推土機電液控行走操縱系統

李 輝，李衛榮，程石鑫，沈偉麗，劉曰奇

（山推工程機械股份有限公司，山東 濟寧 272073）

目前液力推土機上主流使用的行走操縱系統仍為機械連桿操縱，各種連桿布置在設備中占據了較大空間，設備在維護保養時存在不便，且連桿機構經過一段時間使用會出現磨損，造成控制精度降低，也增加的駕乘人員工作強度。隨著社會發展對駕乘環境的要求也逐步提高，電液控行走控制系統能夠創造出舒適和安全的工作環境，提升產品競爭力。

1 機械連桿操縱系統的工作原理

推土機行走系統主要包括兩部分，換擋系統和轉向制動系統。通過行走手柄操縱連桿機構控制換擋變速閥以及轉向制動閥來實現推土機的行走。圖1 為推土機機械行走操縱系統。

圖1 機械行走操縱系統

1)行走手柄 通過控制行走手柄前后左右的移動實現擋位切換及轉向，由于是通過機械連桿來實現的，因此存在操縱力大、換擋沖擊等問題。

2)換擋變速閥 安裝在變速箱上部，機械連桿兩端分別連接變速閥搖臂和行走手柄，通過行走手柄的移動將力通過連桿結構傳遞到變速閥搖臂上實現擋位切換。各擋位閥芯開啟后傳動油充入相應擋位離合器，實現擋位切換。

3)轉向制動閥 轉向制動閥安裝在中央傳動箱上部，機械連桿兩端分別連接左右轉向搖臂，通過行走手柄左右移動控制左右轉向閥閥芯，控制傳動油進入相應離合器，實現轉向制動。

4)制動踏板 制動踏板位于司乘人員前側下部，制動踏板連接制動連桿，連桿另一側連接制動閥閥芯，通過機械連桿，實現設備制動。

5)鎖車搖臂 鎖車搖臂位于司乘人員左側，介于司乘人員及駕駛室門中間，通過軟軸與鎖車閥芯連接，當鎖車搖臂按下時可使鎖車閥芯關閉，阻止傳動油進入制動離合器，設備制動；當鎖車搖臂抬起時，傳動油液進入制動離合器，此時設備自由狀態可操縱設備正常工作。

2 電液控行走系統工作原理

1)行走手柄（圖2） 與機械連桿操縱系統的行走手柄不同，該手柄只連接1 根線束，手柄前后左右方向分別對應變速閥前進擋比例閥、后退擋比例閥、左轉向比例閥以及右轉向比例閥，分別實現前進、后退行走以及轉向；通過電信號通斷控制比例閥的開啟與關閉，依次來實現各擋位切換。

圖2 行走電液控操縱手柄

2)電控變速閥（圖3） 利用調壓閥、減壓閥等進行綜合壓力調定；換擋則是利用電信號控制電磁閥的通斷，電磁閥控制的油液作為調節閥的先導油，進而控制各擋離合器主變速油路的通斷，實現推土機的變速和換向功能[1]。

圖3 機械調壓電控變速閥

3)電控轉向制動閥（圖4） 通過轉動駕駛室內行走控制手柄的轉動角度將信號傳遞至手柄下方控制器，其輸出與電液比例減壓閥組件相連，通過比例閥的通斷來控制轉向及制動比例閥的關閉與開啟，來實現設備轉向制動[2]。用1 根線束完全取代了轉向制動連桿。

圖4 機械調壓電控轉向制動閥

4)制動踏板 制動踏板與機械連桿行走操縱系統的一致，不同點為在踏板一側加裝了位置傳感器，可通過位置傳感器發送的電信號控制制動閥閥芯，為了提高設備工作時的安全系數，增加制動位置傳感器后可保留原制動連桿，給制動系統上了雙保險。

5)鎖車搖臂 與機械連桿行走操縱系統的鎖車搖臂一致，通過軟軸與鎖車閥芯連接，通過移動搖臂位置控制鎖車閥芯開啟與關閉。在搖臂一端安裝位置傳感器，可實現電信號控制鎖車閥芯。

3 電液控行走系統的優勢

行走換擋轉向集成于單手柄上，通過改變手柄方向來控制推土機前進、后退以及左右轉向；通過制動踏板上的位置傳感器控制推土機制動，通過鎖車搖臂上的位置傳感器控制推土機鎖車；取消了制動踏板與制動閥之間的連桿，鎖車搖臂與鎖車閥芯之間的軟軸，換擋連桿和轉向連桿，完全通過電信號控制推土機的運行，釋放了較多的空間，在整機維護保養時能夠方便操作，提高維修保養效率。

電液控對推土機的控制精度相比于機械操縱有較大提升，在惡劣的工況下司乘人員能夠準確掌控設備，提高設備的安全性。

在駕乘舒適性上能夠大大緩解駕乘人員的工作強度，只通過一個手柄就可完全操控設備，由于取消了連桿機構，降低了手柄的操縱力，提升設備的駕乘舒適性。圖5 為換擋控制系統框圖。

圖5 換擋控制系統框圖

4 電液控行走操縱形態的可行性

采用電液控行走操縱系統的前提是變速閥和轉向制動閥為電信號控制，通過閥體內的比例閥開度控制油液進入相應離合器，目前這兩種閥在國內已經成熟。

換裝電控手柄，通過行走手柄方向的改變及加裝按鈕來控制電信號的發送，目前電控手柄技術也已成熟。

推土機傳動系各部位電信號電流值與相應壓力值實時監測，通過設備ECU 接收、整合各處傳感器傳送的數據，完成在監測屏幕上的顯示。

因電控閥對油液清潔度要求較高，傳動系統油液清潔度的控制顯得尤為重要，目前已在某機型上安裝帶有自檢測功能的油液濾芯，能夠實時監測濾芯狀態及時更換油液濾芯。

5 結語

經過前期的設計研發及調試，電液控行走系統在推土機中的應用已基本成熟，其簡單的安裝調試能夠大大提高裝配效率，釋放了推土機中機械連桿占用的大部分空間，提高設備維護保養效率，對行走的精確控制及簡單操作能夠大大降低駕乘人員的工作強度，提高駕乘舒適性。電液控行走控制系統取代機械連桿控制系統是必然趨勢。