发明内容
本发明提供了一种具有自动变速装置的轮式挖掘机,它解决了目前挖掘机传动系统都是机械传动、手动变速,灵活程度不够,操作不便的问题。它具有灵活程度强,智能化程度高,操作方便的特点。
为了解决上述问题,本发明所采用的技术方案是:一种具有自动变速装置的轮式挖掘机,包括车体、挖掘臂、驱动轮、驱动系统和传动系统,所述的驱动系统包括发动机、离合器、变速装置,所述的发动机、离合器以及变速装置依次通过传动轴相连接,其特征是,所述的变速装置为自动变速装置,所述的自动变速装置包括变速器本体以及设置于变速器本体上部的变速器盖,所述变速器盖的上部设置变速器小盖;
在所述的变速器盖的上部设置有两个双向进油的短行程小型液压缸,所述的短行程小型液压缸分别通过固定支架固定设置于变速器盖上部同侧的前端部和后端部,所述设置在变速器盖上部的短行程小型液压缸均分别设置有进油管和出油管,两短行程小型液压缸的进油管和出油管的其中一端分别与短行程小型液压缸的两端贯通连接,所述进油管和出油管的另一端分别连接于与两短行程小型液压缸分别对应设置的三位四通电磁阀,所述的三位四通电磁阀分别通过液压管路连接于液压油箱;
所述的两短行程小型液压缸相对的一侧上分别对应设置有液压推杆,所述的液压推杆分别通过端部设置的推杆叉与换挡摇臂相铰接,所述换挡摇臂通过换挡轴连接于换挡机构,所述的换挡机构设置在变速器小盖和变速器盖之间形成的腔体内,所述的所述的自动变速装置包括变速器本体以及设置于变速器本体上部的变速器盖,所述变速器盖的上部设置变速器小盖;包括换挡拨杆、与换挡拨杆相配合的换挡杆摆动拨臂以及设置于换挡拨杆两侧且套置在换挡轴上的倒档锁弹簧,所述换挡杆摆动拨臂通过换挡杆摆动轴连接于换挡杆摆动轴端部设置的换挡杆摆动摇臂的一端,所述的换挡杆摆动摇臂的另一端连接于换挡杆摆动驱动机构,所述的换挡杆摆动驱动机构包括两个对称设置的换挡杆摆动液压缸,所述的换挡杆摆动液压缸相对的一侧上分别对应设置有换挡杆摆动液压缸推杆,所述的换挡杆摆动液压缸推杆的端部分别设置有推杆叉,换挡杆摆动液压缸推杆端部设置的推杆叉与换挡杆摆动摇臂相铰接;
所述的两换挡杆摆动液压缸的上部均分别设置有进回油管路,所述两换挡杆摆动液压缸设置的进回油管路分别连接于与各自进回油管路相连接的二位三通电磁阀,所述的二位三通电磁阀分别通过液压管路连接于液压油箱;
所述变速器盖的两端分别设置三条变速轨孔,在所述的变速器盖两端设置的变速轨孔处分别对应固定连接有挡位传感器,所述设置于端盖两端的每个挡位传感器分别通过挡位传感器信号线连接于行车电脑;
所述变速器本体的主动轴端设置有离合器,所述离合器通过离合器驱动连杆连接于离合器分泵,所述的离合器分泵通过管路连接于三位三通电磁阀,所述的三位三通电磁阀通过液压管路连接于液压油箱,所述连接三位三通电磁阀和液压油箱的液压管路上设置有节流阀和单向阀,所述的节流阀和单向阀并联设置于液压管路中;
所述的连接离合器分泵和三位三通电磁阀的管路上设置有油压传感器,所述的油压传感器通过油压传感器导线连接于行车电脑;与所述行车电脑相连的传感器还有车速传感器和发动机转速传感器,所述的车速传感器和发动机转速传感器与行车电脑之间通过信号通讯线相连,所述的车速传感器设置在传动系统与驱动轮相连接的传动轴上,所述的发动机转速传感器安装在发动机的飞轮壳上;
与上述所述行车电脑相连的还有控制发动机油门大小的减油器,所述减油器内部设置有控制减油器动作的电动机和电磁铁,所述的控制减油器动作的电动机和电磁铁分别通过电源线连接于行车电脑;所述的减油器设置在连接发动机油门的油门拉杆上。
