挖掘装载机市场需求及国内外技术分析(上)

摘要

以详实的数据和大量实例分析了挖掘装载机的国外、国内市场需求及技术发展趋势，为国内挖掘装载机的发展与决策提供了依据。

关键词

挖掘装载机需求国内、国外技术发展趋势

概述

挖掘装载机俗称“两头忙”。因为它具有独特的构造，前端是装载装置，后端为挖掘装置。在工地内，您只需要转动一下座椅，即可完成从装载机到挖掘机操作手角色的转变。挖掘装载机主要用于城市和农村的公路建设及养护、电缆铺设、电力和机场工程、市政建设、农田水利建设、农村住宅建设、开山取石以及各种小型建筑队所从事的各种建筑施工工程。“两头忙”属于小型多功能工程机械的一种，一般在大工程完成后的小工程中使用。它可配多种工作装置及辅具，进行挖掘、铲装、路面破碎、平整场地、开挖沟渠、铺设管道等多种作业。

1、国外挖掘装载机市场需求情况及技术发展趋势

20世纪60年代前后，世界各国竞相掀起开发挖掘装载机的热潮，直到今天仍未停止。据世界主要挖掘装载机企业凯斯、JCB、卡特、约翰迪尔、特雷克斯、小松等6家企业统计，2001年共产销挖掘装载机57170台，2002年共产销挖掘装载机76313台，2003年共产销挖掘装载机88170台，2004年共产销挖掘装载机96130台。可见挖掘装载机在世界上所占的地位。据不完全统计，国外挖掘装载机的生产厂家达数十家之多，批量的生产厂家有30家左右。美国的山猫牌小型多功能装载机年销量在5万台左右，还有凯斯、约翰迪尔、卡特彼勒、JCB公司等的挖掘装载机及小型多功能装载机，年销量都在万台以上。目前，全世界挖掘装载机产销量约10至12万台，主要分布在欧洲、北美等发达地区;南美、东南亚与非洲部分地区也是挖掘装载机的重要市场。挖掘装载机在北美的市场容量稳定在3.5-4.1万台，在欧洲也有一个成熟的市场，其中需求量最大的是西班牙，其次是法国和意大利。国外挖掘装载机需求量大的主要原因之一是:根据高速公路发达的美国和欧洲数据统计表明，每一百公里高速公路就需要配备一台挖掘装载机进行维护，而且挖掘装载机非常适用于道路的建设和维护。例如土石方铲运，为地基、管道、排水沟及其他地下设施挖掘沟槽和洞穴，配备附件后更可用于夯实、破碎、铣刨等众多用途。挖掘装载机在欧美、日本等发达国家和地区需求量较大，主要原因是这些地区的基础设施建设已相当成熟，大型基建项目很少，适用于小型工程的小型工程机械需求增速较快。原因之二是:欧美大型土石方施工已经基本完成，工作量下降，一些维修或私人用、家庭用小型机产量上升，这方面的设备主要有:①反铲式装载机(两头忙);②滑移与转向装载机;③伸缩臂装卸机械等。

第一代挖掘装载机是在拖拉机前安一个装载斗，后端装一个挖掘斗。随着挖掘装载机技术的迅速发展，围绕着挖掘装载机的多功能，世界各国著名制造商包括凯斯、特雷克斯、JCB、山猫、迪尔、沃尔沃、九保田等都开发出了各具特色的产品。国外生产多功能工程机械的企业大约有100多家。而生产挖掘装载机产品的主要厂家是JCB、约翰迪尔、菲亚特和小松等公司，随着世界小型工程机械的不断发展，挖掘装载机的技术性能也在提高，其主要发展趋势为:①产品继续向体积小、功率大、轻巧灵活及多功能的方向发展，着重提高机器的功率，改善发动机的性能，提高燃料的经济性和机器使用的机动性等;②挖掘装载机工作装置的不断优化，改善铲斗向自卸卡车的车厢里装卸物料时的运动轨迹，简化铲斗的装载和卸载过程，扩大各种工作装置的使用范围;③改善驾驶室条件，增大驾驶室的尺寸和玻璃窗面积，提高室内的气压，以防灰尘侵入。提高隔绝噪声的能力，改善控制系统和操纵杆的位置，使司机可以很方便地进入驾驶室。

下面以实例进行说明:

①NEWHOLLAND公司生产的LB95B型、LB110B型和LB115B型的挖掘装载机按用户需求设计开发导向控制的挖掘装载机，挖掘装置能通过导向操纵杆控制实现纵向和前后调整，扩大了作业视野，减轻操作者疲劳，液压系统控制采用了比例电液控制系统，提高了作业率。

