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大挖掘机和小挖掘机有哪些相同和不同

【铁甲网 原创】需要说明一下,标题里的大挖掘机和小挖掘机只是泛指,并非严格意义上的大型挖掘机和小型挖掘机。由于大挖掘机平时比较少接触到,总有人好奇,大挖掘机到底和小挖掘机有什么不同呢,这里,我们以小松经典的PC200和PC1250为例,谈一谈相同点和不同点。

PC1250约110吨重

其实我们谈大与小,是在相差比较悬殊的情况下,拿PC200跟PC450相比可能意义就不大了。我们来看PC200和PC1250的基本参数,一个是工作重量20吨左右(不同型号不完全一致,下同),发动机功率约100 kW,另一个则有110吨,发动机功率约500 kW。外观上,PC1250比PC200大了好几圈,除了驾驶室没有大多少以及铲斗油缸变为两个外,其他好像只是尺寸上放大了数倍而已。

经典的PC200

的确,在相同的技术水平下,大挖掘机和小挖掘机注定基本结构是一样的,也就带来了外观上的相似。但问题来了,小挖掘机简单放大就是大挖掘机吗?未必,在一定范围内是这样的,比如PC200和PC360,但超出一定范围就不行了。有些结构件可以在较大范围内放大,还有些就不行了,比如动臂、斗杆可以加大尺寸、加厚钢板,油缸可以更长更粗,履带板也可以更宽更厚。但发动机可以成倍放大吗?液压泵、阀、管路、马达也可以成倍放大吗?我们来逐一分析。

PC1250仍然采用横置发动机

先说发动机,PC200和PC1250都采用直列6缸发动机,但缸径和冲程不同,因此功率也相差巨大。当然了500 kW还不够大,因此仍然是直列6缸,功率再往上走就得是V型8缸甚至是更多气缸了。而且,目前200吨以上的挖掘机普遍采用双发动机,避免采用昂贵的大功率发动机。同时在布置上,PC1250仍然采用常见的发动机横置,但实际上,大型挖掘机由于空间大,布置可以更灵活,先不说那些双发动机的普遍采用纵置,就是单发动机的,也有多种布置形式,比如有的将发动机纵置于机体右侧。

PC200的发动机

再来看液压系统,PC200采用的串联的双泵,好处是省去了一个齿轮箱。同时,和许多其他小松挖掘机一样,没有先导泵,用减压阀降低压力引出先导油,这又省掉一个先导泵。不过这种方法与其说是技术先进不如说对严格控制成本的妥协。其变量柱塞泵的型号是HPV95+95,流量是439 L/min,压力是37.2 kPa。

HPV95+95,是串联的双泵

到了PC1250这里,要是以为会用上巨大的液压泵,流量和压力都翻几倍那就错了。PC1250用的还是HPV95+95,当然,一个双联泵是肯定不够用的。PC1250配备了齿轮箱,发动机驱动一个中心齿轮,带动3个从动齿轮,分别驱动一个串联的双泵。这3个双联泵中,两个都是HPV95+95,作为工作主泵,负责工作装置和行走,另外一个是HPV160+160,用于回转。另外在中心齿轮上还有3个齿轮泵串联在一起,分别用于先导、驱动冷却风扇和润滑齿轮箱。

PC200上的液压泵,非常简洁

可见,PC1250增加了先导泵,也有了回转泵,也就是说分工明确了。而压力不会有大变化,流量则应该是PC200的3倍左右。来看参数,在PC1250上,HPV95+95的流量是494 L/min,压力是31.4 kPa,HPV160+160流量要大一点,为600 L/min。也就是说最大总流量为1588 L/min,约为PC200的3.6倍,而压力则比PC200略低。

PC1250的液压泵,1为HPV160+160,3和4为HPV95+95,2为3联的齿轮泵

为什么是这样,因为液压系统的压力是受技术、成本控制的,不能随意翻倍。而流量要想增加就比较容易,但是采用少数大流量的泵还是采用多数小流量的泵,就要综合考虑各方面的因素了。一般一台发动机不能驱动太多的泵,会使齿轮箱过于复杂,增加故障概率。卡特6090差不多是个极限了,每台发动机驱动7个泵,包括4台主泵和3台回转泵。

串联的齿轮泵分别负责先导、冷却风扇和齿轮箱润滑

PC1250用双联泵的形式,相当于齿轮箱只驱动3台泵,结构比较简单。同时,HPV95+95这样的泵非常经典、可靠,产量大而价格低。用了和PC200规格相当的泵,那么PC1250的液压管路和主控阀也不会太夸张,只是增加数量而已。

PC200的控制阀

除了液压管路增加外,PC1250的主控阀分为两块分开布置,一个5联一个4联,以避免体积过大,也使管路布置更明晰,便于维护。PC1250的回转马达也采用了两台,型号为KMF160AB-2,单台排量为160 ml,相比PC200使用的单台KMF125ABE-6马达,排量约为2.5倍。双回转马达使得受力情况更好,也避免采用更大的马达。在更大的挖掘机上,会采用更多的回转马达,如卡特6090用了6台。

PC1250的控制阀分成两块,一个4联一个5联

但是PC1250的行走马达每侧仍只有一台,毕竟PC1250还不够大,在更大的挖掘机上通常每侧会采用两台行走马达,共同驱动齿轮箱,有的如利勃海尔9800,每侧有3台马达。在底盘部分,除了尺寸,PC1250与PC200没有大的区别,当然如果是更大的挖掘机,由于负荷巨大,通常会采用节销式履带,相应的四轮一带都会不同。

PC1250的回转马达前后各一个

大型挖掘机和小型挖掘机的区别还有很多,这里就不一一分析了。可以下一些结论,大型挖掘机不是小型挖掘机的简单放大,其实就是结构件也不能简单放大,要根据荷载重新进行设计。发动机、液压系统要从可用的型号里选择,其实并没有那么多的规格可供选择,没有大的就只能增加数量。同时,大型挖掘机给设计带来了很多自由,在小型挖掘机上不容易实现的功能分工可以实现了,布置也更灵活了。理论上来说,性能会更好,当然工况不一样,不好做对比。

 

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