卷筒包括支架、卷筒轴、挡板、电缆。其中：

支架由左支架34和右支架51构成，它把卷筒轴架起来，两端用左端螺母32和右端螺母47紧固在卷筒轴35的两端，左支架34和右支架51的底端以螺丝固定在推土机后部。

卷筒轴35为中空体，其两端通过轴承33支承在左支架34和右支架51的顶端，电缆卷筒的另一端与油马达7的输出轴48对接，油马达7的的壳体法兰盘用螺丝固定在右支架51的上端，油马达7的输出轴48通过花键与花键套49结合成一体，当液压油输入时，油马达7的输出轴48带动卷筒轴35旋转，完成收与放电缆的操作。

挡板由左挡板36和右挡板52构成，左挡板36和右挡板52装在卷筒轴35上并位于左支架34和右支架51的内侧。

电缆3缠绕在两个挡板之间卷筒轴35上。

当推土机向前行驶时，电缆卷筒5由油马达7驱动作顺时针方向旋转，将电缆3放出。电缆卷筒5在挖掘机倒退行驶时，由油马达7驱动作逆时针方向旋转，电缆3沿电缆卷筒5的外缘依次排列缠绕在卷筒轴上，电缆压紧器17的压紧力使电缆3有序排列，不松散，不打垛，缠绕一层再一层。

内电刷的结构是：电缆外端设电插头2，电缆内端的A、B、C相及0线的抽头54分别相隔90度，用绝缘压板53以螺丝固定在卷筒轴35上，各抽头54穿过绝缘套56分别与固定在卷筒轴上的四个电刷55连接。各电刷55分别与装在卷筒轴内腔中的A相电环42、B相电环43、C相电环44、0相电环45滑动连接。各相电环42-45分别与装在卷筒轴内腔中的引出电缆的A相抽头38、B相抽头39、C相抽头40、0相抽头41连接，该引出电缆向交流电动机和控制电路供电。

引出电缆的各相抽头38-41依次相隔90度，中间用绝缘体50隔开，耐电压强度为13000V(为大功率电动机提供6000V电源准备)。各相电环42-45均为环形铜质材料，与引出电缆的各相抽头焊合为一体。电缆的输出端(供电动机的一端)靠压紧螺母30和压盖31紧固着电缆绝缘层37，使其与左支架34为一体。

电缆卷筒的电源在旋转过程中通过该内电刷把电力输送给电动机及控制电路。

电缆卷筒5的工作原理是：电动液压泵站的压力油通过液压系统的三位四通电液控制阀的开启，向卷筒油马达7供应压力油来实现电缆卷筒5向前或向后转动，卷筒油马达7驱动电缆卷筒5旋转，完成放电缆或收电缆的功能。电缆卷筒5转动的速度通过调节阀来控制。电缆卷筒5在旋转过程中，通过电环42-45与电刷55的滑动接触，把电缆3从电源获取的电力源源不断地输送给电动机9及PLC可编程序控制器。PLC可编程序控制器在得到电源后可以完成电动推土机的自动控制功能。

电缆卷筒的功能有：

1.把电源(380V/220V)的电能传输给推土机的交流电动机和主控制电路系统：

电缆为三相四线(4芯多股铜线电缆截面积≥50mm²)橡胶电缆，当电缆与电源接通时，其主电路把380V(A、B、C)三相电力输送到星角启动器的输入端；同时把220V电力输入到控制变压器的输入端，控制变压器把输出的24V交流电通过原推土机的发电机输出端进入原车主控制电路系统，实现原推土机的全部操作功能；

