近幾年突飛猛進發(fā)展的中國“微型裝載機”
編者按:為使讀者能全方位的了解小型裝載機的情況,本刊特邀請中國裝載機行業(yè)著名專家劉良臣先生,就小裝的歷史及技術(shù)現(xiàn)狀作一系統(tǒng)介紹,并對小裝的未來發(fā)展作一深入探討。
按傳統(tǒng)分類法,我國裝載機分為小型、中型、大型、特大型共4大類: ZL10(1t)~ZL20(2t)為小型,其主導(dǎo)機型為ZL15; ZL30(3t)~ZL60(6t)為中型,其主導(dǎo)機型為ZL50、ZL30、ZL40; ZL80(8t)~ZL100(10t)為大型,其主導(dǎo)機型為ZL80; ZL100(10t)以上機型為特大型。目前世界上最大的特大型裝載機發(fā)動機功率已達1200kW以上,斗容31m3以上,中國目前還沒有特大型裝載機。
從2002年開始,我國ZL10(1t)型以下的裝載機迅速發(fā)展起來,主要有ZL04(0.4t)、ZL05(0.5t)、ZL06(0.6t)、ZL07(0.7t)、ZL08(0.8t)等。這些裝載機與以往的ZL10型以上的有很大不同, 為了與ZL10~ZL20小型裝載機區(qū)別,在此就把它們叫“微型裝載機”(簡稱“微裝”)。
2005年中國裝載機產(chǎn)銷量已達11萬~12萬臺(不含微裝),占據(jù)世界裝載機的大半壁江山。由于微型裝載機發(fā)展時間非常短,人們對其還比較陌生,但市場卻已經(jīng)非常紅火。2002-2006年,不到5年時間就發(fā)展到了6萬~8萬臺,比通常所說的普通裝載機“十五”期間“井噴式”超高速發(fā)展還要快得多。下面本文就將我國微型裝載機這幾年從起步到突飛猛進地發(fā)展情況作一簡單介紹。
1 微型裝載機發(fā)展概況
任何產(chǎn)品之所以能產(chǎn)生及發(fā)展,都是市場需求驅(qū)動的結(jié)果,微型裝載機的誕生及發(fā)展也毫不例外。
我國從“八五”以后,國民經(jīng)濟建設(shè)持續(xù)高漲,城市化、城鎮(zhèn)化進程不斷加速,勞動力的需求越來越緊缺,勞動力成本越來越高,急需一種既機動靈活,又價廉物美的機器設(shè)備來取代高成本、低效率的手工勞動,在這樣的歷史背景下,微型裝載機就應(yīng)運而生了。
20世紀90年代中后期,山東濰坊用小型拖拉機裝上工作裝置改裝成裝載機用來鏟鹽、裝煤等,由于市場不好,到90年代末基本停止了。就在這時,中國的小型挖掘機已經(jīng)迅速發(fā)展起來。由靠農(nóng)機配件發(fā)展起來的“青州市凱豐工程機械有限公司”也進入了小型挖掘機行業(yè),由于種種原因該公司的小型挖掘機市場打不開,公司的生產(chǎn)能力過剩。從2002年開始,該公司從濰坊買來了用拖拉機改裝的微型裝載機圖紙,改為裝載機專用底盤,生產(chǎn)型號為KF-04(即ZL04,0.4t)型微型裝載機,該產(chǎn)品剛面市就供不應(yīng)求。山東青州市在凱豐公司的帶動下,很多中小型企業(yè)看到了微裝美好的市場前景而紛紛加入。到目前為止,青州市微裝制造企業(yè)已超過100家,產(chǎn)銷量過萬臺。在青州的影響下,萊州市的微型裝載機也蓬勃發(fā)展起來。
山東青州、萊州許多拖拉機制造企業(yè)、建筑翻斗車制造企業(yè)、原來的小型裝載機制造企業(yè)等紛紛進入微裝行業(yè)。并從青州、萊州很快輻射到泰安、聊城、濰坊、臨沂、德州、青島等地。同時從山東又快速發(fā)展到福建、河南、河北、安徽、江蘇等省,形成了超過1000家制造企業(yè)的微裝小行業(yè)。
2 微型裝載機的基本結(jié)構(gòu)