②美国CAT公司生产的CAT挖掘装载机系列有416、428、438、438D、442D等十几种机型，该系列产品的主要特点是采用了负荷传感控制系统，即系统采用了斜盘变量轴向柱塞泵以及带有梭阀信号反馈的多路阀，泵一阀系统组成了一个信号反馈系统。这个系统具有以下特征:在允许的工作负载范围内，在阀的操纵开启的任何位置，均可实现流量的基本稳定，而不受负载影响。这样液压泵始终输出和负载相适应的压力和流量，而没有多余的流量溢出，从而保证了合理的功率匹配，并且使液压油的温升降低，保证了系统的正常工作。CAT公司生产的挖掘装载机大多配备带同步器的人力换挡变速器，以达到在满足产品可靠性基础上降低产品成本的目的。CAT公司的产品有两轮或四轮驱动供选用。卡特彼勒推出的新型416D挖掘装载机以C系列挖掘机为设计基础，具有良好的可靠性和很强的价格竞争力。适用于租赁、公共设施以及市政工程建设。416D挖掘装载机装有旋转范围为205°的挖掘铲联动机构，可以轻易挖掘垂直墙壁，夹持物料进行装载;其旋转角度比C系列大40°;反铲机构增加了吊装孔;轻巧的液压控制机构，操纵方便，可调节;操纵机构及其限位器安放在便利的位置;新型铲齿具有更长耐磨寿命，更易于更换。416D应用了挖掘机式工作臂，在进行挖掘装载时，可以提供更多的物料容纳余地，窄式工作臂使挖掘时视野更开阔。416D在使用标准工作臂时，挖掘深度可达到4.39m;使用可扩展臂时，达到5.51m。该机配备了55kw的3054B四缸直喷柴油发动机，也可选用59kw的3054T涡轮增压发动机，运行于海拔2300m时，无功率下降现象，最高行驶速度可达到32.8km/h。配备标准卡特彼勒动力换挡变速器，可以进行迅速方便地换挡，有前进和后退4挡速度。该机可以通过前控制面板上的转换开关来选择双轮驱动或全轮驱动。3挡制动模式操作装置控制着全封闭的湿式多盘制动系统，操作者可以选择双轮驱动制动、双轮驱动全轮制动或全轮驱动全轮制动模式，在斜坡及不良条件下，仍可保证良好的制动效果。可变流量的负荷传感液压系统可以通过调整流量压力来满足各种工作需求，降低了油耗，发动机磨损减少。416D挖掘装载机提供了3种操作环境模式以适应驾驶员的需要。每种模式采用了同样的控制和显示装置，从而可以提高工作效率。易于识别的白色仪表，符合人体工程学原理的操作装置布局便于驾驶员的操作。每种配置均有静态或气压减震座椅。装备标准开放式滚翻保护结构(OROPS)的增强型驾驶室、装有空调，双门及无线控制执行机构。可选的驾驶乘坐系统在行驶、装载及挖掘时可提供平顺稳定的乘坐性能。此外，从机器左侧打开滑移式壳罩，用气压支杆支撑，所有常规维护点便触手可及。低矮的外轮廓同样加强了对装载铲的观察视野。416D挖掘装载机主要参数发动机Cat3054B/3054T净功率kW55/59操作质量kg6900~9700铲斗挖掘深度4390(标准臂)mm铲斗掘起力52.0(标准臂)kN斗杆挖掘力kN34.9反铲装载高度3613(标准臂)mm装载铲斗容积m30.76装载倾倒高度mm2621装载铲斗举升力kg2473

