现在装载机市场上轮式装载机是绝对的主流,但曾经辉煌过的履带式装载机也并没有完全退出历史舞台,因为有些工况适合后者而不适合前者,这种状况数十年来并没有发生变化。而且,从功能的角度来看,后者比前者在多功能性上更胜一筹。
虽然需求不大,但卡特彼勒一直以来都是履带式装载机的主要生产商,如今仍然维持了3个规格的产品系列,并不断对其进行更新换代。2015年,卡特彼勒推出了K系列的首款产品963K,除满足更严格排放标准外,该机在性能和燃油经济性方面相比上一代产品又有一大幅提升。
卡特963K延续了30年来卡特彼勒履带式装载机的基本结构形式,包括发动机后置、反转六连杆工作装置、静液压驱动等。性能的提升主要来自发动机、传动系统和液压系统的改进上。
在动力方面,卡特963K换装了卡特C7.1ACERT型发动机,这是一款紧凑型直列6缸电控高压共轨柴油机,排量为7.01L,净功率为144kW ( 193HP )。除了采用先进的电子控制、精确的燃油喷射以及精细的气体管理外,还采用双涡轮增压器,由此使得其响应速度更快,燃烧效率也更高。为降低燃油消耗,卡特963K在发动机控制方面提供了ECO模式(经济模式)。在该模式下,可在维持行驶速度的前提下自动降低发动机转速,相比上一代的卡特963D可降低油耗10%~30%。
在发动机尾气后处理方面,卡特963K配备了集成的模块,采用选择性催化还原技术来处理尾气中的氮氧化物,使其达到美国EPA Tier4最终阶段/欧盟IV标准。在日常使用中,除了定期补充柴油机尾气处理液(DEF),无须驾驶员进行干预。通常DEF的消耗量按体积算相当于燃油消耗的2.5%~3.0%,相比而言这个效率还是比较出色的。当关闭发动机时,系统会自动清理DEF管线,此后仪表板上会有信号指示,提示可关闭电源。如果发动机及后处理模块的温度过高,延迟关机系统会自动激活以冷却并清理DEF管线。
卡特彼勒中小功率的静液压传动技术非常成熟,不仅传动效率高、控制精确、便于制动,而且结构简单,易于布置。特别是由于每条履带都具备了独立的动力和控制装置,均可实现快速加速、无级变速和方向变换,使得其机动性能异常出色,甚至可以通过反向旋转两侧履带实现原地转向。卡特963K的传动系统仍然采用2台变量柱塞泵分别驱动左右两侧的变量行走马达的方式,通过智能化的最新电子控制模块,提供了平滑、快速的行驶和转向响应,使得功率更有效地根据应用的需求传递到地面上,机器行驶速度与行驶和负载的组合自动匹配,从而达到最大行驶速度。
为使驾驶员将精力集中于行驶速度和工作装置上,静液压传动系统的控制采用单操纵杆加转向按钮的形式,操纵杆用于行驶方向和速度的选择,只有需要转向时才按动按钮。卡特963K有2种速度模式,“工作”和“行驶”,提供2种不同的速度范围,以使机器速度和扭矩充分满足作业条件,从而实现最大生产率。当开关设置在行驶位置时,最大行驶速度为10km/h。
在工作装置方面,卡特%3K采用常规的反转六连杆形式,双动臂单摇臂。主机架为动臂、举升液压缸和翻斗液压缸提供了坚固的底座,并实现最大负载能力。Z型连杆的优点很多,包括挖掘力大、自动放平、结构紧凑、视野良好等等。为取得高强度和耐久性,部分连杆结构在高应力区采用了锻造方式。
卡特963K上的电子控制系统使得驾驶员能够迅速、平稳、精确地控制铲斗和动臂。通过负载感应液压系统,可根据工作条件自动调整,仅提供所需的液压流量,以提高燃油效率。可编程的自动限位系统允许驾驶员根据应用的需求设定精确的装载和卸载目标高度,以提升灵活性和生产率。而位置感应液压缸则具备平稳加速、停止以及缓冲的自动功能,由此使得动作更顺畅,这不仅可减少驾驶室的振动,还能防止意外移动。
为满足不同任务的需求,卡特963K可选配不同的作业机具。其中通用型铲斗适应性最强,它具有出色的负载能力和长久的使用寿命,可用于边坡休整、剥离和堆装。材质为高强度低合金钢的铲斗不易产生凹痕和磨损,铲斗的后边缘专为提高反向刮土效率而设计的。而多功能铲斗综合了标准铲斗、推土铲和夹子的功能,可提供多功能性,如装载、表土剥离、清理、推土、捡拾碎块以及平地。此外,机身后部还可选配松土器,用于对冻土、沥青路面硬土或岩石进行破碎。
由于履带式装载机广泛应用于垃圾填埋及船舱推耙,因此,除了可配备垃圾填埋铲斗或直型平舱铲刀外,设计人员还专为卡特963K设计了额外的保护装置、吊耳及宽轨矩履带等,以应对一些非常苛刻的工作条件。
卡特彼勒的底盘系统久负盛名,卡特963K沿袭了一贯的坚固、耐用、维护少的特点,其采用的摆动式履带架设计,能够有效降低地面对机器的冲击,提高机器稳定性,并为驾驶员带来更平稳、舒适的驾乘环境。可选配SYSTEMONE履带系统,具有更长的寿命和更高的可靠性,更便于降低运营成本和维修周期。
在驾乘舒适性和维护便利性方面,卡特963K在以往基础上更进一步,配备了新的液晶操作界面以方便对机器进行设定与工作信息查看,同时在噪声、视野、座椅、空调等方面都得到提升。而维护则集中于后检修门,所有工作都可站在地面上完成。此外,配备一把铁锹来帮助清理底盘,这一切都使得维护工作简单方便。
毫无疑问,履带式装载机的经济性要比轮式装载机差一些,但确有其独到的优势,在某些场合非它莫属。尽管在小吨位履带式装载机已经被滑移装载机等小型设备取代,大吨位履带式装载机与轮式装载机相比也不占优势,但在未来,履带式装载机仍将在中间级别上占有一席之地。