2.把电缆放出或收回。电缆卷筒有三种工作状态：

浮动状态：电缆卷筒的油马达进出油路互相沟通，电缆卷筒可以自由转动；

放出电缆：当推土机向前运动，需要把电缆按照行进的速度把电缆同步放出，油马达将驱动电缆卷筒向后转，放出电缆线；

收回电缆：当推土机向后运动，需要把电缆按照后退的速度把电缆同步收回，油马达将驱动电缆卷筒向前转，将自由放出的电缆收回。

请参见图3。传动油马达通过离合装置驱动变速箱的中间轴，其中：传动油马达68固定在变速箱箱体65的外侧壁上，传动油马达68的主轴70穿入变速箱中，主轴70的末端固定主动齿轮67，所述的离合装置为受所述控制电路控制的拨叉油缸76驱动的拨叉71，拨叉71与传动油马达68的主动齿轮67连接，带动传动油马达的主动齿轮67与变速箱的中间轴上的减速齿轮64啮合或分离。图中其它标号分别表示：66-压盖、69-传动油马达的液压油接口、72-拨叉导杆(活塞杆)、73-拨叉油缸的进油接口、74-活塞、75-弹簧、77-锁定螺钉、78-变速箱隔板。

当燃油发动机13停止工作时，将变速杆19锁定在空档位置，解除燃油发动机与变速箱的连接。把电缆插头2与电源1接通，380V电源进入主控制柜，电动系统得电。用电源钥匙打开控制电源，启动电动机液压泵站。当电动液压泵站的二位二通阀经进油接口73向拨叉油缸76供油时，活塞74向左推动，压缩弹簧75，活塞杆72与拨叉71推动主动齿轮67一同向左移动，使传动油马达68的主动齿轮67与变速箱的减速齿轮64啮合。当松开离合器踏板时，电动液压泵站经过流量调节阀和三位四通阀向液压油接口69供油，传动油马达的主轴70开始转动，变速箱便得到传动油马达的动力驱动。此时推土机的运行速度和前进与倒退由传动油马达68来驱动。传动油马达68的转速快慢和反正转由PLC可编程序控制器控制。

当电动液压泵站的二位二通阀换向时，拨叉油缸76的油靠弹簧的推力回油，活塞杆72向右移动，带动拨叉71和主动齿轮67一同向右移动，使主动齿轮67与减速齿轮64分离。

请参看图4所示的动力转换机构示意图。原系统的燃油发动机13工作时：发动机的扭矩是通过离合器95传递给第一轴94，到速度移动齿轮91，经过第二轴92到方向移动齿轮90，再经过过渡齿轮88到前进齿轮87到中央传动轴86，再经过小锥形齿轮85、大锥形齿轮84、差速器83、半轴82、转向离合器97、驱动轮81，带动履带96。89为后退齿轮。

当燃油发动机停止工作时，启动电动机液压泵站，移动联轴节93将传动油马达68与第二轴92联结，传动油马达68的转动扭矩经过第二轴92、方向移动齿轮90，再经过过渡齿轮88、前进齿轮87、中央传动轴86、小锥形齿轮85、大锥形齿轮84、差速器83、半轴82、转向离合器97、驱动轮81，最终带动履带96。

本发明在车的尾部安装传感装置4(图1)，该传感装置用于：反馈电缆卷筒转动的速度，以便随时调整卷筒油马达7的旋转速度，使之与电动推土机的行进速度相同，达到适时放出或回收电缆的目的；当电动推土机向后倒退时，它将起导航的作用，自动控制操纵杆，沿原来的道路返回，不需要人工控制。

如图5所示：传感装置4有一个圆盘形固定支架110，固定支架110上设中心孔，该中心孔中纳入一个球体105，球体105安装在上球盖104和下球座106之间，可以自由偏转。球体105的中心设电缆孔，该电缆孔中穿设钢质电缆套管101，电缆3可在电缆套管101中滑动，固定支架110的上面和下面用螺栓109各连接上调整垫板103和下调整垫板107，在上调整垫板103的上方以固定支架110的中心孔为中心安装上层前后两个作制动传感的传感器102，在下调整垫板107的下方以固定支架110的中心孔为中心安装下层前后左右四个作转向和变速传感的传感器108，电缆套管101的上下部各套置一个可触及上层传感器和下层传感器的圆锥台113。套在电缆套管101下部的限位环111起保护传感器的作用，112为传感器导线，104和106分别是上球盖和下球座，各传感器的输出信号接入控制电路，控制电路根据各传感器的输出信号控制卷筒油马达和行走系统。

