装载机

装载机（Loader）是一种用铲斗铲装物料进行循环作业的土方工程机械^[5]。主要用来装载不太硬的土方和松散材料，还可以用于松软土壤的表层剥离、地面平整和场地清理等工作。大多数装载机备有多种可换装的工作装置，可改装成货叉或起重设备等^[8]。

装载机通过安装在前端的铲斗支承结构及连杆装载和挖掘物料，并进行提升、运输和卸载作业等，一般由动力系统、传动系统、行走系统、工作装置和机架等组成。最早的装载机于1922年由美国人Frank G. Hough（霍夫）发明，由拖拉机安装工作装置改装而成，经不断进行行走机构（轮式和履带式）、工作装置以及机电一体化等工业化改进，逐渐发展成现代自动或半自动化的各型装载机。^[9][2]

装载机形式多样，一般可按发动机功率、传动形式、行走系统、装载方式等分类，如按其装载方式分为单斗式和多斗式两大类；按走行方式分为履带式和轮胎式（也称轮式）^[5]。目前使用最多的是装载斗非回转、铰jiǎo接式机架、液力机械传动的单斗轮式走行装载机^[10]。

装载机因用途广、机动性好、生产率高、作业成本低等优点，广泛用于建筑、矿山、水电、铁道、公路和料场等各个部门，成为工程建设中土石方施工的主要机种之一^[11]。

1922年，美国人Frank G. Hough（霍夫）等人发明了世界早期的装载机，由农业拖拉机安装装载机工作装置改装而成，故名拖拉机式装载机。在拖拉机前部装有一个类似叉车的门架用于固定举升液压缸，铲斗通过卡扣与动臂连接，卸料时将卡扣脱开铲铲斗利用重力倾翻。^[3][12]

从1930年开始，装载机结构得到大的改进，直到1939年出现先进的轮胎式装载机，如美国霍克公司制造的斗容0.255m3的Pay型装载机，后轮驱动，前轮转向。由于其工作机构尺寸不大平衡性和转向性不够，霍克公司主要把它用作倒堆机使用，但Pay型装载机也可用于装载松散或轻型物料。^[5]

20世纪40年代装载机得到更大发展。1941年，装载机司机室从机器后部移至前部从而增加了作业视野，发动机移动机器后部，并且用柴油发动机代替了汽油发动机。1944年开始广泛用液压传动代替钢绳控制铲斗。在第二次世界大战末期，用装于两侧的动臂代替老式的两根垂直立柱^[5]。1947年Frank G. Hough（霍夫）发明了四轮驱动装载机，该装载机可以后轮转向，装载机的全部质量用来牵引，插入力大大增加。1948年Frank G. Hough（霍夫）制造了HM型Pay装载机，该机具有了刚性框架，后轮动力转向，完全倒车变速箱，前进和后退速度分别达到16和24英里/小时，HM为大容量四驱前端装载机提供了改进基础^[3]。

1950年美国生产出第一台带有液力变矩器的轮胎式装载机，液力变矩器对装载机发展有决定性作用，它使装载机可以平稳地插入料堆并加快工作速度，提高了工作效率，促进装载机的广泛应用^[13]。

20世纪60年代开始制造铰接式装载机，改善了装载机的转向性能，并增加了机动性和纵向稳定性。1965年出现第一台斗容7.6m3的铰接式装载机，通过工作结构尺寸的增加和结构改进，使装载机使用范围越来越广，斗容的增加使装载机在露天矿中用于清理工作面、捣堆等作业，成为露天矿的一种主要采矿设备。^[13]

20世纪70年代是装载机的综合发展期，朝大型化及超小型化两头发展，如美国克拉克公司生产的675型大型轮式装载机，功率达1000kW，铲斗容量达16m3以上^[14]；而日本310型，功率仅9.8kW^[15]。

20世纪80年代推出了挖掘型装载机，并采用电子监控系统^[15]。

20世纪90年代至21世纪初期，以美国卡特彼勒、日本小松为代表的世界先进装载机广泛应用机电一体化及微电子技术，操纵实现了自动或半自动化，如卡特彼勒轮式装载机驾驶室设有微机监控装置和可调悬挂式座椅、先导液压阀操纵铲斗控制手柄及流量放大转向系统等，这些改进使操作更加灵活、轻便。小松公司WA系列装载机驾驶室安装硅橡胶黏性阻尼材料，用以吸收振动和噪声，安装电控行驶控制系统（ECSS），能将纵向和垂直方向的低频振动降低40%~50%。^[13]

