หลักการทำงานสามารถแบ่งออกเป็นการทำงานที่ประสานกันของโมดูลหลักสี่โมดูล ได้แก่ ระบบไฟฟ้า ระบบไฮดรอลิก ระบบส่งกำลังทางกล และระบบควบคุม
ระบบไฟฟ้า: แหล่งกำเนิดพลังงาน
แหล่งพลังงานของรถขุดมักจะเป็นเครื่องยนต์ดีเซล (รุ่นเล็กบางรุ่นใช้พลังงานไฟฟ้าหรือไฮบริด) โดยมีกำลังตั้งแต่สิบถึงหลายร้อยกิโลวัตต์ ยกตัวอย่าง-รถขุดขนาดกลาง เครื่องยนต์ผลิตก๊าซอุณหภูมิสูง-อุณหภูมิสูง-โดยการเผาไหม้น้ำมันดีเซล ขับเคลื่อนเพลาข้อเหวี่ยงเพื่อหมุนและแปลงพลังงานเคมีเป็นพลังงานกล ในระหว่างกระบวนการนี้ ความเร็วและแรงบิดของเครื่องยนต์จะกำหนดประสิทธิภาพการทำงานของรถขุดโดยตรง-เช่น เมื่อขุดในชั้นดินแข็ง ต้องใช้แรงบิดสูงเพื่อเอาชนะความต้านทาน ในขณะที่การโหลดที่รวดเร็ว จำเป็นต้องใช้ความเร็วสูงเพื่อเพิ่มความเร็วในการเคลื่อนที่ ระบบระบายความร้อนของเครื่องยนต์ (เช่น การระบายความร้อนด้วยน้ำหรืออากาศ) และเทคโนโลยีการฉีดเชื้อเพลิง (เช่น คอมมอนเรลแรงดันสูงที่ควบคุมด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์-) เพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานและการปล่อยมลพิษให้เหมาะสมยิ่งขึ้น โดยเป็นไปตามมาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อมของเครื่องจักรก่อสร้างสมัยใหม่
ระบบไฮดรอลิก: แกนหลักของการควบคุมที่แม่นยำ
ระบบไฮดรอลิกคือ "กล้ามเนื้อ" ของรถขุด โดยส่งแรงดันผ่านน้ำมันไฮดรอลิกเพื่อขับเคลื่อนบูมและบุ้งกี๋เพื่อให้การเคลื่อนไหวที่ซับซ้อนสมบูรณ์ ส่วนประกอบหลัก ได้แก่ ปั๊มไฮดรอลิก มอเตอร์ไฮดรอลิก กระบอกไฮดรอลิก และกลุ่มวาล์วควบคุม ปั๊มไฮดรอลิกที่ขับเคลื่อนโดยเครื่องยนต์จะแปลงพลังงานกลเป็นพลังงานไฮดรอลิก ทำให้เกิด-การไหลของน้ำมันแรงดันสูง กลุ่มวาล์วควบคุม (เช่น วาล์วควบคุมทิศทางหลาย-) ทำหน้าที่เหมือน "ตัวควบคุมการจราจร" ซึ่งควบคุมทิศทางการไหลของน้ำมัน ปริมาตร และความดัน เพื่อควบคุมการเคลื่อนที่ของแอคทูเอเตอร์ต่างๆ ตัวอย่างเช่น เมื่อผู้ปฏิบัติงานดันคันโยกไปข้างหน้า วาล์วควบคุมจะจ่ายน้ำมันแรงดันสูง-เข้าไปในห้องลูกสูบของกระบอกไฮดรอลิกบูม เพื่อยกบูม ในทางกลับกัน น้ำมันจะไหลเข้าสู่อีกห้องหนึ่ง เพื่อลดบูมลง โดยทั่วไปช่วงแรงดันของระบบไฮดรอลิกจะอยู่ระหว่าง 20-40MPa และการออกแบบแรงดันสูง-ทำให้มั่นใจได้ถึงความเสถียรภายใต้สภาวะการรับภาระหนัก นอกจากนี้ รถขุดสมัยใหม่โดยทั่วไปยังใช้ระบบไฮดรอลิกตรวจจับโหลด ซึ่งจะปรับการไหลเอาท์พุตของปั๊มตามความต้องการโหลดโดยอัตโนมัติ ลดการสูญเสียพลังงานและปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิง
ระบบส่งกำลังแบบกลไก: สะพานแห่งการถ่ายโอนกำลัง
