沈洪伟，王 涛

（广西柳工机械股份有限公司，广西 柳州 545007）

1 主要技术性能

整机主要技术参数为满足客户对装载机的智能化、自动化需求，同时考虑到客户对设备管理的便利化需求，柳工最新研发成功CLG886H大型轮式装载机（见表1）。

2 产品的智能化特点

该机应用了恒功率变量液压系统、智能温控散热系统、智能自动降挡功能、智能电子控制系统、智能动力切断功能、远程物联管理系统、智能辅助铲装系统等一系列新技术。

表1 CLG886H主要性能参数表

2.1 恒功率变量合流液压系统

传统的定量液压系统，泵的排量是固定的。不管实际需要多少流量，泵总是输出固定的流量。而多出部分的流量通过溢流的方式流回油箱，这部分的液压功率并没有做功，而是白白损失掉了，也就是说发动机发出的能量浪费掉了。在变量液压系统中，工作、转向液压系统采用变量液压柱塞泵，系统可以根据工作负载的变化调节液压泵的排量、压力，做到“按需供油”，克服负载需要多少能量，系统就自动输出多少能量，大大减少能量损失，从而达到节能至少10%以上的目的。设定恒功率调节，根据压力和流量计算并自动调节泵排量，使泵输出的功率稳定在一个预设的恒定值，控制液压系统功率占比不会过高（见图1、图2）。

图1 传统定量液压系统

图2 变量液压系统

图3 自由轮变矩器与普通变矩器对比

双泵合流、转向优先的设计，使机器在作业时双泵同时为油缸快速供油，减少动臂提升时间，提高机器作业效率。

电比例先导指尖操纵轻松省力，舒适性好，轻松实现复合动作，保证高效作业，同时大大降低司机的作业强度。

2.2 自由轮变矩器＋智能降挡功能

普通定导轮变矩器的效率曲线如图3蓝线所示，在速比超过一定值时，效率会逐渐下降，也就是说在中长距离作业工况下，变矩器的能量转换效率不高，整机的油耗会比较高。自由轮变矩器的效率如图3黄线所示，可以看到当速比高过一定值时，自由轮作用下变矩器的效率不降反升，使液力变矩器向偶合器演变，变矩器的能量传递效率大幅提高，意味着整机在中长距离运输工况下燃油的经济性得以大幅提高。

整机具备自动降挡功能，当整机Ⅱ挡插入物料遇到阻力时，自动降为前进Ⅰ挡，以增大整机牵引力，使铲斗更容易插入物料。在完成物料铲挖后，整机自动恢复为Ⅱ挡，提高整机车速，快速退出料堆，升降挡过程无需人工操作，机器自主判断完成，提高了作业效率，减轻了司机劳动强度（见图4）。

2.3 智能电子控制系统

CLG886H轮式装载机集成智能电子控制系统，包含发动机电控系统、变速箱电控系统、操作电控系统、散热电控系统、照明系统、电源系统、仪表系统、维护和故障诊断系统及相应的传感器、控制器等。

通过CAN-bus扩展功能实现以下主要功能：（1）信息通讯功能。使整车控制模块（主要包括发动机ECM、变速箱控制器、散热控制器、数模转换器、数字仪表总成、功能按钮总成）之间可以相互进行信息交流与显示（见图5、图6）；（2）维护/故障电子监控提醒功能。智能化热管理控制功能通过电子传感器直接读取或者与其他模块的电控单元通讯，读取水温以对速度、压力、介质清洁度等参数做出报警或显示等。

图4 自动降挡功能作业示意图

图5 CAN-bus原理简图

图6 数字仪表信息显示

图7 智能温控散热系统

图8 手机端界面

2.4 智能温控散热系统

吸风式散热系统由液压马达驱动，散热效率高。

电子温控智能散热系统会根据控制器收集到的水温、油温反馈信号，按预设的控制逻辑自动调节散热泵的排量，从而控制风扇的转速维持在合理的水平。该系统下，风扇转速与发动机转速并不强相关，对散热性能和风扇噪音方面均有积极影响。降低风扇转速以节省风扇能耗，节省燃油（见图7）。

