浅谈轮履两用工程机械车辆的应用现状与发展趋势
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摘 要：轮履两用工程机械或车辆，是具有轮胎式行走机构（装置）和履带式行走机构（装置）两套行走机构的工程机械或车辆。本文将从履带式工程机械车辆的不足之处，轮履两用工程机械车辆的优势，轮履两用工程车辆的应用现状，轮履两用工程机械的应用现状，轮履两用工程机械车辆的发展趋势等方面探讨了轮履两用工程机械车辆的应用现状和发展趋势。
关键词：轮履两用;工程机械;车辆;发展趋势
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.18.056
0 引言
工程机械作为装备制造业的重要组成部分，在基础设施、工业生产、农林牧渔和市政建设等方方面面建设中的作用举足轻重。据中国工程机械工业协会行业统计数据，2018年全年几种主要工程机械产品的销量超35万台，履带式工程机械产品占比50%以上。以液压挖掘机为例，2018年累计销量203420台，同比增长45%，小微型挖掘机市场份额占比超过六成。此外，截至2016年底，全国挖掘机保有量超过160万台，占整个工程机械保有量的五分之一。在资源开发利用、应急救援、城镇化和乡村振兴的大潮中，庞大的工程机械车辆市场也将把这些领域调整为主要战场;提高小范围、短距离内的场内外、城郊施工、农田水利及灾害救援等作业工程机械车辆的工作效率，降低设备能耗始终是行业发展的方向标。基于以上，如果这些小微型的履带式工程机械车辆能设计加装轮式行走机构，并且轮履可实现自由切换，适应不同的行驶路况和作业工况，势必以其高速高机动性，进而缩短设备转场和路上行进时间，提高整机工作效率[1]。
1 轮履两用工程机械车辆的优势
1.1 履带式工程机械车辆的不足之处
常见采用履带行走的主要工程机械车辆包括液压挖掘机、起重机、推土机、摊铺机、铣刨机、桩机、钻井机、吊管机、履带式运输车、作物收获机械、拖拉机、旋耕机、坦克及其他特种工程车辆等，其中号称“工程机械之王”的液压挖掘机，其集挖掘、平整、装卸、破碎及救援等功能于一身，一机多能，使用最为广泛。履带式行走机构虽然拥有优秀的越野性能和爬坡能力，可很好地满足作业稳定性的要求，但缺点也是显而易见的，履带式行走速度不高，机动性差，容易损坏水泥路面（非公路车辆一般也不被允许在公共水泥道路上行驶），且小范围、短距离的快速转场或到达场地需要拖车、平板车运输，增加了作业成本和施工准备时间，甚至无法到达一些局部作业的施工现场，这些不足也是履带式工程机械车辆实际使用的制约因素。
1.2 轮履两用工程机械车辆的优势
轮履两用工程机械或车辆，是具有轮胎式行走机构（装置）和履带式行走机构（装置）两套行走机构的工程机械或车辆。这种工程机械车辆两套行走机构（装置）同用一套底盘构件，结合了轮胎式行走的高机动性能和履带式行走良好的越障通过能力，并可以根据实际路面状态和作业要求进行行走机构的切换，更好地适应行驶路径和作业场地，可主要考虑应用在小微型工程机械或工程车辆上。这种工程机械车辆是基于履带式机械车辆不足的基础上，在原有履带式行走机构（装置）的基础上增加一套轮胎式行走机构（装置），这种轮履结合可切换行走方式的应用，在城郊小型工程施工、市政建设农田水利、农耕、作业收获和灾难现场救援方面，非常好地节省了运输车辆的装卸、捆绑及运输的时间，能有效地保证作业工程机械车辆快速地到达现场或者自行转移作业场地。
2 轮履两用工程机械车辆的应用现状及发展趋势
2.1 轮履两用工程车辆的应用现状
轮履两用的工程车辆，历史上曾以军用装甲车和坦克形式出现过。其中最早的轮履两用坦克是法国圣沙蒙M21型轮履两用坦克，轮式行走速度为20km/h，这个速度在上世纪20年代算是比较可观的了。接着较著名的就是Landsverk L-30轮履式轻型坦克，这是瑞典工程师基于德国R-R Kampfwagen M28轮履两用式坦克设计的，该轮履式轻型坦克行驶方式切换采用液压传动，在公路上，履带行走时前进速度为37.5km/h，轮胎行走时前进速度可达80km/h，轮履行进的速度在当时也都是比较大的突破。在装甲车方面，由奥地利蘇拉公司研制的“Sd.Kfz.254”堪称典型，该轮履两用侦察装甲车原名RK-7，满载7人，轮式行走时最大速度可达60km/h。