下面说明该传感器装置的工作原理。

1向前行驶时调整电缆卷筒快慢

当推土机向前行驶的时候，电缆卷筒由油马达驱动作逆时针方向旋转，随着车辆的行驶，电缆线将在卷筒的下方自由释放。如果电缆卷筒转速低，电缆线3便被拉紧，这时电缆套管101的下端以球体105的中心为支点向后偏转，圆锥台113必然要触及下层传感器108中的后方传感器，该传感器便发出信号，控制电路根据该信号通过调节油马达供油量的步进调节机构，使电缆卷筒的油马达提高转速；如果电缆卷筒转速高，电缆线便被放松，这时电缆套管101的下端向前偏转，圆锥台113会触及下层传感器中的前方传感器，该传感器发出信号，电缆卷筒的油马达降低转速。

2向后行驶时调整电缆卷筒快慢

当推土机向后行驶的时候，电缆卷筒收回电缆。如果电缆卷筒转速低，电缆线被放松，这时电缆套管的下端向前偏转，圆锥台会触及下层传感器中的前方传感器，该传感器便发出信号，使得电动卷筒的油马达提高转速；如果电缆卷筒转速高，电缆线便被拉紧，这时电缆套管的下端向后偏转，圆锥台会触及下层传感器中的后方传感器，该传感器发出信号，使得电动卷筒的油马达降低转速。

从以上描述可以知道，同一个前方传感器或后方传感器，它们在推土机前进时的功能和后退时的功能相反，这是通过装在变速杆19前面的导航上线传感器(未示)对变速杆的定位来确定的，当变速杆向前推到底，是挂倒档的位置，此时变速杆接近导航上线传感器，导航上线传感器发出信号，通过PLC控制器，传感器系统进入向后倒车行驶的自动导航状态(即导航上线)；当变速杆离开倒档位置，导航上线传感器的信号停止，这时推土机是向前行驶，无需导航功能。

3向后行驶时自动导航

当推土机向后行驶的时候，进入自动导航状态，若车辆向左偏转，这时电缆套管的下端向右偏转，圆锥台必然触及下层传感器中的右传感器，右传感器便发出信号，控制电路根据该信号使13C得电，向右执行油缸推动右操纵杆，使推土机向右倒；随着右传感器与电缆套管分离，信号停止，推土机沿原路倒车；若车辆向右偏移，则电缆套管的下端向左偏转，触及下层传感器中的左传感器，通过PLC控制器使11C得电，向左执行油缸推动左操纵杆，使推土机向左倒；随着左传感器与电缆套管分离，信号停止，推土机沿原路倒车。

以上的导航过程在倒车行驶过程中会不断地出现，以随时修正倒车的方向，使推土机始终沿着电缆的轨迹倒退行驶，一直回到预定的位置。

4制动与缓冲调整

当推土机行驶速度太快时，圆锥台将触及上层传感器，上层传感器便发出信号，控制电路根据该信号发出制动信号。履带式行走底盘的转向行驶，是通过操纵杆实现对油马达的减速，并且伴随制动来实现的，减速行驶是通过改变油马达的供油调节阀实现的。

上述电缆卷筒的油马达7的转速可以通过调整调节阀步进机构的流量来实现调整与速度的平衡，以降低调整频率，达到最佳状态。

请参阅图6所示调节油马达7的步进调节机构的结构图，该调节机构包括阀体139，该阀体139串接在油马达7的供油管路中，其调节阀的调节螺母的外周套装一个调节附加齿轮135，在阀体139的下端左右分别固定两个单向作用的油缸132，各油缸的活塞133的顶端以销柱136销接可单向拨动齿轮135的拨齿137。活塞的一次往复可拨动所述齿轮转动一个齿的角度。

其动作原理是：当没有供液压油时，弹簧141将活塞133推向油缸132的顶端，拨齿137被油缸132压缩收回，使拨齿137与调节阀附加齿轮135分离，如图中1号缸所示位置状态；当通过油管接口131向2号油缸132供油时，液压油推动活塞133向下移动，当拨齿137超过油缸132的开口之后，在小弹簧138的推力作用下，拨齿137嵌入到调节阀附加齿轮135的齿间，推动调节阀附加齿轮135向顺时针方向转动一个齿的角度(如图中2号缸显示的状态)，使通过调节阀的液压油通路140变小，即供油量变小，油马达7的旋转速度下降。一次推动完成后，油缸132的上端泻油，弹簧141推动活塞133向上回位到开始的状态(如图中1号缸显示的状态)。

