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單鋼輪壓路機：液壓單驅(qū)、全液壓與機械驅(qū)動的優(yōu)劣淺析
來源：山東金馬泰機械制造股份有限公司
全液壓與機械式單鋼輪壓路機的優(yōu)劣之爭，在中國已經(jīng)持續(xù)了近三十年的時間，至今依然沒有定論，二者孰優(yōu)孰劣暫且不作辯論。這里主要針對市場上的另一類產(chǎn)品“液壓單驅(qū)壓路機”，從它的發(fā)展歷程、市場現(xiàn)狀，及與全液壓雙驅(qū)單鋼輪、機械式單鋼輪的性能對比等方面做一闡述，希望能夠給用戶在選購單鋼輪機型時提供一點有價值的參考。
1、液壓單驅(qū)壓路機的發(fā)展歷史
上個世紀八十年代，我國開始從國外引進振動壓路機技術(shù)，其中徐工與瑞典DYNAPAC公司合作，開始生產(chǎn)CA25S液壓單驅(qū)單鋼輪振動壓路機和CA25D液壓雙驅(qū)單鋼輪振動壓路機（全液壓），兩者噸位都是10噸級中小噸位機型。
隨后，由于受到關(guān)鍵零部件（液壓泵、馬達）的限制，徐工在CA25機型上采用機械式變速箱代替液壓泵、馬達，研制出了機械式驅(qū)動單鋼輪振動壓路機。自誕生之日開始，機械式單鋼輪壓路機的市場需求量就一路快速上升，迅速成為壓實機械行業(yè)領(lǐng)域的主導(dǎo)機型，并了行業(yè)發(fā)展近三十年。期間不斷適應(yīng)中國國內(nèi)市場需求，機械式單鋼輪壓路機已經(jīng)發(fā)展出10~26噸級各種噸位機型。
同時，全液壓單鋼輪壓路機在國內(nèi)外也快速發(fā)展，其中國外需求機型以12噸左右中小機型為主，國內(nèi)市場近年則有向更大噸位發(fā)展的趨勢。以徐工為例，出口機型包括有8~16噸五個噸位系列產(chǎn)品，國內(nèi)市場則有18~36噸六個噸位系列產(chǎn)品，其中36噸為目前噸位壓路機。
但是，另類產(chǎn)品“液壓單驅(qū)壓路機”，包括戴納派克、寶馬格、維特根悍馬和卡特彼勒等國際品牌在內(nèi)的主流生產(chǎn)廠家，市面上均已見不到其液壓單驅(qū)壓路機的產(chǎn)品銷售。不僅國際市場上不再有液壓單驅(qū)壓路機需求，在國內(nèi)市場上，液壓單驅(qū)壓路機也一直處在“小眾化”狀態(tài)。
2、液壓單驅(qū)壓路機與普遍認同的“全液壓壓路機”有區(qū)別
傳統(tǒng)意義上，行業(yè)通常所講的全液壓單鋼輪壓路機，指的是“全液壓雙驅(qū)動單鋼輪振動壓路機”。
可能有人會講，液壓單驅(qū)壓路機與全液壓壓路機的差別，不就是少了一個前輪驅(qū)動嗎？就像是汽車行業(yè)里“雙驅(qū)”與“四驅(qū)”的差異？
其實遠非這么簡單！
壓路機本身是依靠行走進行壓實作業(yè)的，全液壓單鋼輪壓路機的前輪驅(qū)動，不僅僅提高了其驅(qū)動行走性能，更重要的是提升了壓實作業(yè)的性能。
下面以20噸級機型為例，對全液壓壓路機與液壓單驅(qū)壓路機的性能參數(shù)做一對比。
全液壓單鋼輪壓路機增加的前輪驅(qū)動，將前輪由從動輪變?yōu)橹鲃虞?，在減輕了擁土現(xiàn)象的同時，壓實材料表面也更為平整。
全液壓單鋼輪壓路機增加的前輪驅(qū)動，可以為前輪分配更大的整機重量。通常全液壓單鋼輪壓路機的前輪分配重量占到整機重量的60%~70%，而液壓單驅(qū)壓路機呢？其前輪分配重量占整機重量的比值則只能設(shè)計為50%左右。前輪分配更大的整機重量，對于單鋼輪振動壓路機來講就意味著更高的壓實作業(yè)效率，此項液壓單驅(qū)壓路機與全液壓壓路機存在較大差距。
全液壓壓路機理論爬坡能力可以達到50%以上，液壓單驅(qū)壓路機則設(shè)計在30%~35%左右。全液壓壓路機整機驅(qū)動能力更強，工況適應(yīng)性更廣泛，作業(yè)安全系數(shù)更高。
