大型挖掘机是如何进化的？

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紧凑型挖掘机的销量远超大型机型，且已持续多年。根据工程机械咨询公司Off-Highway Research (OHR)的数据显示，2023年全球销售了36.5万台小型挖掘机，总价值超过125亿美元。

OHR估计，从2014年到2023年，北美地区的小型液压挖掘机销量增长了133%，而6吨到12吨的机型在2023年约占该地区市场份额的33%，相比十年前的2.6%有显著提升。类似的增长率也在中国和欧洲等主要工程机械市场出现。

这是非常亮眼的数据，但为什么小型挖掘机备受青睐？尽管中大型挖掘机的销量不及小型机，但更高吨位的挖掘机依然在与行业的整体现代化进程同步。此外，随着全球大型项目的增多，对中大型挖掘机的需求也将持续增加。

越大越好

小型挖掘机主要活跃在城市和狭小空间，近年来受到大城市在住房和基础设施投资的大力推动。但中型和大型（10吨及以上）挖掘机则更适用于恶劣环境，其理想应用场景包括偏远施工现场、矿山、采石场及极端气候和温度区域。

英国原始设备制造商（OEM）JCB在开发其今年发布的370X挖掘机时正是考虑了这些因素。作为欧洲市场上最知名的挖掘机制造商之一，JCB表示这款机器是其X系列履带式挖掘机中最大的一款。该系列自2018年推出，370X重量可达40吨，配备8.9升、6缸康明斯L9柴油发动机，最大功率为240千瓦或322马力，转速为1700转/分钟。其液压系统采用川崎的泵和新一代KYB阀组。

JCB指出气候条件是开发该机的重要考虑因素。JCB表示，“370X是为在最恶劣环境下工作而设计的，经过严格测试，可在任何气候条件下表现出最佳性能。”

该机还配备了更重的配重以增加稳定性，更大的结构以应对额外的作用力，增加的服务管道直径和更高的液压压力以增强挖掘端的动力。

较大尺寸也意味着生产效率的提高：根据JCB的测试，370X每升燃料可多移动4.5吨的物料，每小时可比竞争对手多移动86吨的物料。该机器的铲斗直径也增加至最高100毫米，适合用于更大型的拆除作业。

提高生产力

电动挖掘机也在扩大尺寸并进入新的市场。瑞典的沃尔沃建筑设备公司（Volvo CE）在5月将其EC230电动挖掘机引入日本市场，此前已在北美和欧洲推出。

沃尔沃CE认为，EC230现在是“日本市场上最大型的电动挖掘机”。沃尔沃CE日本市场负责人Shoji Isamu指出日本市场对零排放电动建筑机械的需求很大，并表示经销商和终端用户需要能够满足日本市场需求的可持续选择。

初步投放市场的五台EC230已经有两台安排好租赁使用，此外一台将用于多项目施工的主要承包商。

在超大型挖掘机领域，神钢矿山（KGM）和日本住友商事（SMS Equipment）共同开发的PC9000液压矿山挖掘机适用于地表应用。

神钢称，PC9000是为了在矿场中提高生产率、性能和效率而设计的，适合与其830E到980E矿用卡车配合使用，以提高循环时间并降低每吨物料的总体成本。

首台PC9000交付给加拿大阿尔伯塔省的福特山油砂矿，该矿每天提取19.4万桶物料，预计可运营至2068年。PC9000配备了更大的铲斗和更高的挖掘力，以提高效率和循环时间。

技术与动力升级

自动化功能如辅助平整、传感器和摄像头技术以及远程信息处理已经成为大多数新机器的标准配置。

未来几年内，优化电控液压系统、提升自动化功能以及引入更多远程操作机会将成为挖掘机行业的新突破。

卡特彼勒的Cat Command远程操作系统就是一个范例，可让操作员离开驾驶室继续工作，这在靠近管道或地下基础设施作业时尤为有用。

卡特彼勒在伊利诺伊州爱德华兹的培训和研究中心展示了Cat Command系统操作一台Cat 308挖掘机的演示。

“这非常简单，”操作员在室内演示中说道，他将一台Cat Command控制器挂在脖子上，通过它控制距离他约10米的挖掘机。他表示，“切换到挖掘模式时，操作将与在驾驶室里一样。”

