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重新安装浏览器，或使用别的浏览器卡特彼勒大型轮式装载机的发展
　　近日，卡特彼勒发布了其最大轮式装载机994的最新型号994K，至此，卡特彼勒的大型轮式装载机产品系列全部升级到K系列，同时，新型994K的工作重量已经超过小松最新的WA1200-6装载机的工作重量，成为史上最大的机械传动轮式装载机。 　　在了解这款巨型装载机之前，我们先回顾一下卡特彼勒发展大型轮式装载机的历史。早在20世纪50年代，随着战后各类机械的大发展，轮式装载机也逐渐开始流行，卡特彼勒不仅拥有长期的履带式拖拉机生产经验，而且当时已经拥有了履带式装载机的产品线，同时轮式车辆——用于牵引铲运机的轮式拖拉机和自行式铲运机也出现多年，包括发动机、传动系统和液压部件等都已比较成熟，此时也顺理成章地进入这个领域，后来轮式装载机发展成为卡特彼勒相当重要的一块业务。 　　最早的卡特轮式装载机于1959年正式发布，这就是944A，944A是一款采用刚性车架、偏转后轮进行转向的小机器，斗容只有1.5m3，紧接着，更大的966A和更小的922A相继问世，这三款机器外观类似，都采用了相同的结构，工作装置为当时流行的双动臂加反转六连杆的形式。卡特彼勒很快淘汰了这些早期的设计，1963年，大型装载机988和中型装载机966B同时发布。这两款机器都采用了铰接式的车架，奠定了此后卡特轮式装载机的基础。 　　卡特988采用一台卡特D343发动机，净功率为224kW(300hp)，工作装置采用双动臂加正转八连杆的形式，斗容3.8m3。卡特988可以与同期推出的卡特769自卸车进行良好的匹配，非常适用于采石和露天采矿工况。 　　卡特988获得了市场的极大认可，销售情况远胜于当时其他品牌同级产品。随即，卡特彼勒认识到市场需要更大的装载机并开始研发，不过由于早期对轮式装载机的认识不够，以为922、944、966和988即可覆盖大中小型产品系列（履带式装载机为933、955和977），于是比988更大的型号只好命名为992，也为将来更大的型号留出余地。经过数年的研发和测试，生产型卡特992于1968年正式推出，卡特992在结构形式上与卡特988雷同，但采用了12缸的卡特D348发动机，净功率为410kW(550hp)，标准斗容7.6m3，工作重量达到54.7t，几乎是卡特988的两倍。同时，D348的发动机配合3速行星式动力换挡变速器，使得卡特992成为一款在当时非常强大的机器。卡特992还配备了驾驶室，不像早期的卡特988驾驶员要暴露在阳光下。 　　卡特992的销售成绩也不错，卡特彼勒也希望发展更大的装载机，但是受到发动机和传动系统的限制。于是利用当时卡特彼勒早期电传动自卸车的技术，发展了电传动的994项目，这个带有试验性质的型号采用了和卡特779电传动自卸车相同的D348716kW(960hp)发动机，4个车轮由电机进行驱动。工作装置采用了非常简单和独特的4杆结构，由于动臂较短，卸料采用推卸的方式，斗容为15.3m3。这个早期的994只生产了一台，随着卡特彼勒终止早期电传动自卸车项目而一起被终止了。 　　在此后的20余年中由于仍然受制于发动机，而且当时市场对巨型装载机的需求也没有那么大，加之其他一些因素，卡特彼勒一直没有更大型号推出，只是不断改进988和992。 　　1973年推出的卡特992B最大变化是依据当时美国的法律将驾驶室改为ROPS驾驶室，在发生意外事故翻车时可以保护驾驶员的人身安全。在60年代末70年代初的航空发动机“落地”浪潮中，卡特彼勒也做了这方面的尝试，生产了一台特殊的992B，安装了一台体积小、重量轻、功率大的燃气轮机，不过由于油耗惊人加上第一次石油危机的爆发，这个尝试很快就终止了。 　　