【科普】為中國鐵路建設做出貢獻的卡特彼勒966D型和966E型輪式裝載機

文章作者:Forever Changzhensky(AcFun、Bilibili、百度、微博和知乎昵稱:寧柳跨越)
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提示
直—直流電傳動:指內燃機車柴油機通過聯軸器直接驅動一臺直流牽引發(fā)電機,輸出直流電并供給數臺并聯的直流牽引電動機。法國國家鐵路CC 65000型內燃機車為直—直流電傳動形式。
交—直流電傳動:指內燃機車柴油機通過聯軸器直接驅動一臺三相交流同步牽引發(fā)電機,經硅整流裝置轉換成直流電后,供給數臺并聯的直流牽引電動機。阿根廷CDD5A1型、CDD6A1型和CDD7A1型內燃機車為交—直流電傳動形式。
交—直—交流電傳動:指內燃機車柴油機通過聯軸器直接驅動一臺三相交流同步牽引發(fā)電機,向牽引包供給電能,由牽引包提供電流給逆變器,逆變器輸出電壓和頻率可變的交流電流,驅動每臺并聯的交流異步牽引電動機。越南鐵路總公司D20E型內燃機車為交—直—交流電傳動形式。
液力傳動:指內燃機車柴油機通過液力變矩器,用液力把柴油機的動力傳到車輪上。本文提及的卡特彼勒966D型和966E型輪式裝載機為液力傳動形式。
機械傳動:指內燃機車像汽車的手動變速器一樣用變速箱和離合器,把柴油機的動力傳到車輪上;但機械結構的離合器難以承受高功率,而且變速箱結構就必然十分復雜和龐大,以增加排檔數提供相對平穩(wěn)的變速性能,所以機械傳動內燃機車功率通常很低。法國國家鐵路Y 7400型內燃機車為機械傳動形式。
雙模式動力機車:本文提及的“雙模式動力”,是指一種可以從電氣化鐵路接觸網受流或柴油機獲得動力的機車。西門子Vectron DE型雙模式動力機車即為雙模式動力機車。
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資料參考來源
《966D輪式裝載機傳動裝置NOSPIN(無滑差)差速器》,潘耀民 譯,《教學與科技》1985年01期,第63頁~第68頁
《對美國CATERPILLAR公司幾種工程機械結構特點分析》,王健 著,《教學與科技》1985年第02期,第41頁~第51頁
《966D Wheel loader》,美國卡特彼勒公司 著,1986年5月版
《966E Wheel loader》,美國卡特彼勒公司 著,1987年12月版
《ZL50D輪胎式裝載機》,劉良臣 著,《工程機械》1988年12期,第6頁~第9頁
《CAT966D輪式裝載機液力變速系統(tǒng)的故障分析與處理》,崔原 著,《隧道建設》1993年02期,第15頁~第25頁
《CAT966E裝載機引進消化國產化綜述》,黃旭就、蒙秋紅 著,《工程機械》1996年04期,第27頁~第29頁、第37頁和第42頁
《ZL50D輪式裝載機》,劉良臣 著,《工程機械與維修》1999年09期,第3頁~第5頁
《柳工與裝載機》,劉良臣 著,《工程機械》2003年11期,第80頁~第85頁
《柳工ZL50C型輪式裝載機》,張振興? 著,《工程機械與維修》2009年08期,第155頁
《卡特彼勒品牌授權的思考》,何昞 著,《工程機械》2018年03期,第8頁、第65頁~第68頁
概述
在《【紀事】李逵與李鬼——小議真假卡特彼勒966E型輪式裝載機》一文中,筆者提到了回收商們利用柳工機械ZL50C型輪式裝載機冒充美國卡特彼勒公司966E型輪式裝載機之舉。那么問題來了,966E型裝載機是何許車也?
966D型和966E型裝載機是卡特彼勒公司于20世紀70年代到80年代相繼推出的兩款輪式裝載機。

柳工機械在966D型裝載機的基礎上,于20世紀80年代初研制出ZL50D型裝載機(初代);后在966E型裝載機的基礎上,于20世紀90年代初研制出ZL60E型裝載機。

設計概況
966D型和966E型裝載機均裝用卡特彼勒公司制3306型柴油機。3306型柴油機是一款四沖程、直立式六氣缸柴油機,缸徑為120 mm,行程為152 mm。柴油機采用直接噴射式燃燒室,噴油壓力大、省油、熱能消耗少,冷卻水箱可小,寒冷天氣易起動;此外還采用了分立式免調整的噴油泵和噴油閥。

兩款裝載機的傳動系統(tǒng)均由變矩器、動力變速箱、主傳動器、差速器、半軸以及輪邊減速器組成。在966D型裝載機傳動系統(tǒng)上采用了自動強制鎖緊式差速器——NOSPIN差速器。當裝載機兩側車輪的轉速相等時,NOSPIN差速器傳給每個車輪的扭矩也相等。但由于轉向引起內、外側車輪轉速不等,外側車輪轉得快,內側車輪轉得慢,則NOSPIN差速器就把扭矩傳遞給轉得慢的車輪。

裝載機司機室標配隔音裝置,并在外部設有防側翻保護棚。司機室包括電子監(jiān)控系統(tǒng)、擋風玻璃、擋風玻璃清洗器/雨刮器、圓頂燈、加壓過濾式空氣循環(huán)系統(tǒng)、后視鏡(安裝于外部)、掛衣鉤、點煙器、煙灰缸、地板墊和可上鎖的進門、所有標準。司機室空調是可選的。

966D型和966E型裝載機在中國
20世紀80年代,中國鐵道部從卡特彼勒公司采購包括966D型裝載機在內的各類工程機械,用于京廣鐵路、大秦鐵路等線路的建設。
當是時也,已經與卡特彼勒公司合作的柳工,于1983年從中國鐵道部換回1臺966D型裝載機。在完成對該機的性能測試之后,以劉良臣為首的設計團隊于1984年研制出中國第一款第二代輪式裝載機——ZL50D型裝載機(初代)。

但由于當時中國國內工業(yè)基礎太薄弱,ZL50D型裝載機(初代)采用的20多項先進技術,很多配件國內無法生產,采用進口配件成本太高。由于這些原因,ZL50D型裝載機(初代)停止了生產。
后來柳工將ZL50型裝載機的合理部分與ZL50D型裝載機(初代)的先進設計相結合,于1988年試制出ZL50C型裝載機??梢哉f,沒有ZL50D型裝載機(初代)的這個前奏曲,就沒有后來柳工經典的ZL50C型裝載機。

當然,柳工在同時從卡特彼勒引進了966E型裝載機技術,并在其基礎上于1990年開始制造ZL60E型裝載機。但非常遺憾,ZL60E型裝載機的產量反而少于ZL50C型裝載機,且基本上沒有車輛存留至今,可靠照片亦是極少。



技術數據表


后記
作為中國鐵道部于20世紀80年代引進的工程機械產品之一,966D型裝載機為多條鐵路的建設做出了應有的貢獻;而對于柳工機械來說,966D型和966E型裝載機,讓柳工機械自身水平得到提高,進而就正如其在20世紀90年代打出的宣傳口號一樣,走向世界。
注釋
⑴柳工后來在ZL50C型裝載機的基礎上,研制出一種采用采埃孚液力傳動裝置的ZL50D型裝載機(二代)。