所述的减油器包括减油器壳体,所述驱动减油器动作的电磁铁竖向固定安装在减油器壳体的上部,所述电磁铁的内部活动安装有圆柱形的衔铁,所述衔铁伸入减油器壳体内部,所述衔铁的外部柱形面上安装有压缩弹簧,所述衔铁的下端设置为楔形,衔铁的楔形部位伸入减油器壳体内部设置的齿条的齿隙内,所述驱动减油器动作的电动机安装在减油器壳体的侧壁上,所述电动机的动力输出轴伸入减油器壳体内部,伸入减油器壳体内部的动力输出轴上安装有齿轮,所述齿轮与减油器壳体内部设置的齿条相啮合,所述齿条的一端与油门拉杆相连,与齿条相连的油门拉杆穿过减油器壳体伸出减油器壳体外;所述减油器壳体的下部安装有回位拉簧,所述回位弹簧的一端挂置在减油器壳体下部设置的拉簧挂板上,另一端挂置在固定连接于油门拉杆上的拉簧挂卡上。
所述车体的驾驶室内设有一变速杆,所述变速杆为一个带中位的单刀双掷电开关。
本发明的有益效果是:本发明简化了挖掘机的操作,降低了驾驶员的劳动强度,使操作的文明程度提高。有效解决了目前挖掘机传动系统都是机械传动、手动变速,灵活程度不够,操作不便的问题。它具有灵活程度强,智能化程度高,操作方便的特点。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点,下面通过一个具体实施方式,并结合其附图,对本方案进行阐述。
如图1-6所示,本发明一种具有自动变速装置的轮式挖掘机,包括车体1、挖掘臂2、驱动轮3、驱动系统和传动系统4,所述的驱动系统包括发动机5、离合器6、变速装置7,所述的发动机5、离合器6以及变速装置7依次通过传动轴相连接,所述的变速装置7为自动变速装置,所述的自动变速装置包括变速器本体71以及设置于变速器本体71上部的变速器盖72,所述变速器盖72的上部设置变速器小盖73。
在所述的变速器盖72的上部设置有两个双向进油的短行程小型液压缸8,所述的短行程小型液压缸8分别通过固定支架9固定设置于变速器盖72上部同侧的前端部和后端部,所述设置在变速器盖72上部的短行程小型液压缸8均分别设置有进油管81和出油管82,两短行程小型液压缸8的进油管81和出油管82的其中一端分别与短行程小型液压缸8的两端贯通连接,所述进油管81和出油管82的另一端分别连接于与两短行程小型液压缸8分别对应设置的三位四通电磁阀10,所述的三位四通电磁阀10分别通过液压管路连接于液压油箱11;
所述的两短行程小型液压缸8相对的一侧上分别对应设置有液压推杆12,所述的液压推杆12分别通过端部设置的推杆叉13与换挡摇臂14相铰接,所述换挡摇臂14通过换挡轴15连接于换挡机构16,所述的换挡机构设置在变速器小盖73和变速器盖72之间形成的腔体内,所述的换挡机构16包括换挡拨杆161、与换挡拨杆161相配合的换挡杆摆动拨臂162以及设置于换挡拨杆161两侧且套置在换挡轴15上的倒档锁弹簧163,所述换挡杆摆动拨臂162通过换挡杆摆动轴164连接于换挡杆摆动轴164端部设置的换挡杆摆动摇臂1641的一端,所述的换挡杆摆动摇臂1641的另一端连接于换挡杆摆动驱动机构17,所述的换挡杆摆动驱动机构17包括两个对称设置的换挡杆摆动液压缸171,所述的换挡杆摆动液压缸171相对的一侧上分别对应设置有换挡杆摆动液压缸推杆172,所述的换挡杆摆动液压缸推杆172的端部分别设置有推杆叉,换挡杆摆动液压缸推杆172端部设置的推杆叉与换挡杆摆动摇臂15相铰接;
所述的两换挡杆摆动液压缸171的上部均分别设置有进回油管路173,所述两换挡杆摆动液压缸171设置的进回油管路173分别连接于与各自进回油管路173相连接的二位三通电磁阀18,所述的二位三通电磁阀18分别通过液压管路连接于液压油箱11;
所述变速器盖72的两端分别设置三条变速轨孔19,在所述的变速器盖72两端设置的变速轨孔19处分别对应固定连接有挡位传感器20,所述设置于端盖两端的每个挡位传感器20分别通过挡位传感器信号线21连接于行车电脑22;所述的档位传感器20属位置传感器,只要变速轨接近就输出电信号。
所述变速器本体71的主动轴端设置有离合器6,所述离合器6通过离合器驱动连杆连接于离合器分泵23,所述的离合器分泵23通过管路连接于三位三通电磁阀24,所述的三位三通电磁阀24通过液压管路连接于液压油箱11,所述连接三位三通电磁阀24和液压油箱11的液压管路上设置有节流阀25和单向阀26,所述的节流阀25和单向阀26并联设置于液压管路中。