截至2018年，装载机朝着大功率方向发展以适应现代工程项目作业量大、工作时间长等特点，装载机研究主要围绕大功率条件下冷却系统散热和液压机械无级传动（HVT）等方向^[9][16]。

1956年是中国第一个五年计划开始的第一年，这一年在太原矿山机器厂诞生了中国第1台装载机，但因该厂转产而未定型生产^[17]。

1958年上海立新船厂仿制日本尼桑牌试制成功斗容1m3、67kW(90hp)的装载机，但因故障率高未推向市场^[17]。

1961~1964年间，继上海港口机械厂开发了D632型装载机后，才开始有少量产品投放市场。1964年，成都工程机械厂，试制成功“红旗100”，斗容2m3、74.5kW(100hp)、180°回转式装载机Z4H2^[17]。

1966年又成功研制SD20型装载机，中国装载机自此正式起步，总体呈上升趋势且稳步向前发展^[13]。

1966~1977年间，中国装载机年销量均未超过1000台^[13]。

1978~1993年，是中国装载机行业的发展阶段。这期间中国装载机行业形成了5大生产基地，分别是广西（柳州）、福建、江苏、山东和四川（成都），其企业综总数约为35家，占中国装载机总销量的2/3^[13]。

1994~2008年中国装载机数量呈正增长，且自2001年以后呈现“井喷式”增长^[17]。

2008年下半年世界金融危机，中国装载机也遇到1995年以来最大寒流，整体数量下降幅度12%以上^[17]。

2009年中国装载机市场大幅度下滑。随着国家投资加大，2009年下半年装载机逐渐回暖，并逐步呈回升态势。随着市场发展，中国工程机械市场步入结构性转型期^[17]。

截至2022年，中国装载机产量居全球第一^[18]。中国装载机行业企业总数约130家，年销量在500台以上的共22家。目前中国装载机行业产品正在向高技术水平、高质量、高可靠性方向发展^[19]。

装载机主要由动力系统、传动系统、行走系统、工作装置和机架等组成^[20]。

装载机动力系统一般指柴油机系统，它是一种能量转换机构，可将燃料在气缸内燃烧后产生的热能转化为机械能的动力装置。柴油机由两大机构和四大系统组成，分别为曲柄连杆结构、机体组件和配气机构、燃料供给系统、润滑系统、冷却系统。柴油机经过进气、压缩、做功、排气四个连续行程后完成一个工作循环，持续对外输出动力。^[21]

动力传动系统是装载机的核心部分，主要是把发动机的动力传给行走系统，保证装载机足够的牵引力和合适的行驶速度，以及不同工况下速度的转换。一般由液力变矩器与变速箱制成一体的分动箱、传动轴、后驱动转向桥、前驱动桥、减速器、制动器等部件组成^[11]。装载机动力传递路线为发动机、液力变矩器、变速器、传动轴、前后驱动桥、轮边减速器、车轮^[22]。

装载机液力变矩器用于改善装载机作业扭矩变化大时的动力性能，使其具有自动适应性，并能无级变速。液力变矩器为单级、二相、四元件双涡轮结构，由泵轮、一级涡轮、二级涡轮及导轮组成。泵轮通过弹性板与发动机飞轮连接。泵轮旋转时，驱动循环圆内的油液，使其具有一定的动能，而油液又推动一级涡轮和二级涡轮，并通过与它们连接的一级涡轮输出齿轮和二级涡轮输出齿轮带动变速器。^[21]

变速箱是装载机的主要传动部件，其作用是变更传动比、满足装载机前进与后退的需要、在发动机工作时使其停车。变速箱分为两部分即变速传动机构和变速操纵机构，传动机构包括输入轴（主动轴）、输出轴（从动轴）、中间传动轴、倒挡轴及各种传动齿轮等。通过不同的齿轮副啮合把主动轴的动力传递给带负荷的从动轴。操纵机构用来操纵变速箱的变速齿轮，使之结合或脱开、制动或分离，以便装载机得到不同的行走速度和牵引力，并在必要时改变行走方向。^[5]

制动器用来直接对机械产生制动力矩，降低其转速，一般由旋转元件和固定不旋转元件组成摩擦副。制动系统通过制动元件的有机结合，把操纵力传到制动器产生制动力矩，实现制动^[5]。

驱动桥位于传动系统末端，是在传动轴之后、轮胎之前的传动机构。驱动桥的功用是将万向传动装置传来的发动机转矩传给驱动车轮，并经降速增矩、改变动力传动方向行驶，而且允许左右驱动车轮以不同的转速旋转。驱动桥一般是由主减速器、差速器、半轴、桥壳等组成。具体来说，主减速器的功用为降速增矩，改变动力传动方向；差速器的功用是允许左右驱动车轮以不同的转速旋转；半轴的功用是将动力由差速器传给驱动车轮。^[21]

