元芳你怎么看補(bǔ)記

首先感謝甲友們對(duì)前一帖的關(guān)注和回復(fù)，作為一線的機(jī)手時(shí)間不是能自由安排，不能及時(shí)一一回應(yīng)，謹(jǐn)向各位致以真誠的歉意。近期國Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn)將用于工程機(jī)械設(shè)備，節(jié)能是一項(xiàng)必要的舉措和技術(shù)進(jìn)步的必然結(jié)果，綜合前貼中的遺漏和對(duì)新技術(shù)的一些個(gè)人認(rèn)知，寫了這篇補(bǔ)記。這一次，依然按從前到后的順序來展開。
出于對(duì)裝載機(jī)設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)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(shí)世界抽象化，或者說把研究對(duì)象認(rèn)定為靜滯不變，這與事物的動(dòng)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(jī)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(jì)算，與現(xiàn)實(shí)中運(yùn)用機(jī)器的實(shí)際狀態(tài)就不符。實(shí)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(diǎn)，個(gè)人經(jīng)驗(yàn)也證實(shí)底銷越低的機(jī)型平場(chǎng)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(duì)抗磨損。底銷中心較高的鏟斗前傾，斗齒尖在驅(qū)動(dòng)力作用下就有向下刺進(jìn)的作用，物料逐漸堆積的重力和摩擦阻力又會(huì)加重這一趨勢(shì)，如果地面不夠堅(jiān)硬，不做調(diào)整的一直在同一地點(diǎn)鏟料就是全新車也會(huì)鏟出一個(gè)洼坑，時(shí)間越久，距離越長(zhǎng)，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(huì)使立即使這種偏離向上(下)方迅速加大，對(duì)應(yīng)的操作就要眼疾手快。這一設(shè)計(jì)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(jì)的單搖臂Z形連桿的工作裝置鏟斗和大臂鉸接點(diǎn)與斗底平面的距離都較大，而Z形連桿機(jī)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(jī)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(huì)導(dǎo)致工作裝置在硬度差些的場(chǎng)地平場(chǎng)時(shí)不好用，不是往深鉆就是向上漂。這樣的設(shè)計(jì)，依據(jù)的只是在較硬實(shí)的地面鏟裝的單一工況，似乎裝載機(jī)只能干這一種活，和字面意思一樣。

裝載機(jī)在鏟裝、堆積物料，物料阻力大到使輪胎接近實(shí)際驅(qū)動(dòng)力，因輪胎驅(qū)動(dòng)力受地面狀態(tài)影響并不總能達(dá)到理論值，這時(shí)就需要用較大的動(dòng)臂提升力來使鏟斗能突破物料包圍完成作業(yè)。較大的動(dòng)臂提升力更易完成聯(lián)合鏟裝動(dòng)作，不過分依賴于輪胎驅(qū)動(dòng)力因而使輪胎摩損減輕廷長(zhǎng)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(jì)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(diǎn)在于鏟裝推平時(shí)有較好的鏟斗保持能力和較大的動(dòng)臂提升力。缺點(diǎn)也很明顯，由于兩搖臂分隔距離遠(yuǎn)(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(qiáng)。但限于液壓油路設(shè)計(jì)為強(qiáng)制同步，在偏載時(shí)兩個(gè)鏟斗油缸不能實(shí)現(xiàn)負(fù)重側(cè)力量的自動(dòng)加大，另一側(cè)自動(dòng)減小，就會(huì)使鏟斗扭曲加速多個(gè)軸銷和套的磨損。動(dòng)臂支承用腰軸式，用的軸銷和套都很細(xì)小，負(fù)荷應(yīng)力大，在應(yīng)對(duì)外負(fù)載的反向力時(shí)油缸大腔至多路閥的通路受壓高，對(duì)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(qiáng)筋。直形動(dòng)臂臥式油缸實(shí)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(shí)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(gè)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(duì)完美，有利就有有敝，只在于各自的比例。所以個(gè)人認(rèn)為在5噸級(jí)重載車型上應(yīng)當(dāng)采用像卡特990H那樣的動(dòng)臂形式(搖臂可單可雙，動(dòng)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(dòng)臂形式。至于為什么現(xiàn)在單搖臂直形動(dòng)臂越來越普遍？原因在于國內(nèi)在引進(jìn)這類結(jié)構(gòu)時(shí)，進(jìn)行壓低成本改動(dòng)。和國外原版的比較包括省略了動(dòng)臂必要的弧度、動(dòng)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(xiàng)和時(shí)間短了，但液壓功率轉(zhuǎn)化為工作裝置輸出的驅(qū)動(dòng)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(dòng)臂油缸是近似水平的