由于离合器6的控制需要离快合慢,所以在连接三位三通电磁阀24和液压油箱11的液压管路中增加了节流阀25和与其并联的单向阀26,离合器分泵23进油时,液压油经由单向阀26进入,进油速度快,离合器分泵23回油时,单向阀26不导通,液压油经由节流阀25回油箱,这样就产生了离快合慢的效果,使起步柔和、平稳。
所述的连接离合器分泵23和三位三通电磁阀24的管路上设置有油压传感器27,所述的油压传感器27通过油压传感器导线连接于行车电脑22;与所述行车电脑22相连的传感器还包括有车速传感器28和发动机转速传感器29,所述的车速传感器28和发动机转速传感器29分别通过信号通讯线连接于行车电脑22。所述的车速传感器28设置在传动系统4与驱动轮3相连接的传动轴上。所述的发动机转速传感器29安装在发动机5的飞轮壳上,发动机转速传感器29和车速传感器28分别用于检测行驶车速和发动机的转速,并将检测到的车速和转速信号通过信号通讯线传输给行车电脑22。
与上述所述行车电脑22相连的还有控制发动机油门大小的减油器30,所述减油器30内部设置有控制减油器30动作的电动机31和电磁铁32,所述的控制减油器30动作的电动机31和电磁铁32分别通过电源线连接于行车电脑22;所述的减油器30设置在连接发动机油门的油门拉杆上。
在连接发动机油门的油门拉杆上设置减油器可以实现行车电脑对于发动机转速的自动控制,从而确保了换挡的灵活快速性。有效避免了因行车电脑不能控制发动机转速,在低档换高档时,由于驾驶员不抬油门,当离合器分离变速器放入空挡后,发动机转速由于负荷突然变小会急剧升高,变速装置的主动轮系的转速会随发动机转速升高而升高,使变速装置低档需要啮合的主、从动轮系的圆周转速相差很大,造成挂档困难,产生严重的碰齿声或挂不进的问题。
上述所述的减油器30包括减油器壳体301,所述驱动减油器动作的电磁铁32竖向固定安装在减油器壳体301的上部,所述电磁铁32的内部活动安装有圆柱形的衔铁33,所述衔铁33伸入减油器壳体301内部,所述衔铁33的外部柱形面上安装有压缩弹簧34,所述衔铁33的下端设置为楔形,衔铁33的楔形部位伸入减油器壳体301内部设置的齿条35的齿隙内,所述驱动减油器30动作的电动机31安装在减油器壳体301的侧壁上,所述电动机31的动力输出轴伸入减油器壳体301内部,伸入减油器壳体301内部的动力输出轴上安装有齿轮36,所述齿轮36与减油器壳体301内部设置的齿条35相啮合,所述齿条35的一端与油门拉杆相连,与齿条35相连的油门拉杆穿过减油器壳体301伸出减油器壳体301外;所述减油器壳体301的下部安装有回位拉簧37,所述回位弹簧37的一端挂置在减油器壳体301下部设置的拉簧挂板38上,另一端挂置在固定连接于油门拉杆上的拉簧挂卡39上。
上述减油器的工作原理是:当电磁铁不通电时,由于其衔铁在弹簧的作用下,顶入齿条的齿隙中,使其无法移动,该减油器会随油门拉杆一同移动,由于齿条和油门拉杆与减油器外壳的位置相对固定,会一起移动,与油门拉杆上未装减油器的效果完全相同。当需要低档换高档时,电脑先将电磁铁通电,其衔铁克服弹簧的弹力上行被吸入,其端部从齿条的齿隙中抽出,电脑再将电动机通电,电动机的齿轮拨动齿条向右移动,相当于油门拉杆伸长,此时,尽管油门拉杆原位未动,但由于齿条和与其固定连接的拉杆的向右移动,使调速器40的摇臂逆时针旋转,等于松油门,发动机5转速降低。换挡动作完成后,电动机反向通电,在电动机和弹簧的双重作用下,齿条迅速回位,回到初始位置,电磁铁也停止供电,衔铁在弹簧的作用下,又将齿条锁定在初始位置。
为了方便驾驶员进行操作,在所述车体1的驾驶室内设有一变速杆41,所述变速杆41为一个带中位的单刀双掷电开关,所述变速杆的中位为空挡N,向前推则与D(前进)相电连接,向后推则与R(后退)相电连接。