③沃尔沃BL71重型挖掘装载机的挖掘系统大臂为封闭式箱形结构，零部件少，焊缝少，而强度更高。大臂基座由铸钢制成，具有极高的强度，同时仍可进行灵活运动和转动。在运输行驶时，大臂是液压锁定的，而回转也由一锁定销锁定，行驶安全。选装的附件支架能使驾驶员快速更换其他工作装置，还可以安装备用液压回路用于其他挖掘机附件、手持工具和装载机附件。BL71型的挖掘深度为4.30m，铲斗挖掘力为59KN。窄长的S形大臂提供了宽阔的视野。双操纵杆和标准型双操纵杆两种操纵方式可供选择。踏板控制可伸长小臂，为设备增添了更多用途。活动的部件位于小臂内部，可提高举升能力，减轻重量。刚性液压管路安装在大臂的上部，能得到极好的保护。挖掘机液压回路具有流量再生功能，可消除空穴现象，并加快作业速度。优先阀可保证各工作装置相对速度不变，缩短作业循环时间。选装的支腿锁定装置可保证行驶安全性。支腿底部配有橡胶垫，装载系统:拥有专利的装载伺服控制系统大大简化了装载操作。控制系统有一个操纵杆，能使驾驶员用最小的力精确地控制装载机的所有动作:举升、卸载、铲斗复位以及抖动等。在操纵杆上还有一个前/后换挡按钮，可以简化操作，加快作业循环时间。装载臂为箱形焊接结构，包括一个管状的横向构件，可以在不增加重量的情况下提高强度，提供更大的举升能力。操作简单:VOLVODD4D型涡轮增压发动机是4缸、4L水冷柴油发动机。其功率可达70KN。

④JCB挖掘装载机的多功能体现在众多的工作装置上。用换速器能实现多种装置的快速更换，以适应不同的作业要求:通用装载斗、六合一装载斗(推、挖、装、夹、回填、平地)、侧卸装载斗、清扫收集器(清扫工地、道路)、圆木管子抓夹器、货叉(物料搬运)、平地器(1CX)、液压破碎锤、园艺斗、清淤斗、振动夯板、路面铣刨器、螺旋地钻(埋杆、植树)、线杆插立器、开口挖掘斗、并向手动工具(冲击钻、潜水泵、液压镐、切割锯)提供动力。机型可在下列功能中进行选择:涡轮增压，动力换档，4轮转向，伺服操纵，可调方向盘，6合1多功能前斗，货叉，延伸挖掘斗杆，平顺行驶机构，动力侧移装置，伺服制动，前端换速器，后端换速器。

1CX

2CX

3CX

4CX

功率(马力)

76，90

最大挖掘深度(米)

2.551

2.81

4.24

4.32

3.5

5.46

6.14

挖掘斗转角(读)

202

187

201

挖掘斗斗容(立方米)

0.026-0.086

0.028-0.16

0.05-0.48

0.06-0.48

装载高度(米)

2.51

2.87

3.23

3.21

卸料高度(米)

2.097

2.46

2.74

2.69

装载斗斗容(立方米)

0.28

0.5

1.0-1.1

⑤特雷克斯挖掘装载机有5个型号，TX750、TX760、TX860、TX960和TX965。2轮驱动、两轮转向的TX750型，一直4轮驱动、四轮转向的Tx965型、特雷克斯挖掘装载机采用世界上著名的帕金斯原装发动机，动力储备高，使用寿命长。FASTR州燃烧系统能快速启动，节省燃油。四挡同步变速器，前进/后退换向电液控制。前进最大时速41km/h。发动机护罩为整体后翻式护罩，日常保养非常方便。不用举起装载斗，掀起护罩，就可以进行维护保养。采用单臂铲斗液压缸，结构简单，连接件少，维护保养方便，驾驶员作业视野好。特雷克斯挖掘装载机使用双联液压泵，既可以单泵工作，又可以双泵工作。双泵工作速度快，效率高单泵工作操作准确、力量大。行驶时使用单泵工作，可以节约燃油，液压系统也不容易发热。特雷克斯的液压流量在同类机型中最大，因此工作效率也最高。特雷克斯专有的4轮自动调平系统能自动监控车轮的位置。在变换转向方式时，不需要停下来人工摆正4轮，行驶中就可以变换转向方式。装载斗、装载臂、大臂、挖斗液压缸采用液压减振设计。液压缸行程快到极限时，速度自动慢了下来。对设备的冲击力小，动作平稳，操作舒适。四轮制动的机型上，可以选择两轮或四轮制动。

美国TEREX公司产品型号

型号

TX760

TX860

TX960

发动机

发动机型号

Perkins 1004-40T

总功率

86hp/2200rpm

96hp/2200rpm

净扭矩

350Nm/1400rpm

380Nm/1400rpm

传动

● 全步四速柔性换档

● 最高时速39.4km/h

● 行驶中2轮或4轮驱动平稳转换

● 用脚操纵的差速器闭锁装置

● 三位阀可选择2轮或4轮制动

● 长寿命密封湿盘制动

● 全步四速柔性换档

● 最高时速42km/h

● 行驶中2轮或4轮驱动平稳转换

● 用脚操纵的差速器闭锁装置

● 三位阀可选择2轮或4轮制动

● 长寿命密封湿盘制动

● 电子控制4速变速箱

● 最高时速40.2km/h

● 按钮开关可增加驱动力

● 用脚操纵的差速器闭锁装置

● 三位阀可选择2轮或4轮制动

● 液力差速器闭锁，自平衡自调节装置

前铲

装载高度(mm)