1977年推出的卡特992C可以说是史上最畅销的大型轮式装载机，相对于卡特992和992B，几乎是全新设计，采用了新型的12缸卡特3412发动机，净功率为515kW（690hp），斗容9.5m3，工作重量达到90t，工作装置抛弃了老式的8连杆形式，采用简洁的Z型杆双摇臂形式。驾驶室也使用了新型的ROPS驾驶室，外观更加现代。卡特992C工作效率很高，与同期推出的卡特777自卸车配合非常完美，可以5斗装满一台卡特777，这个组合在世界各地得到了广泛应用。 　　卡特992C生产了超过2500台，直到15年后的1992年卡特彼勒才推出升级的992D，主要变化是采用了转向和变速集成控制的STIC系统，取消了方向盘和换挡手柄，驾驶员只使用左手边的摇杆就可以控制转向和档位选择，简化了操作。同时，卡特992D换装了卡特3412C发动机，功率略有增加，相应的斗容和工作重量也略有增加。 　　紧接着，在1996年拉斯维加斯的MINExpo上，卡特彼勒展示了颇为激进的992G（因为此时已经出现了卡特988F），几乎让人惊掉下巴。卡特992G抛弃了流行的厚钢板双动臂和Z型杆摇臂，采用了独特的单动臂加单翻斗油缸的形式，动臂采用箱形结构，是单个铸钢件，看起来相当纤弱，不过其强度按照卡特彼勒的说法，是高于厚钢板双动臂形式的，尤其是其抗扭性能，卡特彼勒认为3倍于双动臂。同时，卡特992G换装了卡特3508B发动机，虽然气缸数变为8个，但净功率达到597kW（800hp）。卡特992G的驾驶室也得到改进，同时位置更低。斗容达到12m3的卡特992G可以完美匹配载重91t的卡特777D自卸车，装满一车只需4斗。 　　尽管人们有些许的疑虑，但市场还是很快接受了这款不寻常的装载机，很快卡特988G也在2000年问世了，卡特988G也采用了单动臂，不过其动臂未采用铸钢件，而是由钢板焊接而成，因此相比992G要粗壮得多。卡特992G和988G都取得了不错的销量，但也存在一些争议。 　　此外，随着不断升级，卡特992系列越来越大，与卡特988系列的吨位差距也越来越大，为了满足用户的需求，填补之间的空隙，卡特彼勒于1993年推出了卡特990，这款机器看起来非常像卡特992D，只是略小，但其实其规格比早期的卡特992B还要大，结构上的主要区别是它采用了单摇臂。 　　前面提到，早期曾有电传动的994项目遭到失败，此后在1976年，开发人员曾设想发展一款采用当时新型的卡特3516发动机的大型装载机，净功率达到1008kW（1350hp），但由于风险问题未得到高层的支持。直到80年代末，卡特彼勒在迪卡特工厂组建了矿用车辆中心，发力矿山设备，才重新开始发展巨型装载机。当时的目标是发展一款两倍于卡特992C的产品，仍然命名为994。这个命名显然为将来可能会出现的更大的装载机留出了余地，却为将来992和994的中间型号压缩了空间。1990年，第一台卡特994样车在迪卡特工厂组装完成。卡特994采用了常规的设计，工作重量达到175t，标准斗容为17.6m3，配备一台卡特3516发动机，净功率为933kW（1250hp），为简化设计，卡特994直接采用了卡特992C的驾驶室。 　　卡特994达到了之前ClarkMichigan675和日本SMEC装载机的级别，可以完美匹配130～170t自卸车，也可以与220t自卸车配合作业。除了同期勒图尔勒最大的L-1400电传动装载机外，仅次于当时小松-德莱塞由原万国收割机公司的Payloader580发展而来的Dresser4000装载机，考虑到ClarkMichigan675仅生产了18台并早已停产，而SMEC只生产了一台，而Dresser4000生产数量也很少并在1995年停产，卡特994可以说是当时最畅销的200吨级机械传动装载机。 　　