2.1 微裝結(jié)構(gòu)的發(fā)展變化
2002年以前就已經(jīng)有這種由拖拉機改裝的微裝,由于性能太差,一直未得到發(fā)展。在此基礎(chǔ)上,仍用這種箱橋一體的拖拉機傳動裝置,設(shè)計了專用底盤(車架)的微裝,但其底盤(車架)仍為整體剛性式,仍為前輪轉(zhuǎn)向,后輪驅(qū)動。這種微裝比拖拉機改裝的性能有了很大的提高,但這種微裝單橋驅(qū)動、整體式車架牽引力小,作業(yè)效率低,轉(zhuǎn)彎半徑大,機動靈活性差,已逐步被鉸接式轉(zhuǎn)向、四輪驅(qū)動的微裝所取代。
開始由于省錢,只作了一個簡單駕駛蓬,但由于司機的勞動條件太差,也逐步被淘汰了。目前的微裝的全封閉駕駛室,逐步演變成與普通裝載機接軌的真正意義上的微型裝載機。目前大多數(shù)微裝在價格增加不多的情況下,外觀造型都比較美觀,性能有了很大改善,作業(yè)效率也有很大提高,因此用戶迅速擴大,發(fā)展非常快。
2.2 當(dāng)前微裝的主要結(jié)構(gòu)型式
目前我國大量生產(chǎn)的微型裝載機基本為輪式,已經(jīng)沒有拖拉機的痕跡,成為真正意義上的裝載機。它具備了現(xiàn)代裝載機的基本結(jié)構(gòu),這些基本結(jié)構(gòu)主要包括以柴油機為動力、四輪驅(qū)動、液壓操縱、鉸接式全液壓動力轉(zhuǎn)向、液壓制動、先進的單搖臂“Z”形連桿機構(gòu)的工作裝置及鉸接式前后車架等。配有電氣系統(tǒng)、駕駛室、復(fù)蓋件及帶機械離合器的機械式變速箱等。工作裝置與普通裝載機的基本相同,有的產(chǎn)品經(jīng)過計算機優(yōu)化設(shè)計,結(jié)構(gòu)比較先進。駕駛室內(nèi)部不密封,也不帶空調(diào)及內(nèi)裝飾,但駕駛室及復(fù)蓋件外觀大都像普通裝載機一樣美觀。電氣系統(tǒng)只有啟動和照明,很簡單。制動系統(tǒng)是一個不帶動力的液壓泵,直接由司機腳踏制動泵產(chǎn)生壓力油進行制動。
下面將重點介紹目前我國微裝的核心部件——傳動系統(tǒng)和液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
(1) 微裝的傳動系統(tǒng)。
目前我國大多數(shù)微裝的傳動系統(tǒng)主要由機械式變速箱、帶機械式離合器的皮帶輪、前后驅(qū)動橋、前后傳動軸等組成。動力傳至皮帶輪,通過離合器傳至變速箱,變速箱通過前后傳動軸再傳至前后驅(qū)動橋,從而驅(qū)動車輪行駛。變速箱為機械式,每次換擋必須踩離合器。驅(qū)動橋具有一級帶差速器的主減速器,沒有輪邊減速器,其行車制動器為鼓式。傳動軸與普通裝載機傳動軸結(jié)構(gòu)型式相同。
(2) 微裝的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
微裝的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要由工作液壓系統(tǒng)及轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)兩部分組成。工作液壓系統(tǒng)主要包括分配閥、轉(zhuǎn)斗油缸、動臂油缸組成。轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)主要由全液壓轉(zhuǎn)向器及轉(zhuǎn)向油缸組成。液壓油散熱器、液壓油箱、濾油器及齒輪油泵等為兩個液壓系統(tǒng)共用。