全液壓壓路機能夠充分發(fā)揮其液壓傳動優(yōu)勢，工作速度可以設(shè)計為四擋速度，I擋用于正常壓實作業(yè)，IV擋用于良好路況的轉(zhuǎn)場行駛，II、III擋則用于特殊路況（當路況不好時，前、后輪可能出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)現(xiàn)象，使壓路機不能正常行駛。此時，將出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)的輪子相應(yīng)擋位設(shè)置為高速擋位，另一輪子設(shè)置為低速擋位。）四擋無級變速，確保在不同工況下以宜的速度進行作業(yè)。液壓單驅(qū)壓路機有的設(shè)計為兩擋速度，有的僅設(shè)計有一擋速度，不僅滿足不了特殊路況的施工要求，而且難以充分發(fā)揮液壓傳動的優(yōu)勢。
3、液壓單驅(qū)壓路機各項性能與機械驅(qū)動壓路機相差也很大
目前，市場上液壓單驅(qū)壓路機與機械驅(qū)動壓路機的價格基本相差無幾，同時偶有聽聞“關(guān)于液壓單驅(qū)壓路機的多項性能優(yōu)勢”的說法，果真如此嗎？讓我們逐一進行鑒別。
3.1、關(guān)于壓實工作效率
A為20噸級機械驅(qū)動壓路機，B為20噸級液壓單驅(qū)壓路機，兩者在靜載參數(shù)、振動參數(shù)上基本無差異。故此，同等噸位液壓單驅(qū)壓路機壓實工作效率僅與機械驅(qū)動壓路機相當，低于全液壓壓路機。
3.2、關(guān)于液壓無級變速
，液壓傳動可以實現(xiàn)無級變速控制。比如雙鋼輪振動壓路機，采用的就是行駛無級變速控制。同時，雙鋼輪振動壓路機又安裝有速頻管理控制系統(tǒng)，這起到什么作用呢？原來，對于有無級調(diào)速需求的工況，其壓實工作速度還是需要進行控制的，控制的原則就是速度要跟振頻對應(yīng)起來才行。
液壓單驅(qū)壓路機在施工作業(yè)時，由于其振動頻率是保持恒定不變的，所以工作中變換行駛速度起不到任何積極的作用，只會造成區(qū)域振動壓實的不均勻。
液壓單驅(qū)壓路機速度范圍為0~9km/h，既包括非壓實作業(yè)時的行走速度，又涵蓋壓實作業(yè)時的工作速度，需要仰賴操作手的手感控制，速度難以精準。
由于液壓單驅(qū)壓路機的工作速度會時快時慢，勢必造成壓實均勻性難以保證，壓實質(zhì)量非但不高，反而要比機械式的差。
機械驅(qū)動壓路機將工作速度限定在3km/h左右，不僅符合行業(yè)路基連續(xù)壓實標準的規(guī)定，而且駕駛員只需固定I擋進行壓實作業(yè)，操作更加簡潔明了。
關(guān)于液壓單驅(qū)壓路機的可靠性
液壓單驅(qū)壓路機，采用液壓泵+液壓馬達代替變速箱傳遞動力，其工況適應(yīng)性方面存在不少的問題。
單鋼輪振動壓路機至少應(yīng)該有兩擋速度，即壓實作業(yè)速度與非壓實作業(yè)行駛速度；設(shè)計為三擋或四擋速度，即根據(jù)施工路段工況不同選擇不同的速度。
機械驅(qū)動壓路機設(shè)計有三擋速度，就充分考慮了外在工況帶來的負載的不同，其傳動系統(tǒng)的匹配是比較合理的，整機的安全系數(shù)更高，當然可靠性也更高。
液壓單驅(qū)壓路機，有的設(shè)計為兩擋速度，有的僅設(shè)計有一擋速度，這是由液壓馬達的結(jié)構(gòu)所限制的。比如，速度設(shè)定為一擋無級調(diào)節(jié)0~9km/h，為了保證高速時的9km/h，馬達只能選擇為小排量。但是，當用小排量的馬達配合小流量的泵送液壓油來湊出3km/h左右的壓實工作速度時，液壓元器件的使用穩(wěn)定性將會比較差。
