機械驅(qū)動振動壓路機今后發(fā)展方向展望
我國壓實機械的發(fā)展經(jīng)歷了十分漫長的過程,最早的是機械傳動式靜作用壓路機,直到現(xiàn)
在依然是壓實機械中一支主力軍;全液壓振動壓路機的引進和推廣應(yīng)用是在八十年代中期,是
人們對振動的認識、控制技術(shù)、液壓技術(shù)、動力系統(tǒng)發(fā)展成熟的結(jié)果,該系列產(chǎn)品處于壓實機
械前沿,是引導(dǎo)市場的主力軍;而機械驅(qū)動振動壓路機則是全液壓振動壓路機與機械傳動式靜
作用壓路機結(jié)合的產(chǎn)物。有必要說明的是,我國是一個比較特殊的市場,大部分用戶的購買能
力和使用水平還不是很高,機械驅(qū)動的單鋼輪振動壓路機便是具有中國特色的產(chǎn)品,是我國振
動壓路機發(fā)展過程中一段精彩的、目前還在隆重上演的插曲,它不僅已經(jīng)并將繼續(xù)為我國公路
建設(shè)作出積極的貢獻,而且還將為出口東南亞市場提供一種性價比十分適宜、極具競爭力的壓
實機械。
機械驅(qū)動振動壓路機簡稱“J”系列壓路機,國內(nèi)幾乎所有生產(chǎn)壓路機的工廠均生產(chǎn)該系
列產(chǎn)品,它的優(yōu)點是低成本,配套件基本上國內(nèi)配套,便于組織生產(chǎn),性能價格比比較合理。
雖然該系列機型壓實效果與同噸位液壓驅(qū)動壓路機相比存在著明顯不足:存在擁土,面層壓實
質(zhì)量不高等缺陷,但因其低廉的價格,深受廣大用戶的歡迎。隨著技術(shù)的進步、道路施工工藝
的完善、合理和人們對設(shè)備的理性認識,帶有先天不足的“J”系列振動壓路機早晚會完成其
歷史賦予的使命,退出市場。
基于目前的國情,“J”系列振動壓路機依然有巨大的市場空間,各個生產(chǎn)廠家均不遺
余力打造各自的品牌,策劃各種積極的營銷手段,強占有限的市場分額。故該系列產(chǎn)品競爭的
殘酷性是顯而易見的。弱肉強食,適者生存是市場的規(guī)則,再經(jīng)過若干年市場的洗禮,保留下
來的將是技術(shù)含量最高,功能齊全,人機結(jié)合最為緊密,智能化程度很高的精品;隨著社會經(jīng)
濟實力的不斷提高,其火熱的市場將會降溫?!埃省焙稳ズ螐?,如何發(fā)展將是擺在面前的最大
課題,做精做細可以延長其壽命,但不利于技術(shù)進步,甚至?xí)璧K高新技術(shù)的發(fā)展;不做改
進,任其發(fā)展,又無法面對市場。權(quán)衡利弊,改造各系統(tǒng),提高其可靠性乃當(dāng)務(wù)之急
“J”系列振動壓路機主要有三個大系統(tǒng),振動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)。每個系統(tǒng)不
同的配置,不同的外觀造型和操縱的舒適性差異形成高、中、低三個不同檔次的機型。每個檔
次的主機均有相對的客戶群體。中檔和低檔主機的銷售大于高檔,高檔機型需要市場的進一步
培育。從現(xiàn)象上看,社會認可的是價格性能比較合理的中低檔機型,說明用戶已進入理性消費
階段。那么什么樣的配置是今后發(fā)展的方向呢?根據(jù)多年的工作經(jīng)驗和對市場的觀察、了解,
提出下面的觀點供商榷。
振動系統(tǒng):目前存在兩種類型,一種是開式系統(tǒng),采用的是國產(chǎn)齒輪泵馬達(低配置),
近幾年為了提高其可靠性,部分生產(chǎn)廠家采用了進口的齒輪泵馬達(中配置)。該系統(tǒng)基本上