行走系统是整个机器的支承机座，承受回转平台及其上面的各种机构与设备重量，接受工作装置在挖掘过程中产生的力并传递给地面，接受动力传动系统扭矩产生牵引力使机器行走^[23]。

轮式装载机几乎都采用四轮驱动，通常由车架、车桥、车轮等主要部件组成。轮式装载机经常在条件较差的路面作业和形式，行走时速度相对较高，要求车轮和轮胎必须满足使用工况要求。为使装载机不产生大的纵向摆动，具有较好作业稳定性，前、后桥都采用刚性悬挂。车轮由轮辋wǎng、轮盘、轮毂组成，动力由行星架传给车轮和轮胎。轮胎除了支承车重和行驶外，还兼有缓冲作用，装载机轮胎一般由外胎、内胎、衬带三部分组成。^[5]

履带式装载机行走系统由车架（包括履带架、底座和横梁等）、履带架、驱动轮、支重轮及履带张紧机构等组成，与履带式拖拉机类似，即“回轮一带”行走机构^[23]。国外履带式装载机多采用液力传动系统，目前中国履带式装载机多采用机械传动系统，发动机通过主离合器把动力传给变速箱，经档位变速后由主传动的一对螺旋锥齿轮降速，并改变传动方向，将动力传给后桥传动轴，驱动履带前进或后退^[11]。履带支重轮是履带行走装置中工作条件最差的一种元件，需要可靠的密封和润滑装置。驱动轮是卷绕履带使装载机行走，驱动轮安装在履带架后部，一般采用镶齿圈式，齿数多为奇数，可以提高使用寿命。履带张紧机构由导向支架、导向叉头、活塞和缓冲机构等组成，安装在引导轮后面的履带架上，作用是在装载机行走和作业出现跳动时予以张紧^[11]。

装载机工作装置直接用来进行铲装物料，分为有铲斗托架和无铲斗托架2类。有铲斗托架的工作装置其铲斗装在托架上，并由托架上的铲斗液压油缸控制铲斗转动。由于铲斗托架重量大使得铲斗装载质量减少，因此装载机广泛采用无铲斗托架式工作装置。无铲斗托架工作装置由动臂、摇臂、连杆和铲斗组成四连杆机构、铲斗液压缸与动臂液压缸等组成。^[5]

装载机操纵方式一般为液压式操纵式，由主泵、转向泵和辅助泵组成两个液压回路，通过流量控制阀把辅助泵的液压油分配给转向或工作油路，主要用于控制动臂升降，铲斗翻转和转台回转等动作。铲斗转动滑阀为三位六通阀，有铲斗上转、铲斗下转、铲斗液压缸闭锁三个位置。动臂浮动可以使装载机在平地上堆积作业，工作装置随地面情况自由浮动；在铲掘岩石作业时可使铲斗刃避开大块岩石而进行铲掘。铲斗转动滑阀和动臂滑阀按顺序排列，为顺序回路。主泵来油先进入铲斗转动滑阀向铲斗液压缸供油，只有当铲斗转动滑阀处于中位时，动臂滑阀才能和油路接通。^[24]

装载机作业时工作装置应能保证铲斗的举升平移和自动放平性能，当转斗油缸闭锁，动臂油缸举升或降落时，连杆机构使铲斗上下平动或接近平动，以免铲斗物料撒落；当动臂处于任意位置、铲斗绕与动臂的铰点转动进行卸料；卸料后动臂下降，使铲斗自动放平。为保证装载机动作准确，在工作装置中设有铲斗前倾、后倾限位，动臂升降自动限位装置和铲斗自动放平机构。^[10]

除经常使用的普通铲斗外，装载机还可配装多种工作装置实现多工况作业。如岩石斗、鄂式斗、圆木夹持器、叉式装置、角状梨、多齿钳、“V”形梨、螺旋扫雪装置、万能推土板、起重吊钩及伸缩式缓冲器等其他工作装置。^[10]

车架是装载机的支承机体，装载机上所有零部件直接或间接地装载车架上。车架支承着整台装载机的大部分重量，作业和行走过程中还要承受各组成系统的力和力矩，以及不平路面作业时的冲击载荷。车架必须有足够的强度和刚度^[5]。