同理，1号油缸动作时，将会推动调节阀附加齿轮135向逆时针方向转动一个齿的角度，使通过调节阀的液压油通路140变大，即供油量变大，油马达7的旋转速度提高。

本发明的控制电路可以在卷筒加速传感器SQ1、卷筒减速传感器SQ3发出信号时启动上述的调整，使液压油通路140按照传感器的指令进行不断地调整，直到达到理想的平衡状态。

请参看图7所示的电动燃油推土机液压系统原理图。本发明的电动液压泵站9采用CBZ-4140齿轮泵，直接由Y315M-4电动机驱动。当燃油发动机停止工作时，将电插头2插入电源1，电动推土机系统得电，便可以启动电动机液压泵站9工作。PLC控制器向1C供电，二位三通阀122关闭原燃油发动机液压油泵123的油路，同时打开液压泵站9的供油路向液压系统供给液压油。原液压系统获得压力油，可以通过原组合阀126正常工作。同时PLC控制器使2C得电，使电动机液压油向卷筒油马达7、传动油马达68、拨叉油缸76、向左执行油缸129-1向右执行油缸129-2供液压油，使附加液压执行部件开始工作，实现电动机液压推土机的功能。

对卷筒油马达7的控制原理：三位四通阀128在待机时处于关闭状态(它与传动油马达68同步)，当电动推土机向前行走时，即传动油马达68转动时，三位四通阀128的3C电磁阀得电，卷筒油马达7正转，随着电动推土机的向前行驶，把电缆放出；当电动推土机向后行驶时，三位四通阀的4C电磁阀得电，卷筒油马达7反转，随着电动推土机的向后行驶，把电缆收回。调节阀步进调节机构127的的15C得电，向1号油缸供油，使调节阀流量变小，降低卷筒油马达的旋转速度；16C得电，向2号油缸供油使调节阀流量变大，提高卷筒油马达的旋转速度。17C得电，关闭主供油路，使卷筒油马达的前后油腔联通，卷筒油马达处于浮动状态，可以随意拉动电缆卷筒。

对传动油马达68的控制原理：当离合器踏板121踏到底时，18C得电，二位二通阀处于浮动位置，传动油马达68可以自由旋转，便于挂挡结合；当离合器踏板松开时，传动油马达68的主油路接通，油马达进入驱动行走机构状态。二位四通阀120的7C、8C起到变换行驶方向的作用，7C得电向前行驶，8C得电向后行驶。拨叉油缸76的9C得电，推动主动齿轮67与减速齿轮64啮合；10C得电，拉动主动齿轮67与减速齿轮64分离。断开电动机液压泵站驱动推土机的功能，使其恢复到燃油发动机驱动推土机的状态工作。

对操纵杆的控制原理：向左油缸129-1的11C得电，小活塞杆推动左操纵杆向后，使推土机向左行驶；12C得电，小活塞杆收回，推土机直线行驶；向右油缸129-2的13C得电，小活塞杆推动右操纵杆向后，使推土机向右行驶；14C得电，小活塞杆收回，推土机直线行驶。

请参看图8所示电路原理图-1。本发明直接引入三相四线制380V交流电源给主电动机Y315M-4(132KW)。其中，接在1号线(A相)与4号线(0线)间的中间继电器KA1得电，KA1的常闭点断开，切断发电机的输出线路，同时把输入电源通过KA1常开点输送到附加PLC及原燃油发动机的电控制系统。附加PLC可编程序控制系统在得到电源后可以完成电动推土机的自动控制功能。主电动机的启动是星角启动。

