履帶式推土機(jī)作為工程機(jī)械的關(guān)鍵機(jī)種之一，可完成土石方物料的開挖、運(yùn)輸、回填、造型等作業(yè)，主要應(yīng)用于交通運(yùn)輸、能源、農(nóng)田水利、城鄉(xiāng)建設(shè)及現(xiàn)代化國(guó)防等領(lǐng)域。隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展以及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)步伐的加快，人們對(duì)推土機(jī)的可靠性、維修性、安全性提出了更高要求，設(shè)計(jì)數(shù)字化、操作智能化、駕乘舒適化以及應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與綠色環(huán)保技術(shù)逐漸成為趨勢(shì)。

    1．設(shè)計(jì)數(shù)字化
    產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)是信息時(shí)代新的開發(fā)模式，具有數(shù)字化、集成化、并行化、可視化和良好的人機(jī)交互等特點(diǎn)。它不僅在實(shí)際產(chǎn)品生產(chǎn)之前，對(duì)產(chǎn)品的使用性能、制造、裝配、維修、使用可靠性等進(jìn)行全面分析和綜合優(yōu)化，同時(shí)也應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)達(dá)到虛擬產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境的高度逼真化，使人對(duì)虛擬原型直接進(jìn)行操作，產(chǎn)生身臨其境的感覺。虛擬產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境是一個(gè)綜合的集成計(jì)算機(jī)環(huán)境，它集成了虛擬設(shè)計(jì)、虛擬制造以及產(chǎn)品工程分析等所有產(chǎn)品開發(fā)相關(guān)過程所需的工具，并提供了高度逼真的實(shí)時(shí)交互式人機(jī)協(xié)同工作環(huán)境，實(shí)現(xiàn)人與人、人與機(jī)之間的高效協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)。
    目前美國(guó)卡特和日本小松公司產(chǎn)品已經(jīng)完全采用數(shù)字化設(shè)計(jì)，并模擬分析零件鑄造、焊接、熱處理和機(jī)加工等制造過程，預(yù)測(cè)潛在的缺陷、殘余應(yīng)力和變形，分析研究零件材料結(jié)構(gòu)、機(jī)械性能等變化規(guī)律，以提高各零部件設(shè)計(jì)、制造、裝配和使用的成功率，從而縮短產(chǎn)品研制周期，降低開發(fā)成本，提高生產(chǎn)效率。國(guó)內(nèi)推土機(jī)廠家主要采用三維軟件進(jìn)行數(shù)字化設(shè)計(jì)和裝配，減少設(shè)計(jì)和裝配問題，井對(duì)機(jī)架、工作裝置等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件進(jìn)行仿真分析。

    2．操作智能化
    推土機(jī)的發(fā)展從其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、功能及性能來看，經(jīng)歷了結(jié)構(gòu)功能創(chuàng)新、動(dòng)力傳動(dòng)創(chuàng)新和控制系統(tǒng)創(chuàng)新3個(gè)階段。推土機(jī)發(fā)智能化，即將傳感技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)等高新技術(shù)應(yīng)用到推土機(jī)上，以改善推土機(jī)的操縱性、動(dòng)力性、平穩(wěn)性、經(jīng)濟(jì)性，提高工作效率，降低駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度。推土機(jī)智能化的方向主要包括動(dòng)力系統(tǒng)的高效低耗控制、傳動(dòng)系統(tǒng)的自動(dòng)控制技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)、自動(dòng)控制及故障診斷技術(shù)等。
    （1）動(dòng)力系統(tǒng)高效低耗控制技術(shù)
    推土機(jī)屬于循環(huán)作業(yè)的鏟土運(yùn)輸機(jī)械，作業(yè)工況極其惡劣，工作載荷變化劇烈，它需要根據(jù)負(fù)載情況，自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率與轉(zhuǎn)速，以滿足不同作業(yè)工況需要，并提高動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力控制系統(tǒng)是基于控制單元和CAN總線的燃油噴射控制與發(fā)動(dòng)機(jī)最佳性能調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其主要功能包括循環(huán)供油、噴油定時(shí)、總體控制和故障診斷等。另外，還可通過CAN總線與其他設(shè)備進(jìn)行通信，使整臺(tái)機(jī)器構(gòu)成一個(gè)完整的管理系統(tǒng)。如卡特3408E型柴油機(jī)電子控制系統(tǒng)ECM就是一種電子綜合控制裝置，它可根據(jù)外載荷的大小有效地控制發(fā)動(dòng)機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速，降低燃油消耗及尾氣排放，減少噪聲。另外，小松推土機(jī)提供了發(fā)動(dòng)機(jī)多模式選擇系統(tǒng)，根據(jù)實(shí)際工況選擇全功率模式或70%－90％不等功率經(jīng)濟(jì)模式，可以降低燃油消耗，延長(zhǎng)履帶板壽命，減少換擋操作次數(shù)。小松發(fā)動(dòng)機(jī)功率自動(dòng)控制系統(tǒng)如圖1所示。

    （2）傳動(dòng)系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)
    履帶式推土機(jī)傳動(dòng)型式主要有液力式和全液壓2種。全液壓推土機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)采用液壓系統(tǒng)（液壓泵、閥、馬達(dá)、減速機(jī)構(gòu)）驅(qū)動(dòng)，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋和變速功能，但由于可靠性等問題，主要應(yīng)用于200kW以下中小功率推土機(jī)。
    液力式推土機(jī)由液力變矩器和液壓動(dòng)力換擋變速器組成，是目前推土機(jī)應(yīng)用最廣的傳動(dòng)系統(tǒng)。液力傳動(dòng)系統(tǒng)可極大地簡(jiǎn)化設(shè)備的操縱，起步平穩(wěn)、加速迅速。同時(shí)，通過液體傳遞動(dòng)力可降低傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)載荷和振動(dòng)，延長(zhǎng)傳動(dòng)系統(tǒng)的使用壽命，提高行駛安全性和通過性，但液力變矩器的傳動(dòng)效率較低，尤其是在高轉(zhuǎn)速比的情況下，效率急劇下降，油耗和排污量也明顯增加。
    為提高液力式推土機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的效率，目前主要采用變矩器閉解鎖系統(tǒng)（小松公司）及扭矩分配器（卡特公司）2種方式。變矩器閉解鎖系統(tǒng)通過鎖止離合器實(shí)現(xiàn)液力傳動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)之間的轉(zhuǎn)換，如圖2所示。扭矩分配器在保持變矩器傳動(dòng)能力（75％發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩）的同時(shí)，也提供直接傳遞動(dòng)力（25％發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩）的線路，即提供并聯(lián)雙動(dòng)力系統(tǒng)的傳動(dòng)路線，以提高傳動(dòng)系統(tǒng)效率，從而更高的扭矩倍增效果。如圖3所示。

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