事實勝于雄辯！根據(jù)我們統(tǒng)計，液壓單驅(qū)壓路機與機械驅(qū)動壓路機相比，無論是在路基壓實、大壩回填，還是垃圾掩埋等各類惡劣工況施工，故障率不是降低了50%，而是升高了20%！
3.3、關(guān)于變頻、變幅的調(diào)整
首先需要說明，根據(jù)已經(jīng)出臺的《鐵路路基連續(xù)壓實規(guī)范》，以及即將出臺的《公路路基與基層連續(xù)壓實規(guī)范》，單鋼輪振動壓路機的振動頻率、振幅需要固定不做調(diào)整，所以穩(wěn)定工作狀態(tài)下隨意變換振動頻率、振幅沒有科學依據(jù)。
再來看上述命題。事實上，機械傳動式與液壓傳動式壓路機的區(qū)別，在于驅(qū)動行走方式的不同，與振動頻率、振幅根本就無關(guān)。
機械驅(qū)動壓路機，其振動系統(tǒng)采用的也是液壓振動系統(tǒng)，與全液壓壓路機振動系統(tǒng)不存在差異。
4、當前國內(nèi)市場應(yīng)用現(xiàn)狀
根據(jù)我們在施工工地展開的調(diào)研，同一施工工程、同樣壓實遍數(shù)的情況下，同等噸位的液壓單驅(qū)壓路機，其壓實效果反而要遜于機械驅(qū)動壓路機。
國內(nèi)主流正規(guī)施工企業(yè)，如中鐵工、中鐵建、中水電、中國建筑等，以及各大型的道路工程公司，前些年采購的以18噸以上全液壓雙驅(qū)壓路機為主，近幾年也陸續(xù)采購20噸及以上機械驅(qū)動壓路機。
過去二十年來，國內(nèi)單鋼輪壓路機市場主流產(chǎn)品就是：“全液壓雙驅(qū)振動壓路機”和“機械式驅(qū)動液壓振動壓路機”兩大類產(chǎn)品，概略地說，全液壓雙驅(qū)動振動壓路機壓實作業(yè)效率更高，可設(shè)計成30噸及以上更大噸位機型，壓實超厚鋪層效果佳；而機械式驅(qū)動液壓振動單鋼輪壓路機驅(qū)動采用變速箱換擋則是充分考慮了路基及基層壓實的實際工況需求，與技術(shù)*性無關(guān)。
液壓單驅(qū)壓路機，由于其傳動效率低，性能參數(shù)匹配不合理，故障率高及使用工況受限等原因，無論在國內(nèi)外市場，恐怕難改其被“小眾化”的狀況。
1、液壓單驅(qū)壓路機的發(fā)展歷史
上個世紀八十年代，我國開始從國外引進振動壓路機技術(shù)，其中徐工與瑞典DYNAPAC公司合作，開始生產(chǎn)CA25S液壓單驅(qū)單鋼輪振動壓路機和CA25D液壓雙驅(qū)單鋼輪振動壓路機（全液壓），兩者噸位都是10噸級中小噸位機型。
隨后，由于受到關(guān)鍵零部件（液壓泵、馬達）的限制，徐工在CA25機型上采用機械式變速箱代替液壓泵、馬達，研制出了機械式驅(qū)動單鋼輪振動壓路機。自誕生之日開始，機械式單鋼輪壓路機的市場需求量就一路快速上升，迅速成為壓實機械行業(yè)領(lǐng)域的主導(dǎo)機型，并了行業(yè)發(fā)展近三十年。期間不斷適應(yīng)中國國內(nèi)市場需求，機械式單鋼輪壓路機已經(jīng)發(fā)展出10~26噸級各種噸位機型。
同時，全液壓單鋼輪壓路機在國內(nèi)外也快速發(fā)展，其中國外需求機型以12噸左右中小機型為主，國內(nèi)市場近年則有向更大噸位發(fā)展的趨勢。以徐工為例，出口機型包括有8~16噸五個噸位系列產(chǎn)品，國內(nèi)市場則有18~36噸六個噸位系列產(chǎn)品，其中36噸為目前噸位壓路機。
但是，另類產(chǎn)品“液壓單驅(qū)壓路機”，包括戴納派克、寶馬格、維特根悍馬和卡特彼勒等國際品牌在內(nèi)的主流生產(chǎn)廠家，市面上均已見不到其液壓單驅(qū)壓路機的產(chǎn)品銷售。不僅國際市場上不再有液壓單驅(qū)壓路機需求，在國內(nèi)市場上，液壓單驅(qū)壓路機也一直處在“小眾化”狀態(tài)。