请参看图9所示的电路原理图-2。本发明所设计的方案为：电动机液压泵站工作模式选择开关SA1(钥匙旋钮开关)只能在两种模式中选择其一，起到互锁的作用。图中：SB0启动按钮，SB1总停止按钮，FR1热继电器保护，SB3主阀开通按钮，SB4液压输出按钮，SB5卷筒放电缆按钮，SB6卷筒收电缆按钮，SB10卷筒浮动按钮，SQ1卷筒加速传感器信号，SQ3卷筒减速传感器信号，SQ2导航向右传感器信号，SQ4导航向左传感器信号，SQ5导航上线传感器信号，SQ6导航下线传感器信号，SQ14拨叉分离信号，SQ15拨叉啮合信号，SQ16踏板分离信号，SQ17踏板结合信号，SQ18传动油马达正转信号，SQ19传动油马达反转信号。

请参看图10所示的电路原理图-3。其输入端分别与PLC的输出端对应连接，由相应的电磁阀执行各项功能。推土机的推土铲由原机配置的手动组合阀进行操作。

主阀开通，KA1得电，其常开点闭合，二位三通电磁阀线圈1C得电，关闭燃油发动机液压油泵的主油路，同时打开电动机液泵站的主油路。

液压输出，KA2得电，其常开点闭合，电磁阀线圈2C得电，打开电动机液压泵向液压控制系统供给液压油的通路，实现向电动推土机功能转变的开始。

卷筒放电缆，KA3得电，其常开点闭合，电磁阀线圈3C得电，使电缆卷筒油马达向顺时针方向旋转，实现放电缆功能。

卷筒收电缆，KA4得电，其常开点闭合，电磁阀线圈4C得电，使电缆卷筒油马达向逆时针方向旋转，实现收电缆功能。

卷筒加速，KA5得电，其常开点闭合，使调节阀步进调节机构电磁阀15C得电，使调节阀流量加大，电缆卷筒油马达旋转速度加快。

卷筒减速，KA6得电，其常开点闭合，使调节阀步进调节机构电磁阀16C得电，使调节阀流量减小，电缆卷筒油马达旋转速度减速。

卷筒浮动，KA7得电，其常开触点闭合，使二位二通电磁阀17C得电，使电缆卷筒处于浮动状态。

导航上线，SQ5发出信号，KA8得电，其常开触点闭合，使电磁阀7C得电，使传感器处于导航上线状态(即倒退行驶状态)。

导航下线，SQ6发出信号，KA11得电，其常开触点闭合，使电磁阀8C得电，使传感器处于导航下线状态(即前进行驶状态)。

导航向右，倒退行驶中，向左偏移，触及SQ2传感器发出信号，中间继电器KA9得电，其常开点闭合，13C得电，液压缸推动操纵杆向左；

导航向左，倒退行驶中，向右偏移，触及SQ4传感器发出信号，中间继电器KA10得电，其常开点闭合，11C得电，液压缸推动操纵杆向右。

本发明的工作过程如下：

电动燃油推土机行驶到外接电源的最近位置，将燃油发动机熄火，使电源钥匙旋钮开关SA1处于中间位置。

一、上电：将卷筒上的电缆3拉出，把电插头2插入电源1中；

二、选择工作模式：将电源钥匙向右旋转，即将控制电源输入到附加PLC，同时切断原发电机的输出端I、B线路，进入电动液压推土机工作置位状态；

三、启动：按下启动按钮SB0，电动机液压泵站启动运转，二位三通阀1C、电磁阀2C开通；

四、运行：

(1)挂挡、变速与起步：将离合器踏板踩到底，SQ16发出信号，拨叉油缸的10C得电，传动油马达的二位四通阀处于浮动状态，使主动齿轮与减速齿轮分离，即可操作变速杆挂挡，挂挡完毕，将离合器踏板平稳松开，SQ17发出信号，拨叉油缸的9C得电，使主动齿轮与减速齿轮啮合，同时传动油马达的二位四通阀处于工作状态，推土机即起步前进或倒退。手动调整行走油马达的调节阀TJ2，可以任意调整行驶速度。

(2)电缆卷筒的绕线、放线与收线：

绕线：推土机在停止行驶时，按下按钮SB10，二位二通阀17C得电，卷筒处于浮动状态，可以手动操作安装电缆，把引入线安装好后，按下按钮SB6，卷筒油马达三位四通阀4C得电，卷筒开始收电缆，直到把全部电缆缠绕在卷筒上为止。