3310mm

3340mm

3350mm

挖掘深度(mm)

156mm

123mm

116mm

翻斗角度

57°

前伸距离(mm)

1622mm

1600mm

1582mm

铲斗掘起力

4756kgf

5575kgf

5559kgf

最大高度举升力

3449kgf

3984kgf

3959kgf

斗容(m3)

1.0m3

1.2m3

后铲

挖掘深度(mm)

4471mm

4438mm

4431mm

装载高度(mm)

3871mm

3904mm

3911mm

延伸距离(mm)

5730mm

5726mm

5725mm

铲斗回转角度

194°

液压举升力

1384kg

1564kg

铲斗掘进力

5219kgf

转弯半径(m)

4.9m

4.9m(四轮转向)

⑥CASE公司采用先进技术和现代设计方法研制的新一代R系列580和超R系列590挖掘装载机，R系列均采用TIER2柴油机，功率为71kw/95Hp，超M系列695型具有四轮转向，发动机功率为82kw/110Hp，所有型号的产品工作装置都采用导向控制。凯斯向中国市场隆重介绍全新的凯斯M2系列挖掘装载机。M2系列包括580M，580Turbo，580SuperM和590SuperM四个型号，发动机功率从80马力至100马力，这四个型号全部采用全新的完全符合排放标准的凯斯新一代发动机。凯斯580M挖掘装载机是理想的公路养护、管道维护、抢修施工设备。轮胎式行走系统和40公里/小时的高行驶速度确保在工作场地间的灵活转移。M系列挖掘装载机除了凯斯独有的精准控制系统，全天候空调驾驶室，360°全方位视野，过中点式挖掘装置等先进特性外，它的多功能附件还可以为您提供一揽子的公路养护方案、管道抢修方案和管线抢修方案。最新的凯斯M2系列是凯斯具创新、耐用和高效传统的挖掘装载机家族中最新的成员。全新的发动机，提升装载和挖掘性能，M2系列全部采用凯斯第三代发动机。符合标准的凯斯第三代发动机比以前更加安静。发动机排量的增加提高了低转速时的扭矩，大大降低了油耗，同时减少挖掘和装载时的工作循环时间。500小时机油更换周期意味着花费更少的操作成本、更少的维护保养时间，从而可以有更多的时间用于生产。凯斯第三代发动机专门为在极端气候下工作而设计。M2系列挖掘装载机的控制系统进一步被优化，挖掘性能更一步被提升。凯斯独有精准控制系统(PCSTM)拥有四项专利权，它可以让操作者将挖掘斗准确地控制在期望的位置，让操作者在进行挖掘控制的时候拥有良好的操作感觉，使操作更容易，挖掘工作循环更快。如果在操作过程中突然停住，“止动系统”会对动臂进行缓冲，最大限度地降低过度回转，振动并防止铲斗中的物料撒落。另外挖掘回转电路使回填动力更足，更快。过中点式挖掘装置确保即便安装了大容量铲斗也有足够的离地间隙。增强装载和传动性能，四轮驱动的后桥上装配有防滑差速器，增加地面牵引力，使M2系列挖掘装载机成为在崎岖和松软的地面高效工作的理想选择。设计改进的装载机构，提高了装载性能，增加了装载装置的水平伸出距离，提高了装卸高侧面卡车的装载斗倾卸能力。更多附件供您选择，凯斯M2系列挖掘装载机可以配置超过25种附件，大大提高设备的多用性和应用范围。防滚翻(ROPS)车棚与两门驾驶室:可选择2.67米高的防滚翻(ROPS)车棚和2.69米高的两门驾驶室。防滚翻(ROPS)车棚包括一个防破坏的仪表盘。可选带暖气，冷气或暖气和冷气都有的驾驶室。快速地对发动机进行维护和保养:十分容易的打开发动机罩，能快速地对发动机进行维护和保养。有一个协助发动机罩的翻起。钢制栅栏隔开发动机罩使得更容易接近散热器和液压冷却起。发动机的一级滤清器和排气管与机罩分离。燃油和液压油置于水平位置，易于操作。很厚的橡胶缓冲板固定在散热器外科和栅栏的前端以保护发动机罩以及保证方法机罩和侧板的对中。缓冲板很容易更换。缓冲板、栅栏、散热器外壳、发动机罩和侧板固定在车架上。发动机罩和侧板用销子固定在前转弯角的下方以便发动机罩的调整。自动调整的皮带张紧免除了发动机皮带的日常维护。凯斯和柳工培训出的代理商服务网是中国最优秀的，可保证您得到最快、最有效、最务实的服务以减少您的停机时间和提高您的生产效率。传动系统:完全同步四档前进/后退的变速箱，具有液压驱动离合器和离合器脱离按钮使得机器能够根据路面条件迅速换档。电子前进/后退方向换档，不需操纵离合器。由于操作力低使得方向变换更平稳、作业循环更快、生产效率更高。可选重载荷、四轮驱动、外置行星驱动的摆动前桥，在崎岖不平的地区加大牵引力。通过按动开关按钮，可在机器工作过程中，电动啮合前轮为机械传动以增加牵引力和推进力。在机器滑动的情况下，两轮驱动和四轮驱动的后差速器在工作中的机械锁定保证提供最大的牵引力。连续流动的油冷却避免过热，提高使用寿命。挖掘:球墨铸铁摆动架、动臂和挖掘臂确保最大的强度和寿命。球墨铸铁使得整个零件长度上的应力变形更加均衡。2.87米宽的稳定架支承位置和前装载斗重量使机器在反铲作业时，特别是旋转到侧边时十分平稳。使用带有流量控制以调节附件的踏板控制挖掘部分的辅助装置。动臂、挖掘臂和铲斗各自使用单个的油缸，宽度仅有229毫米，改进了操作视野，软管固定在挖掘臂的顶部以免在沟和铲斗之间的碰撞。很容易进行维修或修理。凯斯铲斗的设计使您可以在整个工作范围内作业，改善了挖墙角直沟能力以及装车时有效地防止物料洒落，并增加了挖掘力。可选快速联接器，只经简单的拆下一个销子并从铲斗中拿出来即可快速而又十分容易的更换铲斗或附件。可选支腿踏板有泥土踏板、带有重载橡胶的平底水泥踏板、或组合翻转踏板。选液压可伸缩的加长挖掘臂，使其挖掘挖得更深和卸载卸得更远。可在4.51米的范围内可使用收缩位置工作.