2、液壓單驅(qū)壓路機與普遍認同的“全液壓壓路機”有區(qū)別
傳統(tǒng)意義上，行業(yè)通常所講的全液壓單鋼輪壓路機，指的是“全液壓雙驅(qū)動單鋼輪振動壓路機”。
可能有人會講，液壓單驅(qū)壓路機與全液壓壓路機的差別，不就是少了一個前輪驅(qū)動嗎？就像是汽車行業(yè)里“雙驅(qū)”與“四驅(qū)”的差異？
其實遠非這么簡單！
壓路機本身是依靠行走進行壓實作業(yè)的，全液壓單鋼輪壓路機的前輪驅(qū)動，不僅僅提高了其驅(qū)動行走性能，更重要的是提升了壓實作業(yè)的性能。
下面以20噸級機型為例，對全液壓壓路機與液壓單驅(qū)壓路機的性能參數(shù)做一對比。
全液壓單鋼輪壓路機增加的前輪驅(qū)動，將前輪由從動輪變?yōu)橹鲃虞?，在減輕了擁土現(xiàn)象的同時，壓實材料表面也更為平整。
全液壓單鋼輪壓路機增加的前輪驅(qū)動，可以為前輪分配更大的整機重量。通常全液壓單鋼輪壓路機的前輪分配重量占到整機重量的60%~70%，而液壓單驅(qū)壓路機呢？其前輪分配重量占整機重量的比值則只能設(shè)計為50%左右。前輪分配更大的整機重量，對于單鋼輪振動壓路機來講就意味著更高的壓實作業(yè)效率，此項液壓單驅(qū)壓路機與全液壓壓路機存在較大差距。
全液壓壓路機理論爬坡能力可以達到50%以上，液壓單驅(qū)壓路機則設(shè)計在30%~35%左右。全液壓壓路機整機驅(qū)動能力更強，工況適應(yīng)性更廣泛，作業(yè)安全系數(shù)更高。
全液壓壓路機能夠充分發(fā)揮其液壓傳動優(yōu)勢，工作速度可以設(shè)計為四擋速度，I擋用于正常壓實作業(yè)，IV擋用于良好路況的轉(zhuǎn)場行駛，II、III擋則用于特殊路況（當路況不好時，前、后輪可能出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)現(xiàn)象，使壓路機不能正常行駛。此時，將出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)的輪子相應(yīng)擋位設(shè)置為高速擋位，另一輪子設(shè)置為低速擋位。）四擋無級變速，確保在不同工況下以宜的速度進行作業(yè)。液壓單驅(qū)壓路機有的設(shè)計為兩擋速度，有的僅設(shè)計有一擋速度，不僅滿足不了特殊路況的施工要求，而且難以充分發(fā)揮液壓傳動的優(yōu)勢。
3、液壓單驅(qū)壓路機各項性能與機械驅(qū)動壓路機相差也很大
目前，市場上液壓單驅(qū)壓路機與機械驅(qū)動壓路機的價格基本相差無幾，同時偶有聽聞“關(guān)于液壓單驅(qū)壓路機的多項性能優(yōu)勢”的說法，果真如此嗎？讓我們逐一進行鑒別。
3.1、關(guān)于壓實工作效率
A為20噸級機械驅(qū)動壓路機，B為20噸級液壓單驅(qū)壓路機，兩者在靜載參數(shù)、振動參數(shù)上基本無差異。故此，同等噸位液壓單驅(qū)壓路機壓實工作效率僅與機械驅(qū)動壓路機相當，低于全液壓壓路機。
3.2、關(guān)于液壓無級變速
，液壓傳動可以實現(xiàn)無級變速控制。比如雙鋼輪振動壓路機，采用的就是行駛無級變速控制。同時，雙鋼輪振動壓路機又安裝有速頻管理控制系統(tǒng)，這起到什么作用呢？原來，對于有無級調(diào)速需求的工況，其壓實工作速度還是需要進行控制的，控制的原則就是速度要跟振頻對應(yīng)起來才行。
液壓單驅(qū)壓路機在施工作業(yè)時，由于其振動頻率是保持恒定不變的，所以工作中變換行駛速度起不到任何積極的作用，只會造成區(qū)域振動壓實的不均勻。
