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新技术的急先锋 卡特988K XE用上电传动

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【铁甲网 原创】卡特988无疑是卡特轮式装载机大家族中最重要的型号,虽然吨位上不是最大的,今天的988K只有最大的994K的1/4左右,名气甚至不如卡特992,但其在卡特轮式装载机的发展道路上占有重要位置。几乎所有创新技术都首先应用在988上。

卡特988K XE,外观上与988K基本相同

从命名可以看出,988是卡特当年的大型装载机,当时的几个型号分别是922、944、966和988,分别定位小型、中小型、中型和大型装载机。后来由于需要更大的型号,才逐渐出现了992、994、990、993这些型号。

卡特988是最早采用铰接式转向的卡特装载机

所以当1963年卡特988出现的时候,就已经承载了大型化的技术方向。不仅如此,988还是首先应用铰接式转向的型号,我们如今觉得装载机采用铰接式是理所当然,但以前其实以后轮偏转为主。铰接式的大型装载机符合市场的期待,性能也不错,卡特988成为畅销机型,发展至今已有50多年。

采用履带保护轮胎的卡特988B

在60至70年代,988还是一个承载各种创新的平台,被用来试验各种技术,比如前后工作装置、前履后轮驱动、全履带驱动等等。这些改装虽然都不成功,但对装载机的发展仍然是有意义的。另外,由988底盘发展而来的834轮式推土机还是非常成功的,后来轮式推土机成为了一个单独的产品类型。

前轮改成履带底盘的卡特988

还有一些技术创新,比如采用燃气轮机作为动力,由于功率较大,所以选用992B作为改装平台,功率需求较小的988就没有机会了。而单动臂技术,也是先应用在了992G上,随后才用于988G,这是由于单动臂当时属于高大上的技术,成本较高,自然要先应用在价格更高的型号上。到了988G,虽然也是单动臂,但结构已从992G的单个铸钢件变成了价格比较低廉的箱式焊接结构。所以说技术不能脱离成本,否则市场不接受。

前后都是履带底盘的卡特988

另外在988G之前,988F上率先应用了所谓的STIC技术,即取消方向盘,使用左手操作一切和行走相关的动作,包括前进、后退、选择挡位、转向。这项技术颠覆了传统设计,是操作上的一种革命,很快也被应用在992和994等更大的型号上。

前后工作装置的卡特988

2013年,卡特988K问世,该型号又摈弃了988G和988H上的单动臂,重新回归传统的双动臂结构。现在,卡特992K成为仅有的使用单动臂的型号。而从2012年开始,卡特推出了XE概念,意为极限效率,最早XE用在装载机上,966K XE,这是一种同时使用机械和液压传动的装载机。后来又有几款装载机也打出了XE的旗号。而随着卡特不再强调混合动力概念,那些原本使用回收能量技术的挖掘机也打上了XE标记。现在,卡特又推出了卡特988K XE,那么这个型号又有什么特别之处呢?

淘汰了方向盘的STIC操纵杆,现在仍在广泛使用

从外观上看不出988K XE与988K有什么区别,988K XE并没有在基本结构和工作装置上有任何颠覆。真正的颠覆发生在内部,电传动取代了传统的液力机械传动。说起电传动装载机,可能大家耳熟能详的就是原勒图尔勒的巨型装载机家族,这是一种采用轮毂电机的装载机。但除了勒图尔勒,近年来约翰迪尔和日立也推出了电传动的装载机产品,但因为吨位不够大,都没有采用轮毂电机。

采用单动臂的卡特988G

卡特彼勒近年来对电力驱动技术颇感兴趣,认识到这是工程机械未来的发展方向之一。除了795F AC自卸车,还有D7E电动推土机,这都是近十来年的事,加上之前研发的几年,卡特彼勒自称已在电力驱动方面研究15年。不过与前两个型号使用相对传统的技术不同,988K XE更加激进,采用了SR(开关磁阻)技术,这是一种早已在勒图尔勒装载机上应用的技术,最早由爱默生公司开发,具有结构简单坚固、调速范围宽、调速性能优异等特点。

卡特988K XE的电传动部件,可见电机取代了传统变速箱的位置

应用了开关磁阻电机,取代了变矩器、行星式变速箱,卡特彼勒声称988K XE相比988K的整体效率提高了25%,在装-运工况下生产率可提高10%。这一方面是因为电传动的高效率,特别是开关磁阻电机的效率高于常见的感应电机,另一方面也是因为采用电传动后带来的速度提高等性能的变化。与约翰迪尔和日立不同,988K XE并未采用制动能量回收再利用的方式,因此,理论上仍有效率提升的空间。

换一个角度

具体应用上,开关磁阻发电机和液压泵驱动齿轮箱集成在一起,安装在发动机上,而开关磁阻电机则与分动箱集成在一起,这样,也就没有改变988K的基本布局,使得改动工作变得最小。为什么不采用勒图尔勒装载机上那样的轮毂电机呢,还是成本问题,那种设计好是好,但需要4个电机,988K XE只需要1个。当然假设未来卡特彼勒也要做那么大的装载机,相信也会用4个。

988K XE能走多远,还要看表现

虽然卡特彼勒宣称这个型号其实已经在实际环境中试验了4年,但现在仍然很难说这是成熟的产品,卡特彼勒也不会用这个型号取代988K,只是给用户增加了选择,就像挖掘机上XE、GC与普通型号共存一样。未来则取决于市场表现,如果成功会继续推广到其他型号。但无论如何,电传动无疑是未来趋势之一,这也与未来电池动力取代内燃机的趋势相符。

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