轮式装载机车架分为整体式车架和铰接式车架2种。整体式车架又两根位于两侧的纵梁与若干根横梁用焊接或铆接组成坚固构架。铰接式车架是目前轮式装载机的一种普遍采用的车架，由前车架与后车架绕两部分铰接而成。依靠转向操纵机构使前车架绕后车架转动从而完成转向^[5]。

装载机装卸物料作业由机械前进、后退、转向和铲斗的铲装、卸载动作构成的工作循环完成，即存在装载机的动力传动和工作装置的动作两种不同的运动^[25]。

装载机动力传动主要由动力系统、传动系统和行走系统完成。装载机的动力从柴油发动机经过液力变矩器，再经过万向联轴节传递到变速箱，通过变速箱动力分别传递到前、后桥，从而驱动车轮行走^[5]。发动机通过泵轮给工作油一个力矩迫使工作油在泵轮叶片通道高速流动，当高速流动的工作油冲击涡轮时就给涡轮一个力矩。工作油从涡轮流出后冲击导轮，由于涡轮弯曲形叶片的导向使流入导轮的工作油给导轮一个与涡轮力矩相反的力矩，此力矩与泵轮的力矩一起作用在涡轮上。当这个力矩大于阻力矩使装载机开始起步，涡轮转速由零逐渐增加。当传动比改变时涡轮轴转速也随之增加或减少，变矩比也增加或减少，液力变矩器从而实现自动无级地改变输出轴上的力矩^[13]。变矩器的动力输出一般有两个涡轮，即一级涡轮和二级涡轮。经涡轮输出齿轮传至一级涡轮输出轴和二级涡轮输出轴。当装载机在低速、重载工况下运行时，二级涡轮转速较低，内环凸轮与外环齿轮处于锲紧状态，一、二级涡轮一起作用以增大变矩器克服外界阻力的能力；当装载机高速、轻载运行时，内环凸轮转速高于外环齿轮，外环齿轮处于空转状态，此时只有二级涡轮输出动力，一级涡轮处于空转状态，对外无动力输出。驱动桥在传动轴之后、轮胎之前，它将万向联轴节和变速箱传来的发动机转矩传给驱动车轮，经降速增矩、改变动力传动方向，使装载机行驶，并允许其左右驱动轮以不同转速旋转，从而实现运动转向^[21]。当装载机需要制动时，踩下制动踏板后储气罐中的压缩空气经制动阀分别进入前、后驱动桥，推动各自加力缸活塞和制动总泵活塞使总泵内的刹车油形成高压，并沿管路分别进入前、后驱动桥的制动器，推动制动钳活塞及摩擦片压向制动盘，从而实现制动^[13]。

装载机整个工作装置铰接在车架上，一般有铲斗、动臂、摇臂、连杆及其液压控制系统组成，铲斗通过连杆和摇臂与转斗油缸铰接，动臂与车架、动臂油缸铰接，铲斗的翻转和动臂的升降采用液压操纵。当铲斗油缸闭锁、动臂油缸举升或降落时连杆机构使铲斗上下平动或接近平动，以避免铲斗倾斜而撒落物料；当动臂处于任意位置、铲斗绕与动臂的铰点转动进行卸料时，铲斗卸载物料；卸料后当动臂下降时，又使铲斗自动放平^[10]。装载机铲装物料通常有两种操作方法：一次插入铲取法和边插入边提斗铲取法（也称复合铲取法）。采用一次插入铲取法时装载机以全驱动力方式使铲斗插入料堆，然后利用液压系统使铲斗上翻，再使装载机倒退向汽车卸载。采用复合铲取法时利用多次边插入边提斗的复合动作完成铲取物料作业^[25]。

装载机主要技术规格有：铲斗容量，载重量，发动机功率，机器自重，最大行走速度，最小转弯半径，最大牵引力，最大铲取力和主要作业尺寸等^[5]。

铲斗容量指装载机配装的铲斗最大几何容积，通常以“m3”表示。履带式装载机铲斗容量一般为1.0~1.72m3,轮式装载机铲斗容量为0.3~18.0m3。^[5]

在保证装载机稳定工作前提下的最大承载能力，不行走铲装与边走边铲装的载重量是不一样的，前者约为后者的2.0~2.5倍。履带式装载机载量一般为2.0~3.5t，轮式装载机载重量为0.5~20.0t。^[5]

标志装载机作业能力的一项重要参数，分有效功率与总功率，有效功率指在气温29℃和746毫米水银汞柱压力下，在发动机飞轮上实有的功率（即飞轮马力）。总功率即装载机的额定功率。履带式装载机发动机功率一般为63~240kW,轮式装载机发动机功率为70~1000kW。^[5]