该系统能让散热器有效工作，提高整机效率。选配正反转风扇，便于清洁散热器组表面灰尘或杂物。

在以下情况，风扇发挥节能作用：（1） 当柴油机刚运行时 ；（2） 柴油机负荷较低时 ；

（3） 低温地区，如冬季和寒冷地区 ；

（4） 清洁散热器组时。

2.5 远程物联管理系统

通过数据采集和传输模型的制定、数据分析建模、控制器硬件的设计开发、信息平台的建设等方面的开发应用，已取得以下技术突破：

（1） 可通过电脑或手机查询整机信息。

设备管理者无需到现场，通过电脑或手机即可及时掌握设备的相关信息，及时发现设备运行过程中的故障或报警，及时报修或处理。

服务人员同样可通过该系统及时发现问题，提前对客户进行预警，避免小问题引起大麻烦。

研发人员可以通过该系统查询整机运行过程中的关键参数和报警信息，对后续问题处理提供及时准确的判断依据。同时可对整机作业过程中的数据进行跟踪、监控和收集，为后续整机开发提供数据基础（见图8）。

图9 作业时间和油耗统计

图10 怠速时间

图11 关键部件故障

图13 整机健康状态

图12 维护保养信息

（2） 可远程监控装载机作业状态及故障信息。

相关人员可远程监控机器作业的状态及故障信息，包括工作时间、油耗、转速、各种温度、发动机负荷、报警、故障等各种数据，便于故障判断和提前预警（见图9、图10、图11）。

（3） 显示维护保养信息。

客户、经销商、服务部门等授权人员可通过手机或电脑清晰的知晓机器维护保养和服务周期及内容，便于整机的规范化维护保养，确保机器始终工作在最佳状态，延长机器使用寿命（见图12）。

（4） 实现机器健康管理。

可以在主界面看到整机的健康信息。运行状态信息中，绿色的说明健康，红色的说明不健康（见图13）。

可以在主界面看到报警信息，有报警就会有相应的指示灯亮起。

2.6 智能铲装系统

整个系统由一键预铲装、自动铲装系统、一键卸料等子系统组成。可以通过3个按键实现机器的标准铲装卸作业流程，整个过程无需人为干预，由控制器自主判断和控制执行，且满斗率达到100%。此系统能降低对操作手技能的要求，减轻操作手的劳动强度。

图14 自动铲装动作（M1为例）

图15 柳工CLG886H智能化轮式装载机

（1） 一键卸料功能。

一键卸料功能是指按下该按钮后，机器会自动地完成卸料，然后自动回到找平位置的一项功能。

通过按一次按键即可替代持续前推铲斗手柄和后拉铲斗手柄2个动作，有利于提升操作的便利性。

（2） 一键预铲装功能。

一键预铲装功能描述：通过按下一次该按钮，无论动臂和铲斗处于任何位置，均能实现动臂下降至贴地位置、铲斗运动到找平位置的功能，完成插入物料前准备动作。

通过按下一次按键操作即可替代操纵手柄使铲斗找平、持续前推动臂手柄使动臂贴近地面等动作，提升操作便利性。

（3） 自动铲装技术。

整个铲装过程无需操作者操纵，系统自动判断动臂大腔压力变化情况（趋势＋压力保持），由控制器自动控制工作装置完成铲装动作，并提升动臂至预设高度（见图14）。

模式选择： M1/M2/M3/M4/AUTO。

M1/M2/M3/M4：根据相应物料调试完成的铲装参数组编号（铲装模式）。每组参数组包括提动臂电流、提动臂角度（时间）、动臂停止时间、收斗电流、收斗角度（时间）和铲斗停止时间等一系列参数的集合。

AUTO：根据具体工况，在M1～M4间根据某种算法、经过多次自动铲装过程，智能地选择适用该种工况的自动铲装模式。

3 结束语

柳工CLG886H智能化轮式装载机是专门针对大型港口、大型矿山松散物料铲装等使用要求而研发的大型装载机。其上创新性应用了恒功率变量液压系统、智能温控散热系统、智能自动降挡功能、智能电子控制系统、智能动力切断功能、远程物联管理系统、智能辅助铲装系统等一系列新技术。多方面全方位的技术性突破，对整机节能降耗、客户的设备管理、降低操作手作业强度、降低对操作手技能要求等多个方面都有积极影响，该机的研发成功将国内装载机的研制能力提高到一个新的水平（见图15）。在西南某大型水利工程施工中，柳工CLG886H装载机经受住了苛刻的考验，结果显示整机作业能力强，特别是燃油效率优于国际大品牌同吨位机型。

［1］ 章二平. 装载机远程服务系统与智能化挖掘机[J]. 机器人技术与应用, 2005, 05.

［2］ 邵善锋, 吴国祥, 李玉河, 等. 装载机智能控制系统研究[J]. 工程机械, 2009, 03.