液壓單驅(qū)壓路機速度范圍為0~9km/h，既包括非壓實作業(yè)時的行走速度，又涵蓋壓實作業(yè)時的工作速度，需要仰賴操作手的手感控制，速度難以精準。
由于液壓單驅(qū)壓路機的工作速度會時快時慢，勢必造成壓實均勻性難以保證，壓實質(zhì)量非但不高，反而要比機械式的差。
機械驅(qū)動壓路機將工作速度限定在3km/h左右，不僅符合行業(yè)路基連續(xù)壓實標準的規(guī)定，而且駕駛員只需固定I擋進行壓實作業(yè)，操作更加簡潔明了。
液壓單驅(qū)壓路機，采用液壓泵+液壓馬達代替變速箱傳遞動力，其工況適應(yīng)性方面存在不少的問題。
單鋼輪振動壓路機至少應(yīng)該有兩擋速度，即壓實作業(yè)速度與非壓實作業(yè)行駛速度；設(shè)計為三擋或四擋速度，即根據(jù)施工路段工況不同選擇不同的速度。
機械驅(qū)動壓路機設(shè)計有三擋速度，就充分考慮了外在工況帶來的負載的不同，其傳動系統(tǒng)的匹配是比較合理的，整機的安全系數(shù)更高，當然可靠性也更高。
液壓單驅(qū)壓路機，有的設(shè)計為兩擋速度，有的僅設(shè)計有一擋速度，這是由液壓馬達的結(jié)構(gòu)所限制的。比如，速度設(shè)定為一擋無級調(diào)節(jié)0~9km/h，為了保證高速時的9km/h，馬達只能選擇為小排量。但是，當用小排量的馬達配合小流量的泵送液壓油來湊出3km/h左右的壓實工作速度時，液壓元器件的使用穩(wěn)定性將會比較差。
事實勝于雄辯！根據(jù)我們統(tǒng)計，液壓單驅(qū)壓路機與機械驅(qū)動壓路機相比，無論是在路基壓實、大壩回填，還是垃圾掩埋等各類惡劣工況施工，故障率不是降低了50%，而是升高了20%！
3.3、關(guān)于變頻、變幅的調(diào)整
首先需要說明，根據(jù)已經(jīng)出臺的《鐵路路基連續(xù)壓實規(guī)范》，以及即將出臺的《公路路基與基層連續(xù)壓實規(guī)范》，單鋼輪振動壓路機的振動頻率、振幅需要固定不做調(diào)整，所以穩(wěn)定工作狀態(tài)下隨意變換振動頻率、振幅沒有科學依據(jù)。
再來看上述命題。事實上，機械傳動式與液壓傳動式壓路機的區(qū)別，在于驅(qū)動行走方式的不同，與振動頻率、振幅根本就無關(guān)。
機械驅(qū)動壓路機，其振動系統(tǒng)采用的也是液壓振動系統(tǒng)，與全液壓壓路機振動系統(tǒng)不存在差異。
4、當前國內(nèi)市場應(yīng)用現(xiàn)狀
根據(jù)我們在施工工地展開的調(diào)研，同一施工工程、同樣壓實遍數(shù)的情況下，同等噸位的液壓單驅(qū)壓路機，其壓實效果反而要遜于機械驅(qū)動壓路機。
國內(nèi)主流正規(guī)施工企業(yè)，如中鐵工、中鐵建、中水電、中國建筑等，以及各大型的道路工程公司，前些年采購的以18噸以上全液壓雙驅(qū)壓路機為主，近幾年也陸續(xù)采購20噸及以上機械驅(qū)動壓路機。
過去二十年來，國內(nèi)單鋼輪壓路機市場主流產(chǎn)品就是：“全液壓雙驅(qū)振動壓路機”和“機械式驅(qū)動液壓振動壓路機”兩大類產(chǎn)品，概略地說，全液壓雙驅(qū)動振動壓路機壓實作業(yè)效率更高，可設(shè)計成30噸及以上更大噸位機型，壓實超厚鋪層效果佳；而機械式驅(qū)動液壓振動單鋼輪壓路機驅(qū)動采用變速箱換擋則是充分考慮了路基及基層壓實的實際工況需求，與技術(shù)*性無關(guān)。
液壓單驅(qū)壓路機，由于其傳動效率低，性能參數(shù)匹配不合理，故障率高及使用工況受限等原因，無論在國內(nèi)外市場，恐怕難改其被“小眾化”的狀況。
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