装载机自重不仅是设计新机器的重要参数也是关系到使用经济性的一项重要指标，减轻自重主要受材料性能，制造水平，零部件的可靠性和附着重量等的限制。履带式装载机机器重量一般为7.0~20.0t，轮式装载机机器重量为3.0~173.0t。^[5]

包括前进、后退各档在内的最高速度，是影响装载机技术生产率和安排施工方案、装运路线等必须考虑的一个指标。履带式装载机最大行走速度一般为2.0~12.0km/h,轮式装载机最大行走速度为16.0~46.0km/h。^[5]

指自后轮外侧至铲斗外侧所构成的弧线至回转中心的距离。这是根据现场条件，安排成套施工设备联合作业或单机往返装运时必须参考得一项指标^[5]。履带式装载机最小转弯半径一般为0.8~1.45m，轮式装载机最小转弯半径一般为0.8~1.9m^[5]。

指装载机驱动轮缘上所产生的推动车轮前进的作用力，装载机的附着重量越大则可大达到的最大牵引力越大。履带式装载机最大牵引力为8.1~12.0t，轮式式装载机最大牵引力为1.3~45.0t。^[5]

是铲斗绕固定铰点转动时作用在斗齿尖部的法向力，最大铲取力大小装载机动臂提升和铲斗翻转的能力^[5]。

包括卸载高度（装载机把物料卸到运输工具上，铲斗倾卸角为45°时斗齿尖离地面高度）和卸载半径（铲斗倾卸角为45°时，斗齿尖与机体外廓的最短距离）等^[5]。

装载机形式多样，可按用途、发动机功率、铲斗卸载方式、传动形式、发动机类型、动臂卸载时是否转动分类。装载机根据行走机构不同分为轮式和履带式装载机，轮式与履带式装载机除行走系统外，其他主要系统构造基本相同，这是一种区别最大的装载机分类方法。^[20]

按行走机构分为轮式（轮胎式）、履带式2种，轮式装载机又分为铰接式车架和带有后轮转向的刚性车架2种^[20]。

轮式装载机具有自重轻、走形速度快、机动性好、作业循环时间短和工作效率高等特点，轮式装载机不损坏路面，可以自行转移工地，并能在较短的运输距离内当运输设备使用。在工作量不大、作业点不集中、转移频繁的工况下，轮式装载机的生产效率大大高于履带式装载机，是应用范围最广的一类装载机^[24]。

履带式装载机具有重心低、稳定性好、接地比压小的特点，在松软地面附着性能和通过性能好，特别适合在潮湿松软的地面、工作量集中、不需要经常转移和地形复杂的地区作业。但当运输距离超过30m时，使用成本明显增大，履带式装载机转场时需要平板拖车托运^[24]。

类别	优点	缺点	适用场合	备注
	速度高，重量轻，机动灵活，便于转移作业场地，作业效率高，成本低、维修方便；行走时不损坏路面，运输简便	接地比压大，通过性差，重心高，稳定性差，对作业场地要求较高	作业不太集中，转移比较频繁的港口，码头，料场和城市改建工程中	采用宽基大直径轮 胎及无内胎充水轮胎，可改善提高装载机的牵引性能和通过性
	牵引力大，越野和爬坡性能好，接地比压小，铲切力大，重心低稳定性好	速度低，不灵活，转移作业地点需要拖车，施工成本高	作业集中，工程量大，不须经常转移，路面条件差的矿场，湿地，山区和大型水利工程	-
参考文献	[20][11]

装载机按用途分为露天、地下装载机，露天装载机用于露天作业；地下装载机用于地下作业^[20]。

中国外生产和使用的绝大多数是露天轮式装载机，地下装载机在露天装载机基础上发展而来，专门用于地下采矿和隧道掘进作业，机身较矮、驾驶室横向布置，装有尾气净化装置，其他基本结构与露天装载机基本相同^[13]。

按发动机功率，装载机分为小型、中型、大型、特大型4种，小型装载机功率小于73.55kW；中型装载机功率为73.55~147.10kW；大型装载机功率为147.10~514.85kW；特大型装载机功率大于514.85kW^[20]。

按铲斗卸载方式分为前卸式、回转式、后卸式、侧卸式4种^[20]。前卸式装载机在其前端铲装和卸载，因结构简单，工作可靠，操控性好，应用最为广泛。回转式装载机安装在可回转90°~360°的转台上，铲斗前端装料后可回转卸料，不需要调车。后卸式装载机在前端装料，向后端卸料。侧卸式装载机除拥有前卸式全部功能外，还可侧卸物料，多用于隧道或特殊场地施工^[10]。