放线及自动放线：推土机停止在一个适当位置，按下按钮SB10，二位二通阀17C得电，卷筒处于浮动状态，可以手动放线；在作业过程中，推土机向前行驶，与卷筒油马达同步放线，其放线速度的快慢分别由传感器SQ1、SQ3跟踪反馈自动调整卷筒油马达的调节阀TJ1。

自动收线：在作业过程中，推土机向后行驶，与卷筒油马达同步收线，其收线速度的快、慢分别由传感器SQ1、SQ3跟踪反馈自动调整卷筒油马达的调节阀TJ1。

(3)推土机向后倒车自动导航行驶：

自动放电缆的轨迹，是倒车自动导航的路线。在收电缆时，推土机倒车的路线偏移就会触及传感器SQ2、SQ4，自动控制倒车自动导航的电磁阀，不停地修正。

上述电缆卷筒的自动放线和自动收线以及倒车自动导航行驶的功能是通过传感装置实现的。

Claims (4)

1.一种燃油电动两用推土机，包括底盘及装在底盘上的动力系统、变速箱、行走系统、液压泵站、液压系统、作业系统，动力系统驱动变速箱和液压泵站，变速箱的输出轴驱动行走系统，液压泵站向液压系统提供压力油，液压系统驱动作业系统，其特征在于还包括控制电路、电缆卷筒、卷筒油马达、传动油马达，其中：

所述动力系统包括燃油发动机和交流电动机；

所述液压泵站包括燃油发动机驱动的液压泵站和交流电动机驱动的电动液压泵站，电动液压泵站和燃油发动机驱动的液压泵站通过二位三通阀与所述液压系统连接；

所述电动液压泵站向所述卷筒油马达和传动油马达提供压力油；

所述燃油发动机驱动变速箱的输入轴；

所述传动油马达通过离合装置驱动变速箱的中间轴；

所述电缆卷筒用于收纳与交流电动机连接的电缆，所述卷筒油马达驱动电缆卷筒收放该电缆；

所述底盘尾部安装传感装置，该传感装置有一个圆盘形固定支架，固定支架上设中心孔，该中心孔中纳入一个球体，该球体的中心设电缆孔，该电缆孔中穿设电缆套管，固定支架的上下面各连接上下调整垫板，在上调整垫板上方和下调整垫板下方以固定支架的中心孔为中心各安装上层前后左右四个传感器和下层前后左右四个传感器，电缆套管的上下部各套置可触及上层传感器和下层传感器的圆锥台，各传感器的输出信号接入所述控制电路，控制电路根据各传感器的输出信号控制所述卷筒油马达和行走系统；

所述控制电路控制推土机在交流电动机驱动状态下的工作。

2.如权利要求1所述的燃油电动两用推土机，其特征在于所述电缆卷筒包括：

支架，由左支架和右支架构成，左、右支架的底端固定在推土机后部；

卷筒轴，为中空体，安装在所述支架上，其一端与所述油马达的输出轴对接；

挡板，由左挡板和右挡板构成，左、右挡板装在卷筒轴上并位于所述左、右支架的内侧；

电缆，缠绕在卷筒轴上左、右挡板之间，其外端设电插头，其内端与固定在卷筒轴上的电刷连接，该电刷与装在卷筒轴内腔中的电环滑动连接，该电环与引出电缆连接，该引出电缆向交流电动机和控制电路供电。

3.如权利要求1或2所述的燃油电动两用推土机，其特征在于：

所述离合装置为受所述控制电路控制的拨叉油缸驱动的拨叉，该拨叉与所述传动油马达的齿轮连接，带动传动油马达的齿轮与变速箱的中间轴上的减速齿轮啮合或分离。

4.如权利要求1所述的燃油电动两用推土机，其特征在于：

所述卷筒油马达通过步进调节机构调速，该调节机构包括阀体，该阀体串接在油马达的供油管路中，该调节机构的调节螺母的外周套装齿轮，阀体的下端左右分别固定两个油缸，各油缸的活塞的顶端销接可单向拨动所述齿轮的拨齿，所述活塞的一次往复可拨动所述齿轮转动一个齿的角度。

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