此外，像前苏联系列战车里的轮履结合步兵战车，轮胎行走和履带行走都具备较强的越野能力，履带行走机构设计在轮式前后桥之间，主要便于车辆深陷泥泞路面轮式机构无法行进时自行爬出来。据记载，这些轮履两用式战车，除了已被德军陆军正名的“Sd.Kfz.254”生产过一百多辆之外，大多都在所属军队测试中暴露了轮履行走设计过于复杂，可靠性相对较差的问题，未能大规模地应用在战场上。而随着发动机及传动技术的进步，现代履带式战车、装甲车，特别是轻型的，履带行驶速度也能达到80km/h，“轮履两用”结构于这些车辆装备上，已不复当年的“诱惑力”，因此也很难看到了[2-3]。
2.2 轮履两用工程机械的应用现状
在工程机械领域，现有的采用轮履行走的机械装备有液压挖掘机，起重机和救援机器人。液压挖掘机方面，犀牛重工的小型轮式履带挖掘机就是一种轮履可切换行走的挖掘机，它结合了轮式挖掘机和履带式挖掘机的结构特点，与普通履带式液压挖掘机比较，在外观上，整机的前后增加了轮式行走的转向桥和驱动桥，前后桥可以收放，以液压作为轮式轮履行走机构切换的动力，轮式机构行驶速度可达30km/h，另外，河南瀚人汇鑫挖掘机械有限公司也有该类型的小型轮式履带挖掘机。起重机方面，徐工在2014年推出了全球首款轮履两用概念起重机XCWT30，该机可实现轮式机构和自挂接履带机构的快速切换，利用履带式起重机的场地适应性强，带载行走的优势，实现全地面底盘与履带底盘的融合，该机轮式行进速度可达80km/h，但遗憾的是，该概念机最终没能量产上市。救援机器人方面，八达重工研制的大型救援机器人则是为数不多的采用轮履复合切换行驶的多功能抢险救援装备，该机可满足地震、重大事故灾害的抢险救援、特殊工况作业场所的需要，实施快速救援，轮式行进速度超过30km/h[4]。以上这些，都是有产品在售或者概念机问世的，所以轮履两用相关技术是具备一定的成熟度的。 2.3 轮履两用工程机械车辆的发展趋势
据在万方数据知识服务平台上精确查询结果，2008年至今，关于“轮履”、“轮式履带”、“履带轮式”等研究的文献、专利、产品技术的成果资料超过400项，主要有关各种机器人、作物收割机、推土机、混凝土泵车、起重机、液压挖掘机、各种工程车及轮履底盘等等，这些研究或产品研制涉及部件结构、整机、机构运动分析等内容，其中以工程院校为研究主体的居多，以科研院所和工程机械制造企业为研究主体的也有。从徐工轮履两用起重机概念机在宝马展的惊艳亮相可见，国内主要工程机械大企业也在关注着轮履两用工程机械车辆相关技术的发展。
随着小型工程机械的智能化、多用途、微型化及超小型化的蓬勃发展，越来越多的小微工程机械车辆装备进入城郊、农村和个体家庭，个性化的市场需求将会越来越强烈，这也是工程机械车辆制造企业顺应潮流，提供整体解决方案的同时，满足个体个性定制，不断向前发展的主要趋势之一。轮履两用是从提高此类小型履带式工程机械车辆整机工作效率出发，以保持原有履带式行走和作业优势为前提，增加轮胎式行走功能，从而提高设备的机动性能。或者从农村、小范围小型工程和灾害救援作业的角度看，如果在小微型履带式多功能工程机械上加设轮式行走机构，将极大地改善该型装备在农田水利、耕作收获、市政建设和自然灾害救援方面的便利性和使用范围。换句话说，加设轮胎式行走部分，对小型多功能履带式工程机械或车辆而言，实现“轮履两用”，对行业，对主机厂，对使用者，或许都是一种不错的选择。
参考文献：
[1]朱節宏.伸缩式轮履可切换小型挖掘机行走装置的设计研究[D].南宁：广西大学，2016.
[2]苏鄂等.出逃-一辆废弃轮履两用装甲车的复活奇迹[J].兵器，2012（01）.
[3]来恩华.国外轮、履式装甲车辆技术的发展[J].现代兵器，1988（03）：18-21.
[4]陈金凤等.八达重工成功研制全球最大的救援工程机器人[J].工程机械与维修，2014（z1）.
资金项目：2018年度广西高校中青年教师基础能力提升项目（2018KY1185）
作者简介：朱节宏（1984-），男，广西合浦人，机械工程硕士，讲师，主要研究方向：机械设备的设计开发。
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