全液壓與機械式單鋼輪壓路機的優(yōu)劣之爭,在中國已經持續(xù)了近三十年的時間,至今依然沒有定論,二者孰優(yōu)孰劣本無需辯論。但是,近期市場上的另一類 “液壓單驅壓路機” 產品,行業(yè)某些廠家打著“全液壓單鋼輪壓路機”的旗號,以比較低的價格推向市場,確實需要我們擦亮眼睛,辨明優(yōu)劣。
一、液壓單驅壓路機的發(fā)展歷史
上世紀八十年代,國家開始從國外引進振動壓路機技術,其中徐工與瑞典戴納派克公司合作,開始生產CA25S液壓單驅壓路機和CA25D液壓雙驅單鋼輪壓路機(全液壓),兩者噸位都是12噸中小噸位機型。
隨后,由于受到關鍵零部件(液壓泵、馬達)的限制,徐工在CA25機型上采用機械式變速箱代替液壓泵、馬達,研制出機械式驅動振動壓路機。自90年代開始,機械式單鋼輪振動壓路機市場需求量快速上升,同時適應中國市場需求,徐工也引領行業(yè),陸續(xù)開發(fā)出14~26各種噸位機型。
同時,全液壓單鋼輪壓路機在國內外也快速發(fā)展,其中國外需求機型以12噸左右中小機型為主,國內市場近年則有向更大噸位發(fā)展的趨勢。
但是,液壓單驅壓路機,包括戴納派克、寶馬格、維特根悍馬和卡特彼勒等國際品牌主流生產廠家,均已經不再生產。國際市場上就不再有液壓單驅壓路機的需求。
二、液壓單驅并非傳統(tǒng)意義上的“全液壓”
傳統(tǒng)意義上,行業(yè)通常所講的的全液壓單鋼輪壓路機產品,指的是全液壓“雙”驅單鋼輪振動壓路機。
可能有人會講,液壓單驅與全液壓單鋼輪壓路機的差別,不就是少了一個前輪驅動嗎?就像是汽車里雙驅與四驅的差異?
其實遠非這么簡單!壓路機本身就是依靠行走進行壓實作業(yè)的,全液壓單鋼輪壓路機的前輪驅動,不僅僅提高了驅動行走性能,更重要的是提升了壓實作業(yè)的性能。
全液壓單鋼輪壓路機增加的前輪驅動,將前輪由從動輪變?yōu)橹鲃虞?,在減輕了擁土現(xiàn)象的同時,壓實表面也更平整。
全液壓單鋼輪壓路機增加的前輪驅動,可以為前輪分配更大的壓實重量,通常全液壓單鋼輪壓路機的前輪分配重量占到整機重量的60%~70%。而液壓單驅壓路機呢?其前輪分配重量占整機重量的比值則只能設計為50%左右。所以,全液壓與液壓單驅壓路機的壓實作業(yè)效率也是不同的,液壓單驅壓路機與全液壓單鋼輪壓路機存在較大差距。
三、“液壓單驅”各項性能與“機械式單鋼輪壓路機”相差也很大
在將“液壓單驅”單鋼輪壓路機推向市場的同時,行業(yè)某些廠家將液壓單驅的優(yōu)勢吹得神乎其神,果真如此嗎?讓我們來逐一進行鑒別。
關于壓實工作效率
先讓我們來對比幾個影響壓實作業(yè)效率的參數:
B品牌的20噸級液壓單驅壓路機,其靜載參數、振動參數與A品牌的機械式單鋼輪基本無差異,工作速度選擇還不恒定,振動輪直徑偏小,發(fā)動機需要選擇大馬力、高油耗的型號,其壓實作業(yè)效率比機械式單鋼輪沒有提高。
關于液壓無級變速
眾所周知,液壓傳動可以實現(xiàn)無級變速控制。比如高端雙鋼輪壓路機,采用的就是行駛無級變速控制。
同時,高端雙鋼輪壓路機又安裝有速頻管理控制系統(tǒng),這起到什么作用呢?原來,對于有無級調速需求的工況,其壓實工作速度還是需要進行控制的,控制的原則就是速度要跟振頻對應起來才行。
液壓單驅壓路機工作時,振動頻率是恒定的,工作中變換速度起不到任何積極的作用,只會造成區(qū)域振動壓實的不恒定。
