自上料攪拌車電控換擋保護系統設計與應用

徐展，息樹辛，饒偉強，崔宗可，龔磊

（徐州徐工施維英機械有限公司，江蘇 徐州 221004）

自上料攪拌車電控換擋保護系統設計與應用

徐展，息樹辛，饒偉強，崔宗可，龔磊

（徐州徐工施維英機械有限公司，江蘇 徐州 221004）

國內生產的自上料攪拌車大都沒有換擋保護裝置，要求用戶停車換擋來防止變速箱打齒損壞。本文提出了一種電控換擋保護系統，將傳感器檢測到的車速信號傳遞給換擋開關，只有車速為零時換檔開關才允許得電換擋。電控換擋保護系統可以避免變速箱帶速換擋帶來的打齒危害。結果表明該電控換擋保護系統易于實現，安裝方便，可廣泛應用于需要停車換擋的行走機構。

自上料攪拌車；換擋保護；速度傳感器；電磁換向閥

0 前言

自上料混凝土攪拌車是結合了現有混凝土運輸車和攪拌站功能為一體的設備，它從自動裝料、計量、攪拌到出料，并可實現運輸和現場施工作業，外觀如圖1所示。自上料攪拌車為非道路行駛車輛。具有自行走能力，靜液式傳動，四輪驅動，四輪轉向，特別適合于狹小范圍內的施工作業。其行走驅動系統如圖2所示，可以看出，自上料攪拌車行走驅動系統主要由行走液壓泵、液壓馬達、變速箱和車橋組成。

圖1 自上料攪拌車

圖2 行走驅動系統

1 自上料攪拌車換擋功能介紹

自上料攪拌車選用液力變速箱，有高、低兩檔選擇。變速箱高低檔速比分別為1.07 和5.06。高檔時變速箱輸出大轉速、低扭矩，用于高速運輸過程使用；低檔時變速箱輸出低轉速、大扭矩，用于爬坡使用。變速箱換擋原理是通過操作駕駛室內的換擋電磁閥按鈕切換變速箱上的換擋液壓油流向，從而實現換擋。換擋原理如圖3所示。這種換擋系統中沒有換擋保護，操作人員在車輛行駛過程中如果誤操作換擋按鈕，變速箱會在高速運轉狀態下強行換擋，變速箱內高速運轉的齒輪會被打壞。

圖3 換擋原理圖

2 電控換擋保護系統設計

電控換擋保護系統在原換擋系統中增加速度傳感器、信號轉換器。速度傳感器采集變速箱輸出端的轉速，傳遞至信號轉換器。當轉速傳感器的輸出速度為零信號轉換器才給換擋開關輸出信號，換擋開關操作有效。當轉速傳感器的輸出速度不為零時，信號轉換器不給換擋開關輸出信號，換擋開關操作無效（見圖4）。

電控換擋保護系統可靠性高，能從根本上杜絕變速箱帶速換擋。增加的轉速傳感器和信號轉換器安裝方便。

圖4 電控換擋保護原理圖

3 與液控換擋保護對比

目前應用于液力變速箱有一種液控換擋保護。該液控換擋保護主要由鎖定閥、減壓閥等組成。行車制動閥有壓力時，壓力經過減壓閥傳遞給鎖定閥，鎖定閥才會被打開，此時可以換擋。行車制動閥沒有壓力時，鎖定閥鎖死，換擋油缸被鎖住，換擋無效。液控換擋保護原理如圖5所示。行車制動閥有壓力時表明車在行車制動，但車輛此時并不一定立即停止，如果駕駛員在此時換擋，變速箱還存在打齒風險。液控換檔保護中變速箱上需增加特定裝置，液壓系統中增加鎖定閥、減壓閥。液控換擋保護成本較高，液壓管路復雜。

通過對比可以得出電控換檔保護系統簡單，安裝方便，電控信號可靠，換擋保護效果更好。

圖5 液控換擋保護原理圖

4 結束語

本文設計的電控換擋保護系統將采集到的變速箱輸出轉速轉換為換擋開關得電信號，來控制換擋電磁閥能否換擋，從根本上避免變速箱帶速換擋帶來的打齒危害。該電控換擋保護系統易于實現，安裝方便，可廣推廣用于類似自上料攪拌車需要停車換擋的行走機構。電控換擋保護系統具有廣闊的市場前景。

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徐展（1986—），男，江蘇徐州人，工程師，碩士，研究方向為液壓傳動系統設計。

［通訊地址］江蘇省徐州市經濟開發區桃山路 29 號 徐州徐工施維英機械有限公司（221004）