按传动形式分为机械传动、全液压驱动、液力—机械传动、电传动4种^[20]。

机械传动系统由发动机、主离合器、变速箱、分动箱、轮边减速器、前桥、万向节轴、手制动器和后桥等组成，其特点是工作可靠，结构简单，传动效率高。造价低，易修配。但难以适应装载机负荷变化大的要求，发动机容易过载熄火，发动机功率利用率低^[20]。

液压传动系统由液压动力元件、液压执行元件、液压控制元件和其他液压辅助件组成。其特点是结构紧凑，零部件少，传动准确、平稳，可以同时实现几个动作，操纵省力，整机容易布置等。但全液压传动的变速范围满足不了装载机的变速要求^[5]。

液力—机械传动是为适应装载机作业特殊要求用液力变矩器代替主离合器的传动系统。其特点是能适应装载机负荷的急剧变化，减少了变速箱的档数和换档次数以及传动系统的冲击载荷，可以防止发动机熄火。但液力变矩器效率低，使得生产效率降低，燃料消耗量较大^[20]。

电传动有电动机、液力变矩器、上传动轴、变速箱、前桥、前传动轴、中传动轴、后传动轴、后桥等组成。其特点是可靠性高，维修工作量少，占用空间小。但造价高、生产耗时长、操作复杂^[5]。

按发动机类型分为柴油机式（内燃式）、汽油机式、电动轮式3种^[20]。

按动臂在卸载时是否转动分为不回转、半回转（转动90°）、全回转（转动360°）3种^[20]。

液压机械无级传动技术（Hydro-mechanical Variable Transmission,HVT)可以实现装载机无级变速，易于自动化控制、传动高效、有良好的载荷适应性，液压机械无级传动主要由液压路、机械路和分汇流机构３个部分组成。常见的分汇流机构是行星轮系和定轴轮系。动力在分流机构分为机械路和液压路，然后在汇流机构汇合。机械路通过齿轮和轴传递大部分动力，液压路只传递小部分动力。液压路可以通过变量泵和变量马达在一定范围内实现无级变速，液压油也可承受变化负载带来的冲击。^[26]

装载机关键技术发展的一个显著特点是从最初的电子监控逐步发展到系统的电子控制。比如柴油机的电子喷射（EUI）燃烧系统、变速操纵的电脑集成控制系统等。目前已经发展到了利用体积很小的大规模集成电路、微处理器核心‚对装载机主要操纵控制系统如传动、转向、作业操纵等进行集成电子控制的装载机集成控制系统。比如卡特彼勒的G一代装载机‚可实现转向、变速及作业操纵的微电脑集成控制‚，可实现按指令操作转向‚用拇指操作摇杆开关自动变速及采用电液技术用指尖操作工作装置操纵杆。^[27]

装载机一个关键技术是静液压驱动技术，其传动效率比液力—机械驱动高出十几个百分点。采用了静液压驱动后泵与马达基本上都是变量的‚且泵的出油方向可变‚不但传动效率高‚而且还可非常方便地实现电液变速操纵的电子控制‚与动力分配很好地配合‚保证在各种速度下得到尽可能大的牵引力‚达到最佳的高效节能效果‚同时还可采用液压制动。静液压制动理论上是无磨损的‚因而减少了制动系统的维护保养‚提高了制动的可靠性。^[27]

国际装载机朝着大型化、大功率方向发展使得装载机的负载和传递功率大幅增加，各系统散热量需求增大。工程机械对散热器要求增大，强化传热成为装载机现代散热器研究的关键技术，强化沸腾传热技术、磁场动力传热技术是装载机冷却系统的关键技术。^[26]

装载机作业现场和作业特点带有危险性，发展机电一体化装载机可以提高装载机安全性、可靠性并实现节能的目的。通过发展机电一体化技术可以生产遥控地下装载机，这是一种典型的机电一体化产品，可以应用在VCR新的采矿方法中，采用遥控地下装载机出矿，可使无底柱采矿15%~20%的残留矿石回收。日本小松制作所研制静液压传动履带式装载机采用电子控制系统对机器启动、行走、转向、制动等各动作实现自动控制^[20][28][29]。

装载机未来一个重要的发展方向是大型化，尤其是采矿设备日趋大型化，但轮胎尺寸阻碍大型轮式装载机的升级。美国卡特彼勒生产的大型轮式装载机最大轮胎直径1.45m，铲斗举高7.6m，用于L-1400型装载机上。此类设备应用在煤矿、铜矿、金矿和铁矿等矿山作业中。日本小松制作所生产的大型轮式装载机是WA900型，重约89t，最大功率610kW，铲斗举高5.2m。^[20][30]

