淺談輪履兩用工程機械車輛的應用現狀與發展趨勢

摘 要：輪履兩用工程機械或車輛，是具有輪胎式行走機構（裝置）和履帶式行走機構（裝置）兩套行走機構的工程機械或車輛。本文將從履帶式工程機械車輛的不足之處，輪履兩用工程機械車輛的優勢，輪履兩用工程車輛的應用現狀，輪履兩用工程機械的應用現狀，輪履兩用工程機械車輛的發展趨勢等方面探討了輪履兩用工程機械車輛的應用現狀和發展趨勢。

關鍵詞：輪履兩用;工程機械;車輛;發展趨勢

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.18.056

0 引言

工程機械作為裝備制造業的重要組成部分，在基礎設施、工業生產、農林牧漁和市政建設等方方面面建設中的作用舉足輕重。據中國工程機械工業協會行業統計數據，2018年全年幾種主要工程機械產品的銷量超35萬臺，履帶式工程機械產品占比50%以上。以液壓挖掘機為例，2018年累計銷量203420臺，同比增長45%，小微型挖掘機市場份額占比超過六成。此外，截至2016年底，全國挖掘機保有量超過160萬臺，占整個工程機械保有量的五分之一。在資源開發利用、應急救援、城鎮化和鄉村振興的大潮中，龐大的工程機械車輛市場也將把這些領域調整為主要戰場;提高小范圍、短距離內的場內外、城郊施工、農田水利及災害救援等作業工程機械車輛的工作效率，降低設備能耗始終是行業發展的方向標。基于以上，如果這些小微型的履帶式工程機械車輛能設計加裝輪式行走機構，并且輪履可實現自由切換，適應不同的行駛路況和作業工況，勢必以其高速高機動性，進而縮短設備轉場和路上行進時間，提高整機工作效率[1]。

1 輪履兩用工程機械車輛的優勢

1.1 履帶式工程機械車輛的不足之處

常見采用履帶行走的主要工程機械車輛包括液壓挖掘機、起重機、推土機、攤鋪機、銑刨機、樁機、鉆井機、吊管機、履帶式運輸車、作物收獲機械、拖拉機、旋耕機、坦克及其他特種工程車輛等，其中號稱“工程機械之王”的液壓挖掘機，其集挖掘、平整、裝卸、破碎及救援等功能于一身，一機多能，使用最為廣泛。履帶式行走機構雖然擁有優秀的越野性能和爬坡能力，可很好地滿足作業穩定性的要求，但缺點也是顯而易見的，履帶式行走速度不高，機動性差，容易損壞水泥路面（非公路車輛一般也不被允許在公共水泥道路上行駛），且小范圍、短距離的快速轉場或到達場地需要拖車、平板車運輸，增加了作業成本和施工準備時間，甚至無法到達一些局部作業的施工現場，這些不足也是履帶式工程機械車輛實際使用的制約因素。

1.2 輪履兩用工程機械車輛的優勢

輪履兩用工程機械或車輛，是具有輪胎式行走機構（裝置）和履帶式行走機構（裝置）兩套行走機構的工程機械或車輛。這種工程機械車輛兩套行走機構（裝置）同用一套底盤構件，結合了輪胎式行走的高機動性能和履帶式行走良好的越障通過能力，并可以根據實際路面狀態和作業要求進行行走機構的切換，更好地適應行駛路徑和作業場地，可主要考慮應用在小微型工程機械或工程車輛上。這種工程機械車輛是基于履帶式機械車輛不足的基礎上，在原有履帶式行走機構（裝置）的基礎上增加一套輪胎式行走機構（裝置），這種輪履結合可切換行走方式的應用，在城郊小型工程施工、市政建設農田水利、農耕、作業收獲和災難現場救援方面，非常好地節省了運輸車輛的裝卸、捆綁及運輸的時間，能有效地保證作業工程機械車輛快速地到達現場或者自行轉移作業場地。