由齒輪油泵來的液壓油通過分配閥再進入轉(zhuǎn)向器,轉(zhuǎn)向器回油至散熱器,散熱后再回油箱。其結(jié)構(gòu)及工作原理與普通裝載機基本類似。分配閥與普通裝載機分配閥基本相同,由裝在該閥上的溢流閥來控制液壓系統(tǒng)的系統(tǒng)壓力。與普通裝載機分配閥稍有不同的是,普通裝載機的分配閥動臂油缸滑閥為4個位置,而該分配閥只有3個位置,少一個浮動位置。全液壓轉(zhuǎn)向器帶有控制系統(tǒng)壓力的閥塊。有的微裝液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)多裝一個優(yōu)先閥,通過優(yōu)先閥優(yōu)先向轉(zhuǎn)向器供油,不轉(zhuǎn)向時泵的全部流量供工作裝置,使大量的油不全部通過轉(zhuǎn)向器,使發(fā)熱及能量損失減少,該系統(tǒng)比較合理。但多一個優(yōu)先閥,結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜,成本會增加,因此目前絕大多數(shù)微裝仍采用圖4所示的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
2.3 微裝與普通裝載機的主要差別
裝載機主要是靠主機產(chǎn)生的牽引力及工作裝置產(chǎn)生的掘起力來工作,微裝與普通裝載機的作業(yè)方式是相同的,它們之間的主要差別是在結(jié)構(gòu)和技術(shù)水平上。
(1) 結(jié)構(gòu)方面。
微裝與普通裝載機相比,因制造成本的巨大差別,因此在結(jié)構(gòu)上存在很大差別。主要差別在:
① 動力系統(tǒng)雖然都采用柴油機,微裝為降低成本主要用單缸柴油機,有少量的雙缸或4缸柴油機,而普通裝載機主要用6缸柴油機,有部分4缸柴油機。
② 微裝的核心部件變速箱用的是帶機械離合器的機械式變速箱,而普通裝載機主要采用帶液力變矩器的液力機械變速箱,傳動同樣功率比機械式要貴1~1.5倍以上。
(2) 技術(shù)水平方面。
微裝的工作裝置基本上與目前的普通裝載機在同一個技術(shù)水平上,鉸接式全液壓動力轉(zhuǎn)向,外觀造型及外形制造的差別不大。在技術(shù)水平上差距最大的是變速箱。20世紀40年代變矩器出現(xiàn)以前,裝載機變速箱全部是機械傳動。變矩器出現(xiàn)后,由于其性能優(yōu)越,帶變矩器的液力機械變速箱很快取代了機械式變速箱,這是世界裝載機發(fā)展史上一次重大的技術(shù)革命,到目前已經(jīng)完全淘汰了機械式變速箱。因此,目前微裝所用的機械式變速箱的技術(shù)水平只相當(dāng)于20世紀40年代前的技術(shù)水平。其它各部分基本上相當(dāng)于我國普通裝載機60年代起步時的技術(shù)水平。
3 我國微裝行業(yè)的基本狀況
目前我國微型裝載機制造企業(yè)已發(fā)展到約1000家,已經(jīng)形成頗具規(guī)模的微型裝載機小行業(yè)。這些制造企業(yè)主要集中在山東,特別是青州和萊州。2005年青州微裝的制造企業(yè)約有100家,產(chǎn)銷量在1萬臺以上,其中最大的是青州凱豐,2005年微裝產(chǎn)銷2000多臺。其次是青州威力、信邦、亞東等,2005年微裝產(chǎn)銷量均超過1000臺。萊州比青州的規(guī)模更大,目前萊州有微裝制造企業(yè)約150家以上,2005年產(chǎn)銷量達1.8萬~2萬臺,過千臺的企業(yè)已有近10家,其中“萊工”、“魯工”2005年微裝的產(chǎn)銷量均超5000臺。除青州、萊州外,還有泰安、聊城、濰坊、臨沂、德州、青島等,幾乎遍布山東全省各地。山東臨沭的“山東常林”,2005年微裝產(chǎn)銷量約為3000臺。據(jù)不完全統(tǒng)計2005年山東全省微裝的產(chǎn)銷量達到4萬~5萬臺。