在5.57米范围内可使用伸展位置工作。加长挖掘臂具有直线深挖的能力。由于机器的占地面积小，在街道中进行维修或建设十分便易。此外，加长挖掘臂使得在高墙旁边跨越如墙一样的障碍或在沟边堆积土堆十分容易。带有加长挖掘臂的标准配重重量是200公斤。挖掘斗的尺寸和重量、装载:双联翻斗缸和反转连杆机构可提供强大的掘起力和快速卸载循环，反转连杆机构可使装载斗处于完全倾翻角度以利于增加挖掘作业时机器的稳定性和用于推土作业。在铲斗处于完全倾翻角度时，油缸活塞杆收缩避免了推土作业和挖掘工作时造成扭力，油缸的设计保证在平地和装载时具有良好的视野。拱形设计的装载动臂使得在工地周围工作时转弯角度更加准确。装载铲斗控制手柄上的变速箱离合按钮使得装载循环更快。可选三自由度，单杆前置式液压装载控制手柄完成包括附件装置在内的所有装载工作，在装载作业时铲斗字殴打能够放平和前进/倒退功能缩短了循环时间，提高了装载作业的生产效率。在带角度装载时，动臂和双联翻转杆4点支承铲斗，避免了扭力的产生。良好的卸载高度和距离使装车变得更加容易和有效。在接近卡车卸载时，钢制栅栏和很厚可更换的卸载保护减少了前端的损坏。在整个提升过程中，铲斗自动保持水平减少了物料的溢出和确保了行走的稳定。液压系统:特别设计的计量阀杆使得准确的铲平所挖沟槽的底部十分容易和在起吊重载荷时具有良好的可控性，装载和挖掘回路中的物间隙阀使得反应更加灵敏，大型油冷却器和大的液压油箱分句油良好的冷却能力。装在发动机散热器前端的液压油冷却器很容易清洁，可供各种用于挖掘、装载和手动附件的辅助液压源。挖辅助液压系统是由装载提升和翻斗手柄来控制的，可选的手动辅助液压阀安装在驾驶室右侧爬梯下面以便快速的与例如潜水泵、振动混合器和冲击扳手等连接。