卡特994的出现正当其时，此前巨型装载机虽然应用不够广泛，但毕竟已出现多年，矿山已逐渐开始接受这种设备，卡特994迅速成为勒图尔勒电传动装载机的有力竞争者出现在世界各大矿山，尤其是煤矿。 　　1998年卡特994升级为卡特994D，主要变化是发动机升级为采用电控单体喷油器的卡特3516BEUI发动机，净功率保持不变。此外还采用了牵引力控制系统（RCS），以保护变速器并减少轮胎磨损，同时STIC系统也被采用，同时也为老款使用方向盘的994提供STIC升级包，994D的工作重量略有增加。 　　在卡特992G和988G出现后，卡特994是否也会采用单动臂的结构成为一个悬念，事实上，卡特彼勒当然不会放过任何新技术，在卡特994的基础上试验单动臂最早在1997年就开始了，虽然细节不得而知，但估计动臂是采用钢板焊接而成。此后在2004年卡特994F推出后，基于卡特994F的改装车继续进行试验。至于出于何种考虑使得卡特994系列最终仍采用保守的双动臂也不得而知，也许是性能或可靠性不能令人满意，也许是出于成本或其他方面的考虑。 　　进入21世纪，巨型装载机市场出现了第三个玩家——小松，小松的轮式装载机起步略晚于卡特彼勒，当时通过与万国收割机公司的合资获得了技术，并开始逐渐发展，后来在发展大型装载机的过程中先后推出了WA800和WA900，并且通过与德莱塞的合资再次吸收了Dresser4000的技术，终于在1999年推出了巨型装载机WA1200，重新回到这个不大的市场。WA1200装载机采用康明斯QSK60发动机，净功率1164kW（1560hp），工作重量205t，斗容18～35m3。由于具有后发优势，WA1200的各项参数均高于卡特994D，成为世界上最大的液力机械传动装载机，同时在设计上也非常类似于卡特994D，性能也很先进，如液力机械式变速器，无方向盘设计等。小松WA1200成为卡特994系列的重要竞争对手。2004年，卡特994F问世，该型号改用卡特3516BHDEUI发动机，净功率增加到1073kW（1438hp），工作重量增加到195t，标准斗容19m3。由于越大的产品产量越低，升级速度也比较小的产品缓慢，为了与其他规格的产品序列保持一致，卡特彼勒于2012年推出了卡特994H，994H可以说是个过渡型号，在关键的参数上与卡特994F相比几乎没有什么变化，主要改变都是细节上的，如人性化、安全性和可维护性等方面。 　　此次时隔仅２年推出的最新型号是卡特994K，因为卡特988、990和992都升级到了K型，卡特994K相比994H变化幅度较大，工作重量达到239t，提高了22%，斗容19.1～24.5m3，发动机改为卡特3516系列里最新的3516E，净功率达到1297kW（1739hp）。外观上最显著的变化是后部机身加高加长，并用两根粗大的排气管取代了４根较细的排气管，同时动臂的形状也有变化，此外大型的自动收放登机梯也让人印象深刻。 　　由于有效负载从35t增加到40.8t，卡特994K的工作效率得到提高，在匹配130～220t自卸车时可相应减少装满所需的斗数，如使用高举升臂版本的994K为卡特793系列装车时只需6斗即可装满，而此前的型号需要7斗。 　　其他方面的改进包括优化的铲斗，电控的液压驱动冷却风扇，新的发动机空气过滤系统，以及各项提高安全性、舒适性和可维护性的改进。此外还提供给用户一些可选装的组件以扩大其应用范围，如高温冷却组件，可使得机器在50℃的气温环境下工作，而大油箱则可保证机器连续工作24h无须加油。 　　总之，卡特994K是一款集各种先进动力和控制技术，以及各种豪华、舒适、贴心功能于一身，具备强悍性能和高可靠性、耐久性的超级机器，同时也价格不菲。