元芳你怎么看補記

首先感謝甲友們對前一帖的關(guān)注和回復(fù)，作為一線的機手時間不是能自由安排，不能及時一一回應(yīng)，謹向各位致以真誠的歉意。近期國Ⅲ排放標準將用于工程機械設(shè)備，節(jié)能是一項必要的舉措和技術(shù)進步的必然結(jié)果，綜合前貼中的遺漏和對新技術(shù)的一些個人認知，寫了這篇補記。這一次，依然按從前到后的順序來展開。
出于對裝載機設(shè)計的關(guān)注，在豆丁網(wǎng)上看了多篇
有關(guān)的論文，以了解專業(yè)設(shè)計的依據(jù)和考量，結(jié)果挺讓人失望的。雖然論文中的公式不全懂，但多數(shù)論文的依據(jù)是其他的論文或?qū)Ｖ?，設(shè)計過程就像是做純粹的經(jīng)典力學(xué)數(shù)學(xué)題一樣。而這類數(shù)學(xué)題目是將現(xiàn)實世界抽象化，或者說把研究對象認定為靜滯不變，這與事物的動態(tài)變化的本質(zhì)是相矛盾的。
舉例來說，在多數(shù)論文中，采用的反轉(zhuǎn)六連桿機構(gòu)(也就是指單搖臂Z形連桿)中的鏟斗鏟裝初始狀態(tài)是在斗平放地面向前傾3-5度斗后端不接地來計算，與現(xiàn)實中運用機器的實際狀態(tài)就不符。實際工況下，為保持(清理)地面平整、減輕鏟刃鏟齒的磨損，希望鏟斗能有一定的保持給定方向的能力，鏟斗底銷中心水平地面應(yīng)該在16至20公分。這是某位教授的論點，個人經(jīng)驗也證實底銷越低的機型平場更好用，底銷部位在地面的支撐作用使鏟刃挖掘力更能接近理論值。但這一部但要注意加厚處理以對抗磨損。底銷中心較高的鏟斗前傾，斗齒尖在驅(qū)動力作用下就有向下刺進的作用，物料逐漸堆積的重力和摩擦阻力又會加重這一趨勢，如果地面不夠堅硬，不做調(diào)整的一直在同一地點鏟料就是全新車也會鏟出一個洼坑，時間越久，距離越長，洼坑向下越深越陡。底銷越高，只要鏟刃偏離平面位置，外阻力就會使立即使這種偏離向上(下)方迅速加大，對應(yīng)的操作就要眼疾手快。這一設(shè)計理念還把鏟斗連桿搖臂的彈性形變排除在外。通常國內(nèi)設(shè)計的單搖臂Z形連桿的工作裝置鏟斗和大臂鉸接點與斗底平面的距離都較大，而Z形連桿機構(gòu)的最大掘起力又是在斗齒稍稍高于平面位置(因此Z形反轉(zhuǎn)六連桿并沒有正轉(zhuǎn)機構(gòu)更適合向下挖掘硬土)，稍加分析就可以知道這一缺陷會導(dǎo)致工作裝置在硬度差些的場地平場時不好用，不是往深鉆就是向上漂。這樣的設(shè)計，依據(jù)的只是在較硬實的地面鏟裝的單一工況，似乎裝載機只能干這一種活，和字面意思一樣。

裝載機在鏟裝、堆積物料，物料阻力大到使輪胎接近實際驅(qū)動力，因輪胎驅(qū)動力受地面狀態(tài)影響并不總能達到理論值，這時就需要用較大的動臂提升力來使鏟斗能突破物料包圍完成作業(yè)。較大的動臂提升力更易完成聯(lián)合鏟裝動作，不過分依賴于輪胎驅(qū)動力因而使輪胎摩損減輕廷長壽命。于是工作裝置的大致形式就應(yīng)該是下圖。