細(xì)節(jié)顯出廠家對(duì)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(jī)正逐漸贏得市場(chǎng)的認(rèn)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(dòng)力總成向后移，相應(yīng)對(duì)鉸接傳動(dòng)軸作必要的改動(dòng)，那它就能更平穩(wěn)。
節(jié)能就意味著運(yùn)行成本的下降，利潤(rùn)上升。節(jié)能并不是說運(yùn)行過程需要的功率小了，它是指?jìng)鬏斶^程中的損耗少了，同等發(fā)動(dòng)機(jī)功率能完成更多的工作量了。要實(shí)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(duì)各分時(shí)段各分糸統(tǒng)對(duì)功率的需求，使傳動(dòng)系統(tǒng)能適應(yīng)能保障它的實(shí)現(xiàn)。發(fā)動(dòng)機(jī)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(gè)此消彼漲的動(dòng)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(shí)，驅(qū)動(dòng)力消耗了全部動(dòng)力；工作裝置一動(dòng)作，就會(huì)從總量中分走一部分至液壓糸統(tǒng)。裝滿料倒車時(shí)驅(qū)動(dòng)力重新占用全部動(dòng)力。舉斗對(duì)向車廂時(shí)，需要盡快并升鏟斗至需要的高度，驅(qū)動(dòng)力不需要那么大，這時(shí)就應(yīng)當(dāng)從驅(qū)動(dòng)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(jī)或者在液力傳動(dòng)裝載機(jī)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(dòng)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(gè)機(jī)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(jià)進(jìn)口。不信你看所謂高檔機(jī)型的發(fā)動(dòng)機(jī)變速箱橋等不是進(jìn)口就是授權(quán)生產(chǎn)的，單價(jià)不高才怪。目前純國產(chǎn)裝載機(jī)還能有一些生存空間，靠的是低價(jià)而從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，外資品牌正在一點(diǎn)點(diǎn)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(jià)位降到只比國產(chǎn)高30%-50%，對(duì)國產(chǎn)裝載機(jī)將是滅頂之災(zāi)。痛苦的變革終究會(huì)來的。
全液壓裝載機(jī)無疑是最符合節(jié)能要求的，因?yàn)橐簤合到y(tǒng)能輕易地改變功率分配，實(shí)現(xiàn)按需供給的理想狀態(tài)。但它的成本和售價(jià)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(dāng)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(gè)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?yàn)橐欢?jí)渦輪結(jié)構(gòu)上沒有保證一個(gè)轉(zhuǎn)一個(gè)不轉(zhuǎn)的設(shè)計(jì)，在泵輪上出來的高速液流始終會(huì)作用在兩個(gè)渦輪上想推動(dòng)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(jià)格高，定變量系統(tǒng)是一種不錯(cuò)的替代方案。它是用增大流量的辦法來增大輸送給動(dòng)臂油缸的液壓功率加快升臂速度。其實(shí)還可以有另一種辦法，就是在多路閥上采用手動(dòng)控制先導(dǎo)溢流閥使單獨(dú)提升動(dòng)臂時(shí)系統(tǒng)壓力提高至18-20Mp，同樣能達(dá)到目的。在采用單手柄先導(dǎo)操作的機(jī)型中，如果能用挖掘機(jī)那樣的并聯(lián)多路閥用抗實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向和工作裝置的按需分配，對(duì)節(jié)能也將有很大貢獻(xiàn)，并使自動(dòng)放平功能不再是必要。在采用濕式橋的機(jī)型中，制動(dòng)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(dòng)干式橋結(jié)構(gòu)用液壓系統(tǒng)提供壓力能空冷散熱簡(jiǎn)單可靠。常用是從轉(zhuǎn)向泵提取部分壓力油存儲(chǔ)在蓄能器中作為制動(dòng)源。從雙來神挖那得到的啟示，制動(dòng)壓力油也可以從動(dòng)臂下降時(shí)的回油中提取，不會(huì)干擾轉(zhuǎn)向操作。

這里單獨(dú)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(gè)人評(píng)價(jià)。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(hào)源，其中通過的是低壓的先導(dǎo)油路，司機(jī)手感雖然輕但對(duì)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(dòng)作猛烈)差。因?yàn)檗D(zhuǎn)向器本身的結(jié)構(gòu)使它在傳輸油壓時(shí)的波動(dòng)本來就大，打個(gè)比方，把一根和好的濕面條從一對(duì)齒輪間和從一對(duì)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(jìn)入轉(zhuǎn)向油缸的流量大小和大小，此種轉(zhuǎn)向用個(gè)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(shí)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(jī)上手柄操控多路閥的方式就能實(shí)現(xiàn)。
就先想到這么多，不恰當(dāng)?shù)牡胤秸?qǐng)大家指正。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(shí)回應(yīng)，多諒解。哦，差點(diǎn)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？