2 輪履兩用工程機械車輛的應用現狀及發展趨勢

2.1 輪履兩用工程車輛的應用現狀

輪履兩用的工程車輛，歷史上曾以軍用裝甲車和坦克形式出現過。其中最早的輪履兩用坦克是法國圣沙蒙M21型輪履兩用坦克，輪式行走速度為20km/h，這個速度在上世紀20年代算是比較可觀的了。接著較著名的就是Landsverk L-30輪履式輕型坦克，這是瑞典工程師基于德國R-R Kampfwagen M28輪履兩用式坦克設計的，該輪履式輕型坦克行駛方式切換采用液壓傳動，在公路上，履帶行走時前進速度為37.5km/h，輪胎行走時前進速度可達80km/h，輪履行進的速度在當時也都是比較大的突破。在裝甲車方面，由奧地利蘇拉公司研制的“Sd.Kfz.254”堪稱典型，該輪履兩用偵察裝甲車原名RK-7，滿載7人，輪式行走時最大速度可達60km/h。此外，像前蘇聯系列戰車里的輪履結合步兵戰車，輪胎行走和履帶行走都具備較強的越野能力，履帶行走機構設計在輪式前后橋之間，主要便于車輛深陷泥濘路面輪式機構無法行進時自行爬出來。據記載，這些輪履兩用式戰車，除了已被德軍陸軍正名的“Sd.Kfz.254”生產過一百多輛之外，大多都在所屬軍隊測試中暴露了輪履行走設計過于復雜，可靠性相對較差的問題，未能大規模地應用在戰場上。而隨著發動機及傳動技術的進步，現代履帶式戰車、裝甲車，特別是輕型的，履帶行駛速度也能達到80km/h，“輪履兩用”結構于這些車輛裝備上，已不復當年的“誘惑力”，因此也很難看到了[2-3]。

2.2 輪履兩用工程機械的應用現狀

在工程機械領域，現有的采用輪履行走的機械裝備有液壓挖掘機，起重機和救援機器人。液壓挖掘機方面，犀牛重工的小型輪式履帶挖掘機就是一種輪履可切換行走的挖掘機，它結合了輪式挖掘機和履帶式挖掘機的結構特點，與普通履帶式液壓挖掘機比較，在外觀上，整機的前后增加了輪式行走的轉向橋和驅動橋，前后橋可以收放，以液壓作為輪式輪履行走機構切換的動力，輪式機構行駛速度可達30km/h，另外，河南瀚人匯鑫挖掘機械有限公司也有該類型的小型輪式履帶挖掘機。起重機方面，徐工在2014年推出了全球首款輪履兩用概念起重機XCWT30，該機可實現輪式機構和自掛接履帶機構的快速切換，利用履帶式起重機的場地適應性強，帶載行走的優勢，實現全地面底盤與履帶底盤的融合，該機輪式行進速度可達80km/h，但遺憾的是，該概念機最終沒能量產上市。救援機器人方面，八達重工研制的大型救援機器人則是為數不多的采用輪履復合切換行駛的多功能搶險救援裝備，該機可滿足地震、重大事故災害的搶險救援、特殊工況作業場所的需要，實施快速救援，輪式行進速度超過30km/h[4]。以上這些，都是有產品在售或者概念機問世的，所以輪履兩用相關技術是具備一定的成熟度的。

2.3 輪履兩用工程機械車輛的發展趨勢

據在萬方數據知識服務平臺上精確查詢結果，2008年至今，關于“輪履”、“輪式履帶”、“履帶輪式”等研究的文獻、專利、產品技術的成果資料超過400項，主要有關各種機器人、作物收割機、推土機、混凝土泵車、起重機、液壓挖掘機、各種工程車及輪履底盤等等，這些研究或產品研制涉及部件結構、整機、機構運動分析等內容，其中以工程院校為研究主體的居多，以科研院所和工程機械制造企業為研究主體的也有。從徐工輪履兩用起重機概念機在寶馬展的驚艷亮相可見，國內主要工程機械大企業也在關注著輪履兩用工程機械車輛相關技術的發展。

隨著小型工程機械的智能化、多用途、微型化及超小型化的蓬勃發展，越來越多的小微工程機械車輛裝備進入城郊、農村和個體家庭，個性化的市場需求將會越來越強烈，這也是工程機械車輛制造企業順應潮流，提供整體解決方案的同時，滿足個體個性定制，不斷向前發展的主要趨勢之一。輪履兩用是從提高此類小型履帶式工程機械車輛整機工作效率出發，以保持原有履帶式行走和作業優勢為前提，增加輪胎式行走功能，從而提高設備的機動性能。或者從農村、小范圍小型工程和災害救援作業的角度看，如果在小微型履帶式多功能工程機械上加設輪式行走機構，將極大地改善該型裝備在農田水利、耕作收獲、市政建設和自然災害救援方面的便利性和使用范圍。換句話說，加設輪胎式行走部分，對小型多功能履帶式工程機械或車輛而言，實現“輪履兩用”，對行業，對主機廠，對使用者，或許都是一種不錯的選擇。

參考文獻：

[1]朱節宏.伸縮式輪履可切換小型挖掘機行走裝置的設計研究[D].南寧：廣西大學，2016.

[2]蘇鄂等.出逃-一輛廢棄輪履兩用裝甲車的復活奇跡[J].兵器，2012（01）.

[3]來恩華.國外輪、履式裝甲車輛技術的發展[J].現代兵器，1988（03）：18-21.

[4]陳金鳳等.八達重工成功研制全球最大的救援工程機器人[J].工程機械與維修，2014（z1）.

資金項目：2018年度廣西高校中青年教師基礎能力提升項目（2018KY1185）

作者簡介：朱節宏（1984-），男，廣西合浦人，機械工程碩士，講師，主要研究方向：機械設備的設計開發。