在装载机被大量使用的同时，制造、使用装载机所消耗的资源、排放的尾气、噪声等也对环境产生了负面影响。采用可再生材料和资源、低环境负荷材料，少用含酚橡胶、树脂、石棉、铅等有害材料，选用低公害节能型发动机低油耗、低排放、低噪声、长寿命，采用吸声材料等噪声抑制方法消除或降低机器噪声，甚至按照汽车行业的环保标准来设计环保节能型装载机产品将是今后装载机发展的趋势。^[30]

在市政建设、中小城镇建设、乡间非等级公路建设及养护、电缆铺设、开山取石等复杂多变的施工环境中，需要可完成装卸、堆垛、抓物、推土、平地、吊装、搬运等工作的一机多用型装载机。因此今后的装载机将不再局限于仅仅完成单一的装载功能，而是能够根据不同的工况快速更换装载、挖掘、钻头、滑叉、推土铲、吊具等工作装置来完成更多的工作，以适应作业不大但作业类型复杂、工作装置更换频繁的特殊需要。如卡特彼勒公司开发具有液压快换连接器的装载机，在作业现场驾驶员不用走出驾驶室，通过操纵手柄就可完成各种辅助机构如铲叉、抓斗、除雪铲、路面清扫机构、破碎等快速装卸的更换及液压软管的自动连接，提高机器的通用性。^[30]

装载机是建筑施工工程中不可缺少的一种土方工程机械。装载机可用来进行散状物料的铲、挖、装、运、卸等作业，也可用来平整场地。换装不同的工作装置后还能完成棒料装卸，重物起吊和搬运集箱货物等。在缺乏牵引车辆的场合，装载机又可用作牵引动力。因此装载机在建筑、水电、铁道、港口、国防、农田基本建设和露天矿山工程中得到广泛应用。在基本建设中实现机械化施工，是不可或缺的一种装备。^[4]

装载机在设计、试验、使用、安全等方面都有相关标准及规范。

中国标准主要对装载机安全、试验、液压和挖掘力测定方法、铲斗形式及容量、商业规格和技术条件进行了要求，相关主要标准如下：

GB∕T 25684.3-2021 土方机械安全第3部分：装载机的要求；

GB/T 13332-2008 土方机械液压挖掘机和挖掘装载机挖掘力的测定方法；

GB/T 13751-2008 挖掘装载机试验方法；

GB/T 21941-2008 土方机械液压挖掘机和挖掘装载机的反铲斗和抓铲斗容量标定；

GB/T 10170-2021 土方机械挖掘装载机技术条件；

GB/T 25604-2017 土方机械装载机术语和商业规格；

GB/T 35199-2017 土方机械轮胎式装载机技术条件。^[31][32][33]

国际标准主要对挖掘机装置性能、安全、商业规范等进行了要求，相关主要标准如下：

ISO15818 Earth-movingmachinery—Liftingand tying-downattachmentpoints—Performancerequirements（土方机械举升和捆系装置性能要求）；

CEN - EN 474-3 Earth-moving machinery - Safety（土方机械-安全）；

EN 16246-2012 Agricultural machinery - Backhoes - Safety; German version（农业机械.挖土机.安全性）；

ISO 7096-2000 Earth-moving machinery - Laboratory evaluation of operator seat vibration（土方机械 司机座椅振动的实验室测定）；

ISO 7131-2009 Earth-moving machinery - Loaders - Terminology and commercial specifications（土方机械.装载机.术语和商业规范）；

ISO 15442-2005 Cranes - Safety requirements for loader cranes（起重机.装载机起重机的安全要求）；

ISO20474-3:2017Earth-moving machinery—Safety—Part 3: Requirements for loaders（土方机械 安全 第3部分：装载机的要求）。^[31][32][33]

美国卡特彼勒公司，其主要生产988B、992C、994等大型装载机及中型装载机，功率从48kW到932kW，斗容范围0.8~20m3。

美国克拉克公司，该公司生产的山猫装载机是滑移转向式小型装载机，1985年克拉克与瑞典沃尔沃公司联合成立世界上第一个工程机械跨国公司——VME集团，此后克拉克公司产品用VME名义销售。