ระบบส่งกำลังแบบกลไกจะแปลงกำลังจากระบบไฮดรอลิกให้เป็นการเคลื่อนที่ที่แท้จริงของบูมและบุ้งกี๋ โครงสร้างประกอบด้วยองค์ประกอบหลักสี่ส่วน: บูม แท่ง ถัง และแท่นหมุน เชื่อมต่อกันด้วยหมุดเพื่อสร้างโครงสร้างข้อต่อหลาย- บูมทำหน้าที่เป็น "แขนท่อนบน" ของรถขุด โดยปลายด้านหนึ่งเชื่อมต่อกับแท่นหมุน และปลายอีกด้านเชื่อมต่อกับก้าน ทำให้สามารถยกและลดระดับได้โดยการยืดและหดของกระบอกไฮดรอลิก ก้านทำหน้าที่เหมือน "ปลายแขน" ที่เชื่อมต่อบูมกับบุ้งกี๋ และควบคุมการสวิงไปข้างหน้าและข้างหลังผ่านกระบอกไฮดรอลิกอีกชุดหนึ่ง บุ้งกี๋ทำหน้าที่เป็น "มือ" ซึ่งขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฮดรอลิกเพื่อหมุนวงแหวนเกียร์ ทำให้สามารถขุดและเททิ้งได้ แท่นหมุนคือ "เอว" ของรถขุด ซึ่งขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฮดรอลิกแบบสวิงเพื่อหมุนเกียร์ ทำให้โครงสร้างด้านบนทั้งหมดหมุนได้ 360 องศาในแนวนอน ช่วยเพิ่มความยืดหยุ่นในการปฏิบัติงานได้อย่างมาก โดยทั่วไปส่วนประกอบทางกลมักทำจากเหล็กกล้าโลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูง- (เช่น Q345B) และผ่านกระบวนการอบชุบด้วยความร้อน (เช่น การชุบแข็งและการอบคืนตัว) เพื่อปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอและทนต่อแรงกระแทก ทำให้มั่นใจได้ถึงการใช้งาน{10}}ในระยะยาวภายใต้สภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย
ระบบควบคุม: "สมอง" อันชาญฉลาด
ระบบควบคุมของรถขุดสมัยใหม่ได้อัปเกรดจากการทำงานเชิงกลแบบดั้งเดิมเป็นการควบคุมแบบอิเล็กทรอนิกส์ ทำให้เกิดการทำงานที่แม่นยำผ่านเซ็นเซอร์ ECU (หน่วยควบคุมอิเล็กทรอนิกส์) และอินเทอร์เฟซของเครื่องจักร-ของมนุษย์ เซ็นเซอร์ (เช่น เซ็นเซอร์ความดัน เซ็นเซอร์มุม และเซ็นเซอร์ความเร็ว) ตรวจสอบพารามิเตอร์ เช่น ความดันของระบบไฮดรอลิก มุมบูม และความเร็วของเครื่องยนต์แบบเรียลไทม์ โดยส่งข้อมูลกลับไปที่ ECU ECU จะปรับการเปิดวาล์วไฮดรอลิกและปีกผีเสื้อของเครื่องยนต์ตามโปรแกรมที่ตั้งไว้ล่วงหน้าหรือคำสั่งของผู้ปฏิบัติงาน เพื่อให้สามารถควบคุมการเคลื่อนไหวได้อย่างราบรื่นและการกระจายกำลังที่เหมาะสม ตัวอย่างเช่น เมื่อขุดชั้นดินแข็ง ระบบจะเพิ่มแรงดันไฮดรอลิกโดยอัตโนมัติและลดความเร็วในการเคลื่อนที่เพื่อป้องกันการโอเวอร์โหลดทางกล ในระหว่างการโหลดที่รวดเร็ว จะเพิ่มความเร็วในการเคลื่อนที่และเพิ่มประสิทธิภาพการสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิง โมเดลระดับไฮเอนด์-บางรุ่นยังมีระบบระบุตำแหน่ง GPS และระบบตรวจสอบระยะไกล ซึ่งสามารถส่งตำแหน่งอุปกรณ์ สถานะการทำงาน และรหัสข้อผิดพลาดแบบเรียลไทม์ ช่วยอำนวยความสะดวกในการจัดการและบำรุงรักษาจากระยะไกล