第二個微裝制造大省是河南,主要分布在洛陽、鞏義、鄭州等地,制造企業(yè)也有幾十家,河南微裝產(chǎn)銷量最大的洛陽一拖,2005年一拖的微裝產(chǎn)銷量已達3000多臺,估計2005年河南全省微裝的產(chǎn)銷量達到5000~8000臺。
其它微裝產(chǎn)銷量比較集中的還有安徽、江蘇、福建、河北等省。據(jù)微裝行業(yè)人士的估計,2006年我國微裝行業(yè)的形勢還要好,預(yù)計2006年我國微裝的產(chǎn)銷量可達10萬~12萬臺。
4 我國微型裝載機的發(fā)展方向
當(dāng)前我國微型裝載機正處于發(fā)展時期,有一定的盈利空間,微裝技術(shù)水平低、結(jié)構(gòu)簡單、零配件充足齊全,進入門檻低。因此目前仍有大批企業(yè)進入微裝行業(yè),從筆者調(diào)研中聽說,目前萊州平均每月就有幾家進入微裝行業(yè)。在這種情況下,盡管市場“突飛猛進”,但產(chǎn)能增長更快,因此今后的市場競爭必然殘酷而激烈,低水平的價格戰(zhàn)也在所難免。目前準備進入該行業(yè)的企業(yè)一定要深思熟慮,不要再按別人的老路走下去,要從提高技術(shù)水平上殺出一條血路,引導(dǎo)行業(yè)向高技術(shù)水平方向發(fā)展,這樣才會有前途。
目前我國微裝的傳動系統(tǒng)技術(shù)水平太低,司機勞動強度大,能耗高、作業(yè)效率低,與國家提倡的節(jié)能降耗、安全環(huán)保等不一致。在傳動方面應(yīng)該向雙變(變矩器+變速箱)或全液壓方向發(fā)展。目前行業(yè)中已經(jīng)出現(xiàn)了專門為微裝研發(fā)的雙變總成,有別于傳統(tǒng)低成本的全液壓驅(qū)動的微裝已經(jīng)在實際中使用。筆者認為,這些都是今后微裝技術(shù)發(fā)展的方向。
單缸柴油機功率偏小,噪聲、振動、能耗都偏大。從發(fā)展的角度看,在成本增加不大的情況下,應(yīng)盡量采用雙缸或4缸柴油機。同時在液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方面最好采用優(yōu)先全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng),變速操縱應(yīng)由機械換擋變?yōu)橐簤簞恿Q擋等??傊畱?yīng)在控制成本的前提下,盡量向普通裝載機的技術(shù)水平靠攏。
5 我國微型裝載機前景展望
筆者對我國微裝的發(fā)展前景持樂觀態(tài)度。個人認為我國的微裝是中國鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村機械化的開端,行業(yè)中喊了多年的農(nóng)業(yè)機械化,以前一直未找到一種合適的起步機械。前幾年嘗試的農(nóng)用挖掘機因各種原因沒有得到廣泛發(fā)展。而剛發(fā)展起來的微裝非常適合我國農(nóng)業(yè)機械化,短短的幾年就形成了鋪天蓋地的壯觀局面。目前我國仍是一個擁有9億農(nóng)業(yè)人口的發(fā)展中大國,農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化,農(nóng)村城鎮(zhèn)、城市化還遠沒有到來.