日本小松制作所，主要经营大型装载机，其W系列轮式装载机配有电脑显示监控系统，可控制10个主要参数。

日本川崎重工公司，生产多种型号的轮式装载机，斗容范围0.35~5.6m3，产品配有电子监控作用的OK监视器。

中国有柳工、徐装、厦工、成工等装载机生产企业，产品液压系统已于国际接轨，机电一体化水平较高。^[34][17][27]

1.根据作业量确定相应额定载重量的装载机。例如对于工作量大、工作周期较长、工作环境较宽敞的路面施工和大型煤矿作业来说，与之相配套的运输机械载重量都在10t以上，这时应该选取5t或6t载重量的装载机，这样可以提高作业效率、降低施工成本。对于土方、河沙等作业量相对较小的场合，一般可选择3t或4t载重量的装载机。对于作业量特别小，如一些小个体砂石场，配套的车辆一般为小型拖拉机，一般可选择１.5t或以下的装载机，避免装载机产能过剩，造成浪费^[10]。

2.根据作业工况确定相应行驶速度的装载机。例如对于那些坚实原土、矿石等较大密度的物料，由于对牵引力（插入力）要求较高，应选择工作速度较低、铲取力及牵引力均较大的大型装载机以保证其正常使用。而松散物料对装载机的牵引力（插入力）要求不高，可以选择行驶速度更高的轮式装载机，以取得较高的工作效率^[10]。

3.机型的选择。主要依据作业场合和用途进行选择和确定。一般在采石场和软基地进行作业，多选用轮胎装载机配防滑链或选用履带式装载机；在平地或转场频繁的土方作业场合，多选用轮胎装载机；在需要多种作业场合，多选用轮胎装载机搭配相应工作装置^[15]。

4.动力的选择。一般多采用工程机械用柴油发动机，在特殊地域作业，如海拔高于3000m的地方，应采用特殊的高原型柴油发动机^[15]。

装载机工作时各传动零件或运动部件在摩擦力作用下，表面形状与尺寸发生变化造成磨损。自然磨损是在长期工作中，由于摩擦、冲击、温度等作用和影响引起的零件尺寸、形状、体积、重量等的逐渐变化；事故磨损则是在短时间内产生的急剧磨损和损坏。影响磨损的因素主要是表面加工质量、零件材质、润滑油质量、运动速度过高、压力过大且干摩擦等。保养与维修就是根据装载机的工作情况及运用情况，对某些零件进行检查、清洗、调整、润滑等，以使零件磨损减小到最低程度，保持装载机良好的工作状态。^[20]

保养可根据情况进行班保养和定期保养。班保养在班前班后进行，主要工作是搞好清洁，补充燃油、润滑油和冷却水；检查紧固零件，检查安全运行技术性能并调整。定期保养是指装载机工作一段时间后停工保养，目的是回复装载机原有的工作性能和经济技术指标。保养内容包括检查发动机及传动系统的连接情况；油、水位；电气系统；仪表；起、制动系统；操纵系统；轮胎气压等。清洗、检查、调整、加油、加水，对润滑、燃油、冷却、电气系统进行一般性维护，必要时更换某些外表零件（如螺钉、垫片、密封圈、滤芯等）。总之，定期保养主要内容是排除发现的故障；更换易损件；调整个别零部件等各项内容。但保养一般不修理、更换主要零部件。^[11]

保养可以在一定程度上减缓自然磨损，但长期工作情况装载机必须进行停机检查和维修。装载机维修主要分为中修、大修和紧急修^[11]。

中修主要解决装载机各总成间磨损不平衡矛盾，对易损主要部件进行彻底解体、检查与修理，但对主要结构件（如机体、大梁等）则基本不修，除柴油机、转向系统、制动系统等必须全部拆检修理外，底盘等其他部分只进行检验性修理和局部拆卸。中修后进行部件和整机的空载与负荷试验^[20]。

大修时整机各部件全部彻底解体。更换和修理全部损坏零件，如研磨气缸，修磨曲轴，更换活塞、轴承，校正并加固结构件，更换部分壳板等^[20]。

紧急修是由于作业过程中出现了事故性损坏而进行的修理。其内容及工作量需要根据装载机损坏程度而定^[20]。

1.作业前认真检查各部件、组件。

2.装载机运行中结合道路情况及时变速。

3.发动、起步、行车缓踩油门，均匀加速，使发动机不冒黑烟。

4.行驶过程中注意通行安全。

5.行驶中铲斗不准乘人、载货。

6.铲装货物时，前机架与后机架对正，铲斗以平为好。

7.严禁在前进中挂倒挡或倒车中挂前进挡。

8.不得用装载机装冻土、片石、毛石、生铁等大块坚硬散装物资。^[11]