是在CA25振動壓路機的振動系統(tǒng)上改進設(shè)計而來,可靠性的差異較大,泵、馬達、閥均存
在不同程度的不足。另一種為閉式系統(tǒng),柱塞泵馬達基本上依賴進口,可靠性得到足夠的保
障,隨著液壓技術(shù)不斷發(fā)展,泵馬達高度集成化使得該系統(tǒng)看上去非常簡捷、明快。該系統(tǒng)基
本上是在CA51振動壓路機的振動系統(tǒng)的基礎(chǔ)上演變而來,僅僅根據(jù)不同噸位、不同偏心力
矩要求調(diào)整泵馬達排量和承載系列。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)電控化,數(shù)據(jù)采集和處理及早期故障診斷
均可實現(xiàn),智能化是今后發(fā)展方向。每一個生產(chǎn)廠的振動系統(tǒng)雖然有差異,但基本原理是相同
的,元件的品牌和排量存在差異,智能控制程度和檢測報警修復(fù)控制手段上存在差異。
轉(zhuǎn)向系統(tǒng):該系統(tǒng)各廠的機型大同小異,基本上采用CA25振動壓路機的轉(zhuǎn)向系統(tǒng),隨
著噸位的增大,轉(zhuǎn)向器的排量有所變化,每個生產(chǎn)廠家該系統(tǒng)運用的均非常成熟,差異在元件
的可靠性、裝配等方面。數(shù)據(jù)采集和處理及早期故障診斷均可實現(xiàn)。發(fā)展方向也是智能化。
振動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與全液壓壓路機幾乎無差異,國產(chǎn)元件存在不足,但維修性、經(jīng)濟
性、抗污染性是長期配套的原因之一。
傳動系統(tǒng):壓路機動力裝置與驅(qū)動機構(gòu)之間的傳動部件總稱為傳動系統(tǒng)。該系統(tǒng)各廠存在
的差異最大,也是該系列壓路機最能體現(xiàn)技術(shù)含量和特征的明顯標(biāo)記。傳動形式和類型的先進
與否是衡量該系列壓路機高、中、低檔主要因素之一,也是引導(dǎo)產(chǎn)品今后發(fā)展的決定因素。傳
動系統(tǒng)的設(shè)計總要求如下:
(1)傳動系統(tǒng)設(shè)計的一般要求:傳動系統(tǒng)應(yīng)能實現(xiàn)其功能要求,并有較高的傳動效率。
以保證壓路機具有較高的生產(chǎn)效率和最佳動力經(jīng)濟性。
(2)壓路機對傳動系統(tǒng)的特殊要求:由于壓路機往復(fù)循環(huán)作業(yè)及對壓實質(zhì)量的要求,其
傳動系統(tǒng)應(yīng)保證壓路機在兩個行駛方向能重復(fù)調(diào)節(jié)速度,并具有前后相等(或相近)且均勻的
作業(yè)速度。
(3)傳動系統(tǒng)的操作性能要求:壓路機傳動系統(tǒng)的操縱應(yīng)力求工作可靠和操作簡便,并
盡量減少操作手柄的數(shù)量。
(4)其它要求:壓路機的傳動系統(tǒng)應(yīng)具有高的工作可靠性與使用壽命,并且制造經(jīng)濟性
要好。在設(shè)計和制造方面,應(yīng)便于裝配,傳動噪音低,傳動平穩(wěn),并杜絕漏油現(xiàn)象。
2.壓路機傳動型式的選擇傳動系統(tǒng)是壓路機上最復(fù)雜的結(jié)構(gòu)系統(tǒng),它涉及到了機、電、
液知識領(lǐng)域的每一個分支。各種工程車輛傳動型式的選擇除了傳統(tǒng)的經(jīng)濟因素(如價格、使用