前面說的是縱向的問題，現(xiàn)在來說橫向。在過去設(shè)計的龍工850以及類似的產(chǎn)品的工作裝置(也就是所說的雙搖臂)，優(yōu)點在于鏟裝推平時有較好的鏟斗保持能力和較大的動臂提升力。缺點也很明顯，由于兩搖臂分隔距離遠(和國外同類布置比)，一方面使鏟斗后背面受拉力分為三段，可以不用太大的加強。但限于液壓油路設(shè)計為強制同步，在偏載時兩個鏟斗油缸不能實現(xiàn)負重側(cè)力量的自動加大，另一側(cè)自動減小，就會使鏟斗扭曲加速多個軸銷和套的磨損。動臂支承用腰軸式，用的軸銷和套都很細小，負荷應(yīng)力大，在應(yīng)對外負載的反向力時油缸大腔至多路閥的通路受壓高，對材質(zhì)要求高。腰軸外側(cè)的還不做任何的隔離泥水的嘗試，打了黃油也保不住多久。單搖臂的鏟斗需要在搖臂拉桿位置作大余量的加強筋。直形動臂臥式油缸實用提升力小，相應(yīng)油缸壁油路的受力也小一些，但活塞桿受到的彎曲力矩比立式油缸大得多。偏載不能避免，有時為完成工作還得故意偏載，為改善雙搖臂的扭曲現(xiàn)象，本人設(shè)想在兩鏟斗油缸大腔管路上串聯(lián)一個剖面為H形的梭閥，H的兩豎為比管徑略大的通道，中間一短橫為梭閥。那一側(cè)壓力升高那一側(cè)流量加大。

世間萬物本就找不出絕對完美，有利就有有敝，只在于各自的比例。所以個人認為在5噸級重載車型上應(yīng)當采用像卡特990H那樣的動臂形式(搖臂可單可雙，動臂油缸后支承在下鉸接附近)。輕載車型可以采用單搖臂直形動臂形式。至于為什么現(xiàn)在單搖臂直形動臂越來越普遍？原因在于國內(nèi)在引進這類結(jié)構(gòu)時，進行壓低成本改動。和國外原版的比較包括省略了動臂必要的弧度、動臂油缸由基本水平改成倒掛、液壓壓力的下調(diào)(20M P以上降至15.5Mp)等。雖然表面上三項和時間短了，但液壓功率轉(zhuǎn)化為工作裝置輸出的驅(qū)動力的效率低了，換言之液壓糸統(tǒng)發(fā)熱量大了，以前沒有液壓油散熱器現(xiàn)在不能不裝了，節(jié)能更像是畫餅充饑了。