卡特994系列在994K之前尽管一直都不是同级别中最大的，但却是最畅销的。不过，由于卡特994系列所需的功率介于卡特C系列发动机和C175系列之间，卡特994K仍然只好采用3500系列发动机，这使得其排放只能满足EPATier1标准，而其他几款K型机器由于采用C系列发动机则可满足EPATier2甚至Tier4标准。 　　除了卡特994K，其他几款K型机器也都采用了最新的技术。卡特992K和993K是最早的K型机器，于2007年推出，993这个型号并不符合早年间的命名规则，可确实没有空间了，而且履带式装载机也不会再发展大型号了，不会产生冲突。993K是为了填补992系列和994系列之间巨大空白而诞生的，不过，它更像一款放大了的992K，不同之处在于它采用了传统的双动臂结构，而不是992K仍在使用的单动臂。卡特993K的发动机净功率只比卡特992K的大110kW，这是因为受制于发动机，卡特的ACERT发动机最大只有C32，993K也只能用它，这就导致卡特993K的定位比较尴尬，销量也说明了这一点。 　　而卡特992系列在经历了50年、6个型号的发展仍然是最受欢迎的装载机，在单动臂实践了十余年后，卡特992K仍旧采用了这种形式，但把铸钢结构改为焊接结构，截面更高。动力方面卡特3508BEUI发动机被C32发动机取代，净功率基本不变。现在，卡特992K是K型机器中唯一使用单动臂的型号。 　　前面提到，卡特990系列也是填补卡特992与卡特988系列之间的空隙而出现的，和卡特993一样，卡特990也更接近卡特992。卡特990系列经历了990，990系列2、990H和990K共4个型号的发展，这4个型号总体来说结构形式没有什么变化，发动机从卡特990H开始由卡特3512E改为卡特C27，净功率几乎没有变化，但2014年新推出的卡特990K的净功率比卡特990H增加了约53kW。 　　卡特988系列也是畅销型号，60年间发展了7个型号，卡特988K于2013年推出，其最大变化为经历了卡特988G和卡特988H两个型号的单动臂后其结构形式又回归双动臂，和之前的双动臂型号所不同的是其使用了单摇臂。动力方面从卡特988H开始就采用卡特C18发动机。 　　卡特彼勒大型装载机具有共同的技术特点 　　·采用卡特彼勒发动机，K型除994K外都采用ACERT发动机 　　·采用液力机械式传动，配备带锁止离合器的变矩器和3速卡特行星动力换挡变速器 　　·卡特彼勒驱动桥，采用湿式多盘制动器 　　·K型除992K外都采用厚钢板双动臂形式，Z型杆翻斗机构 　　·无方向盘的转向和变速集成控制手柄操作方式 　　·配备正流量控制液压系统和牵引力控制系统 　　·配备重要信息管理系统（VIMS） 　　·集成式电子系统，可选配称重系统、MineStar等 　　另外，卡特彼勒的大型轮式推土机也基于轮式装载机平台，卡特834系列基于卡特988系列，而卡特844和854系列则最早由澳大利亚的Tiger工程公司分别基于卡特990和卡特992C开发而成，后来卡特彼勒从Tiger公司购买了权利自行生产。目前，卡特834、844和854系列也升级到了K型。 　　至少在未来的数年或十数年中，世界大型轮式装载机市场仍将维持三足鼎立的局面，很难有太大变化。在当前惨淡的大环境下，虽然小松的市场占有率有逐渐增长的趋势，但也很难占据上风，而电传动装载机虽然有损失市场份额的趋势，但也很难就此式微。卡特彼勒和小松，包括勒图尔勒，都不会改弦更张，投入大量资源去研发革命性的产品，而是会不断提升既有产品的性能、可靠性，以及在智能化方面做文章。毕竟巨型装载机的门槛太高了，没有新的竞争者进入。 　　□本刊记者 袁瑜
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