卡特彼勒还推出了支持3D的Cat Grade系统，利用全球导航卫星系统（GNSS）和实时动态定位（RTK）技术使操作员可以在多台机器上进行复杂地形的平整。

替代能源

燃料技术的创新也在推动挖掘机行业发展，利勃海尔（Liebherr）在这一领域表现积极。

利勃海尔Kirchdorf的Marc Wiedemann表示：“能量转换技术包括一整套高效的发动机和驱动装置，包括利勃海尔自主研发和生产的常规内燃机、氢燃烧发动机、电动机、燃料电池、电池或混合动力系统。”

他说，每种技术都有其优缺点，并需要特定的基础设施，这意味着适用于不同的应用场景。“在可预见的未来，不会有一种通用的驱动技术适用于建筑机械和起重设备等各类应用领域。”

“相反，驱动技术、应用和使用区域的协调越精确，对客户价值创造和气候中和的贡献就越大。”

一些技术进步也能帮助满足机器的需求。中国的XCMG表示，XE690DK液压挖掘机具备额外的监控功能，可以增强安全性和效率。

“机器配备了独立的智能温度传感控制系统，优化了液体温度控制，降低了噪音，提升了整体效率，”XCMG表示。此外，机器的智能管理系统整合了物联网技术和便捷的移动应用，实现机器状态的实时监控，确保运行的安全和效率。”

舒适的驾驶室

也许挖掘机在过去十年最大的变化是其驾驶室的舒适性显著提升。

电控液压元件减少了操作员在操纵杆上的体力需求，而空调和人体工学座椅等原本的豪华功能正逐渐成为大品牌的标配。

卡特彼勒全球市场专家Jason Hurdis指出，驾驶室的舒适性是公司的一项重要优先事项。他在夏季的户外演示中承认，操作员在空调驾驶室中“戴着耳机取笑我”。

他也欢迎操作员的玩笑，因为这标志着多年努力开发新驾驶室的成果。Hurdis补充说，改进的LED照明和无线电控制等小变化对操作员非常重要。

“中国的柳工表示，925FCR驾驶室包括七项新的工厂可用功能，包括平行雨刮器（适用于高粉尘环境）、倾斜操作台提高出入驾驶室的便捷性、10.1英寸显示屏提供360度可视性，USB A和C充电端口、升级的音响和无线电、改进的座椅和液压调节。”

提升每一个细节

尽管遥控操作、3D级别辅助和电液系统听起来像是尖端技术（确实如此），但挖掘机的历史已久，这些主要的技术特性也已存在许久。

虽然如今这些技术已达到卓越的水平，但John Deere（约翰迪尔）挖掘机部门的产品营销经理贾斯汀·斯蒂格表示，他们团队依然注重基本功能的提升。

以Deere的新款P系列（相比之前的G系列）中的210至380型号挖掘机为例，斯蒂格表示，设备制造商仍在发现一些设计和接入方面的创新，这些改进可以在不使用计算机芯片或新兴技术的情况下提高生产效率。

“我们让润滑关节变得更简单，尤其是斗杆与铲斗之间的关节，”斯蒂格解释道，“我们设计了一个从中心向外的润滑通道，这样润滑剂可以从中间向外涌出，同时带走泥土和杂质，从而防止这些关节轴承加速磨损。”

斯蒂格还指出，Deere进一步加强了斗杆与铲斗关节的加固帽形衬套和硬化销轴的耐用性。

“由于衬套硬度增加、销轴硬度增加、密封性更好，我们在这个关节的使用寿命上看到了相较于G系列设计两到三倍的提升，”斯蒂格补充道。

约翰迪尔还重新设计了简单的风扇组件，用于冷却发动机、液压和电子部件。斯蒂格表示，这些改进带来了更多的技术创新灵感。

“我们从G系列的液压驱动风扇转变为P系列的电子按需冷却风扇，”他解释道，“根据不同应用情况，我们实现了最低7%至10%以上的燃油节省效果。”

斯蒂格表示，这些调整的核心目的是为业主和终端用户创造价值。“每当我们能够释放一些动力、减轻发动机负载时，我们和客户都能享受到燃油节省的好处。”

虽然大型挖掘机可能还需要几年才能在燃油技术方面取得重大突破，但在此之前，行业似乎正致力于从现代挖掘机中提取更高效的使用价值。