費等)之外,已開始重視社會因素(如排放、噪音等)及能源因素(燃料經(jīng)濟性)等。今后隨
著對新能源、新動力裝置的探索,傳動系統(tǒng)本身的新結(jié)構(gòu)、新產(chǎn)品也會不斷地向前發(fā)展。
根據(jù)壓路機的工況要求、目標(biāo)成本及技術(shù)可行性,傳動型式目前共有機械傳動、液壓傳
動、液力傳動、電氣傳動、聯(lián)合傳動等多種傳動形式。
對機械驅(qū)動的壓路機來說,液壓傳動方式、電氣傳動、聯(lián)合傳動不予考慮,不然就失去
“J”自身的特點。
液力傳動雖能實現(xiàn)傳動平穩(wěn)和在一定范圍內(nèi)無級調(diào)速,但液力傳動的這種自適應(yīng)性調(diào)速正
是壓實作業(yè)一個不可克服的缺點。特別是對振動壓路機,因為驅(qū)動阻力變化引起的碾壓速度不
均勻會直接影響鋪筑材料壓實度的均勻性,甚至造成局部材料離析和過壓實。
機械傳動目前仍然是最主要傳動型式。即便是其它的傳動型式,也多是與機械傳動一起構(gòu)
成一個總的傳動系統(tǒng),如液壓——機械傳動、液力一機械傳動和電氣一機械傳動。
對于機械傳動,還應(yīng)當(dāng)決定其換檔方式是采用人力換檔還是動力換檔,或者電液操縱換
檔、或者電液氣聯(lián)合操縱換檔。應(yīng)當(dāng)說明的是,動力換檔與液力傳動并非一定之規(guī)的搭檔,動
力換檔與主離合器聯(lián)姻也不失為一種壓路機行走驅(qū)動的傳動方案。
在機械傳動系中,有的是變速器與驅(qū)動橋分開安裝,也有的是將變速器與驅(qū)動橋共同組成
一個組合式變速箱或組合式驅(qū)動橋。
壓路機的最終傳動有開式傳動和閉式傳動。閉式傳動一般都使用行星減速器,齒輪的潤滑
條件好,傳動件體積也小,但加工工藝較為復(fù)雜,制造成本高。開式齒輪傳動的工作條件差,
制造與維修技術(shù)比較簡單。
目前傳動形式基本上存在三種類型,動力箱加橋、汽車箱加橋、箱橋合一加側(cè)傳動。前兩
種是閉式傳動,后一種是開式傳動。下面就三種類型談?wù)剛€人的思路。
動力箱加后橋的傳動形式(高配置),即動力換檔與主離合器聯(lián)姻的一種壓路機行走驅(qū)動
的傳動方案。該類型最大優(yōu)點是最大限度的簡化了操縱,變速、換向操縱為電液控制,極大地
減輕了操縱力,人機工程結(jié)合最理想的形式,并且完全可以實現(xiàn)電控化,為將來智能化控制奠
定基礎(chǔ)。該類型的傳動是目前的最新配置,也是壓路機傳動方式的大膽嘗試??梢哉f是用高新
技術(shù)和先進適用技術(shù)改造現(xiàn)有產(chǎn)品的典范。徐工的XSM系列的動力箱采用ZF技術(shù),輸入的
功率不小于100Kw,扭拒大于800N.m,轉(zhuǎn)速2600r/min,該參數(shù)可以涵蓋
目前該系列最大噸位壓路機的要求,并且速比較大,給選擇柴油機提供極大的空間,可以說幾
乎所有該功率段的工程用柴油機均可使用。振動的取力點為柴油機動力輸出點,振動與行走無
關(guān)。另外離合、剎車的保護電路,是動力箱內(nèi)的離合器最安全工作的保障。另外廠家的18J
配套國產(chǎn)自制動力箱,采用電、氣、液聯(lián)合控制,同樣簡化了操縱,人機工程結(jié)合也比較理
想,箱的輸入功率、扭拒、轉(zhuǎn)速可以滿足大噸位壓路機的需求,但速比較小,柴油機與動力箱
之間過渡分動箱,箱橋之間再加減速箱來滿足整機速度要求,配套件較多,集成度不夠。振動