機械式單鋼輪壓路機將工作速度限定在3km/h左右,符合行業(yè)路基連續(xù)壓實標準規(guī)定,駕駛員只需固定一擋進行壓實作業(yè),操作更加簡潔明了;液壓單驅的0~9km/h的速度范圍,既包括非壓實作業(yè)時的行走速度,又涵蓋壓實作業(yè)時的工作速度,全仰賴操作手的手感控制,速度難以控制得精準。
由于液壓單驅壓路機的速度會時快時慢,將造成壓實均勻性難以保證,壓實質量非但不高,反而要比機械式的差。
關于液壓單驅壓路機的可靠性
液壓單驅壓路機,采用液壓泵+液壓馬達代替變速箱傳遞動力,其工況適應性存在問題。
單鋼輪壓路機至少應該有兩擋速度,即壓實作業(yè)速度與非壓實作業(yè)行駛速度;最好設計為三擋速度,即根據施工路段工況選擇不同的行駛速度。
機械式單鋼輪壓路機設計為三擋速度,即充分考慮了外在工況帶來的負載的不同,傳動系統(tǒng)的匹配是合理的,整機的安全系數更高,當然可靠性也更高。
液壓單驅壓路機,有的設計為兩擋速度,有的僅設計有一擋速度,這是由液壓馬達的結構所限制的。比如速度設定為一擋無級調節(jié)0~9km/h,為了保證高速時的9km/h,馬達只能選擇為小排量,用小排量的馬達配合小流量的泵送液壓油來湊出3km/h的壓實工作速度,則液壓元器件的使用穩(wěn)定性將會非常差。
事實勝于雄辯!根據行業(yè)統(tǒng)計,液壓單驅壓路機與機械式壓路機相比,無論是在路基壓實、大壩回填,還是垃圾掩埋等各類惡劣工況施工,故障率不是降低了50%,而是升高了20%!
關于變頻、變幅的調整
首先需要說明,根據已經出臺的鐵路路基連續(xù)壓實規(guī)范,以及即將出臺的公路路基與基層連續(xù)壓實規(guī)范,單鋼輪壓路機頻率、振幅建議固定不做調整,穩(wěn)定工作狀態(tài)下隨意變換頻率、振幅沒有科學依據。
再來看上述命題。事實上,機械傳動式與液壓傳動式壓路機的區(qū)別,在于驅動行走方式的不同,與振動頻率、振幅根本就無關。
機械式單鋼輪壓路機,其振動系統(tǒng)采用的也是液壓振動系統(tǒng),與全液壓單鋼輪壓路機振動系統(tǒng)沒有差異。
前面說了液壓單驅的“偽好處”,接下來再看看它的致命缺陷!
液壓單驅壓路機傳動效率低。
通過計算可知,在同等條件下,機械式單鋼輪傳動效率達到0.95,而液壓單驅單鋼輪傳動效率僅為0.83。
這也就是為什么B企業(yè)20噸級液壓單驅壓路機的發(fā)動機功率選擇140kW的原因,傳動效率低,只能靠發(fā)動機的大功率來補。但同時帶來的高油耗、高排放的問題也很突出。
依然以20噸級單鋼輪壓路機為例。液壓單驅壓路機的功率消耗比機械式單鋼輪壓路機高出20%,一個月折算下來,其燃油消耗多出機械式1300升,燃油消費多出近萬元。
當前市場需求情況
國內主流正規(guī)施工企業(yè),如中鐵、中鐵建、中水電、中國建筑等,以及各大型的路橋公司,前些年采購的以18噸以上全液壓單鋼輪為主,近三年也陸續(xù)采購20噸以上機械式單鋼輪。液壓單驅壓路機實則是被邊緣化的一類產品。
行業(yè)內主流壓路機生產廠家,從來生產的是“真正的全液壓及機械式單鋼輪”,這是兩種類型產品。全液壓單鋼輪壓路機壓實效率更高,可設計成30噸以上機型,壓實超厚鋪層效果佳;機械式單鋼輪,實則振動系統(tǒng)也是液壓傳動,驅動采用變速箱換擋則是充分考慮了路基及基層壓實的實際工況,與技術先進性無關。
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