約翰迪爾53的動臂油缸是近似水平的

細節(jié)顯出廠家對品質(zhì)的考量

類似臨工953N這樣的中等軸距的節(jié)能型裝載機正逐漸贏得市場的認可。不過它的整體布置還有優(yōu)化的空間。比如它的后部空間非常大，水箱那能放下18升油桶，如果動力總成向后移，相應(yīng)對鉸接傳動軸作必要的改動，那它就能更平穩(wěn)。
節(jié)能就意味著運行成本的下降，利潤上升。節(jié)能并不是說運行過程需要的功率小了，它是指傳輸過程中的損耗少了，同等發(fā)動機功率能完成更多的工作量了。要實現(xiàn)節(jié)能，不能靠小改小鬧，本質(zhì)上更要求在充分分析工作過程，針對各分時段各分糸統(tǒng)對功率的需求，使傳動系統(tǒng)能適應(yīng)能保障它的實現(xiàn)。發(fā)動機輸出的功率分配給行走系統(tǒng)和液壓糸統(tǒng)，工作過程中二者間是一個此消彼漲的動態(tài)過程。以裝車為例來說，鏟斗接觸料堆至一定深度未收斗或提大臂時，驅(qū)動力消耗了全部動力；工作裝置一動作，就會從總量中分走一部分至液壓糸統(tǒng)。裝滿料倒車時驅(qū)動力重新占用全部動力。舉斗對向車廂時，需要盡快并升鏟斗至需要的高度，驅(qū)動力不需要那么大，這時就應(yīng)當從驅(qū)動功率中分出多余的給液壓糸統(tǒng)。國外應(yīng)用的全液壓裝載機或者在液力傳動裝載機上裝用變量液壓糸統(tǒng)，就是依據(jù)于此。而國內(nèi)外最大的差距就在于傳動糸統(tǒng)上，根源在于從原材料供應(yīng)、加工工藝和行業(yè)組織流通這整個機械工業(yè)的落后。也就是說國內(nèi)造不出(或者是照虎畫出了貓)，要好的就要用高價進口。不信你看所謂高檔機型的發(fā)動機變速箱橋等不是進口就是授權(quán)生產(chǎn)的，單價不高才怪。目前純國產(chǎn)裝載機還能有一些生存空間，靠的是低價而從長遠來看，外資品牌正在一點點蠶食著這一空間。如果人民幣幣值抬高，也就是人民幣國際上更值錢，使洋品牌的價位降到只比國產(chǎn)高30%-50%，對國產(chǎn)裝載機將是滅頂之災(zāi)。痛苦的變革終究會來的。
全液壓裝載機無疑是最符合節(jié)能要求的，因為液壓系統(tǒng)能輕易地改變功率分配，實現(xiàn)按需供給的理想狀態(tài)。但它的成本和售價使它不適應(yīng)中國國情。高效率三元件變矩器和定軸變速箱是當前的合理選擇之一。原來的雙渦輪變矩器和超越離合
器，一方面分割了變矩器內(nèi)部液流效率低，另一方面兩個渦輪間的轉(zhuǎn)速(矩)不同造成了換檔沖擊使整體壽命縮短。因為一二級渦輪結(jié)構(gòu)上沒有保證一個轉(zhuǎn)一個不轉(zhuǎn)的設(shè)計，在泵輪上出來的高速液流始終會作用在兩個渦輪上想推動它們以同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。變量液壓系統(tǒng)需要的變量柱塞泵比定量齒輪泵價格高，定變量系統(tǒng)是一種不錯的替代方案。它是用增大流量的辦法來增大輸送給動臂油缸的液壓功率加快升臂速度。其實還可以有另一種辦法，就是在多路閥上采用手動控制先導(dǎo)溢流閥使單獨提升動臂時系統(tǒng)壓力提高至18-20Mp，同樣能達到目的。在采用單手柄先導(dǎo)操作的機型中，如果能用挖掘機那樣的并聯(lián)多路閥用抗實現(xiàn)轉(zhuǎn)向和工作裝置的按需分配，對節(jié)能也將有很大貢獻，并使自動放平功能不再是必要。在采用濕式橋的機型中，制動產(chǎn)生的大量熱能如采用液壓油的回流帶走散發(fā)，必然多耗能，反倒不如用液壓驅(qū)動干式橋結(jié)構(gòu)用液壓系統(tǒng)提供壓力能空冷散熱簡單可靠。常用是從轉(zhuǎn)向泵提取部分壓力油存儲在蓄能器中作為制動源。從雙來神挖那得到的啟示，制動壓力油也可以從動臂下降時的回油中提取，不會干擾轉(zhuǎn)向操作。

這里單獨說一下流量放大轉(zhuǎn)向和雙泵合流轉(zhuǎn)向優(yōu)向兩種轉(zhuǎn)向糸統(tǒng)的個人評價。這兩種糸統(tǒng)中的轉(zhuǎn)向器的作用是不同的。流量放大系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)向器被用作先導(dǎo)壓力的開關(guān)和調(diào)速信號源，其中通過的是低壓的先導(dǎo)油路，司機手感雖然輕但對轉(zhuǎn)向角度的控制感(采用先導(dǎo)油路都多少有滯后，而此糸統(tǒng)轉(zhuǎn)向油缸動作猛烈)差。因為轉(zhuǎn)向器本身的結(jié)構(gòu)使它在傳輸油壓時的波動本來就大，打個比方，把一根和好的濕面條從一對齒輪間和從一對壓面輥間通過有什么差別？雙泵合流轉(zhuǎn)向優(yōu)先的轉(zhuǎn)向器中流過的是高壓油，轉(zhuǎn)向器直接分配高壓油進入轉(zhuǎn)向油缸的流量大小和大小，此種轉(zhuǎn)向用個詞形容就是硬朗，但需要轉(zhuǎn)的圈數(shù)多且手感要重些。而且流量放大轉(zhuǎn)向糸統(tǒng)需要用高質(zhì)量的零部件來支持它的功能。國外的手柄轉(zhuǎn)向，其實在先導(dǎo)式多路閥上添加一根轉(zhuǎn)向糸統(tǒng)閥芯，用在挖掘機上手柄操控多路閥的方式就能實現(xiàn)。
就先想到這么多，不恰當?shù)牡胤秸埓蠹抑刚?。明天開始又要昏天黑地的搶工期，甲友們的回復(fù)可能不能及時回應(yīng)，多諒解。哦，差點漏了。管理員能不能問一下，那家廠商要招試車員，有什么要求？