的取力在分動箱上,在主離合切斷動力輸出時,振動泵將停止工作,這樣對泵的沖擊較大,使
用壽命將會降低。該車無離合、剎車保護,誤操作有可能對動力箱的沖擊是致命的。市場質(zhì)量
反饋可以看出,我們的疑點就是反饋的焦點。
動力箱傳動存在生產(chǎn)成本較高,技術(shù)含量較高,社會認可和接受還有一個過程;電控方面
可靠性不高,直接影響整機可靠性,給維修帶來不利的負面影響。該配置能否成為主力軍的關(guān)
鍵在于電控部分質(zhì)量的穩(wěn)定性,但動力箱代表了該系列壓路機技術(shù)進步,況且市場逐漸接受,
徐工、三明相繼推出配置動力箱的主機被業(yè)內(nèi)人士看好,并且銷售快速度增長著。
汽車箱加橋的傳動形式(中檔),源于汽車傳動。該結(jié)構(gòu)是目前大多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)采用的傳
動形式,特別是生產(chǎn)裝載機的企業(yè)生產(chǎn)的壓路機基本上采用該結(jié)構(gòu),操縱部分采用了同步器換
向和變速,與傳統(tǒng)的變速機構(gòu)、換向、差速操縱相比一是簡化,二是輕便,與汽車的操縱相差
不大。從簡化操縱的角度看,達到了減輕勞動強度的目的。變速箱均是在汽車箱的基礎(chǔ)上,按
照壓路機的特殊工況單獨設(shè)計的,強度上類比與汽車,可靠性高是其最大的優(yōu)點。該機構(gòu)也是
該系列壓路機最近幾年采用的傳動方式,潛力較大,生產(chǎn)成本較低,故障相對較少,維修成本
也低。但不能實現(xiàn)電控,將來無法實現(xiàn)智能化控制。
市場需求的產(chǎn)品,在保證性能的前提下,可靠性最為重要。故汽車箱加橋的傳動形式成為
市場的主力軍也就不足為奇。
箱橋合一的機械箱加側(cè)傳動的形式(低配置),是該系列傳統(tǒng)的傳動方式,廣泛應(yīng)用于機
械傳動式靜作用壓路機和“J”系列振動壓路機,可靠性方面得到充分的驗證。從10噸到2
1噸壓路機均采用該箱,幾十年來該傳動系統(tǒng)為社會作出了巨大的貢獻,擁有量巨大。因不帶
同步器,操縱方面存在明顯的不足,操縱機構(gòu)多,操縱力大,勞動強度高,人機工程結(jié)合的不
理想。特別是該箱采用的差速器是采用傘齒輪式差速器,帶有手動差速連鎖裝置。整體結(jié)構(gòu)較
大,操縱機構(gòu)復(fù)雜,影響操縱困難的因素較多,易造成誤操縱,維修性較差。生產(chǎn)制造周期較
長,不便于專業(yè)化生產(chǎn),因加工設(shè)備及制造工藝等方面的諸多因素限制,制造質(zhì)量存在明顯的
不足,噪音較大。因此該傳動形式將要慘遭淘汰命運不會改變。笨重的機械換檔、倒順操縱、
差速操縱將被電磁閥、氣閥或輕便的機械變速手柄取代。簡化操縱,減輕操縱力,提高駕駛?cè)?
員的舒適性是今后該系列產(chǎn)品主要發(fā)展方向。
最后是外觀造型的個性化、作業(yè)環(huán)境的優(yōu)越化及連接簡易化將是今后包含“J”系列在內(nèi)
的所有壓路機的共同的發(fā)展趨勢。具體體現(xiàn)在:美學(xué)與工程機械嫁接,外觀造型的流暢、簡
捷、充滿個性;駕駛空間寬敞、明亮及空調(diào)技術(shù)運用,為駕駛?cè)藛T提供溫馨的作業(yè)環(huán)境,降低
勞動強度,減輕疲勞;保養(yǎng)與維修作業(yè)空間布置趨于合理,接近性能不斷提高等方面。