使用时,每当驾驶员打开点火开关42,蓄电池43的电能进入行车电脑22,行车电脑22开始自检并启动,首先检查六个档位传感器20上是否有信号,如果哪个档位传感器20有信号,证明变速器在某个档上,行车电脑22会控制相应的电磁阀动作,相应的电磁阀推动液压缸动作,将变速器置空挡。然后检查接D的那个脚和接R的那个脚是否有高电平信号,如均没有,说明驾驶员没有开行意愿,此时,本发明所有的电磁阀均不通电,变速器也就无任何动作,车辆会原地不动。
如果检查到接R的那个脚有高电平信号,说明驾驶员想倒车,电脑首先给控制离合器6的三位三通电磁阀24的左线圈通电,三位三通电磁阀24的阀芯右移,液压油通过单向阀26、三位三通电磁阀24进入离合器分泵23内,离合器分泵23推动离合器6快速分离,当油压传感器27检测到系统油压已经达到设定值,说明离合器6已经完全分离,三位三通电磁阀24停止供电,阀芯回到中位,离合器6保持分离状态。行车电脑控制给二位三通电磁阀18通电,二位三通电磁阀18的阀芯右移,液压油进入换挡杆摆动液压缸171,换挡杆摆动液压缸推杆172则推动换挡杆摆动摇臂15摇动,使换挡拨杆161进入一倒档轨块,行车电脑22又给三位四通电磁阀10通电,三位四通电磁阀10的阀芯右移,液压油进入短行程小型液压缸,推动变速器挂上倒档。行车电脑检测到倒档的档位传感器出现的高电平信号,停止向两个电磁阀的供电,二位三通电磁阀18的阀芯回右位、三位四通电磁阀10的阀芯回中位,恢复到初始状态。
如果检测到发动机转速不到700转/分(发动机怠速为350转/分),将维持这种状态。如果检测到发动机转速超过700转/分,说明驾驶员想开车,电脑则向另一个三位三通电磁阀的右线圈通电,该三位三通电磁阀的阀芯左移,离合器分泵的液压油通过三位三通电磁阀回流,离合器缓慢结合,等电脑检测到发动机转速降低时,说明离合器已经到达结合点,此时,停止给三位三通电磁阀的右线圈通电,三位三通电磁阀的阀芯回到中位,离合器维持结合水平逐渐起步,车辆开始退行,车辆平稳倒车起步后,电脑再给三位三通电磁阀的右线圈通电,三位三通电磁阀的阀芯左移,离合器分泵的液压油通过三位三通电磁阀回流,离合器完全结合,当电脑检测到油压传感器的压力为零时,说明离合器已经完全放松,电脑将停止向三位三通电磁阀的右线圈通电,阀芯回中位。
如果检查到接D的那个脚有高电平信号,说明驾驶员想开车前进,电脑首先给三位三通电磁阀的左线圈通电,三位三通电磁阀的阀芯右移,液压油通过单向阀、三位三通电磁阀进入离合器分泵内,离合器分泵推动离合器快速分离,电脑控制再给二位三通电磁阀通电,二位三通电磁阀的阀芯右移,液体进入换挡杆摆动液压缸,换挡杆摆动液压缸推杆则推动换挡杆摆动摇臂摇动,使换挡拨杆进入一倒档轨块,电脑控制又给三位四通电磁阀通电,三位四通电磁阀的阀芯右移,液体进入短行程小型液压缸,推动变速器挂上一档。
如果检测到发动机转速不到700转/分,将维持这种离合器不结合状态。如果检测到发动机转速超过700转/分,说明驾驶员要准备开行,电脑则向三位三通电磁阀的右线圈通电,三位三通电磁阀的阀芯左移,离合器分泵的液压油通过三位三通电磁阀回流,离合器缓慢结合,以下离合器工作情况与倒档起步相同,车辆起步前行。
当行进一段时间后,发动机转速提高,电脑准备换挡,先按上述方式让离合器分离,把一档摘下来,再让离合器结合一下,并通过减油器使发动机转速降低,再让离合器分离,挂上二档,缓慢松开离合器。
如果检测到车速与档位不相匹配,电脑将进行高档换低档,方法是使用半结合离合器换挡,因为电脑可以控制离合器分泵的油压,又清楚发动机的转速和车速,所以可以达到最佳匹配换挡,使变速器无齿轮撞击声。
如果行进中驾驶员抬起油门,利用发动机联合制动,车速将迅速降低,当发动机转速降至700转/分或以下时,电脑将使离合器自动分离。
以上所述只是本发明的优选实施方式,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也被视为本发明的保护范围。