小沟机制造技术(初试液压——苏联Э（E）-151型挖掘机制造始末)

之前我说过，我目前会讲点苏东国家和国产的工程机械，今天就讲讲苏联没有量产的Э-151型液压挖掘机。

1952年，全苏建设与道路机械研究所的起重机与挖掘机设计室开发出了一种斗容0.15立方米的液压挖掘机。当时设计人员非常激进地使用了液压传动，挖掘机上几乎所有的活动部件的动作都由液压油缸带动，不过汽车底盘等就是机械传动了。因为不需要钢丝绳拉动挖掘臂运动，所以就省了很多事（比如不用再安装和更换钢丝绳）。而且E-151的表现也优于机械式挖掘机。这种挖掘机的特点就是“长的很小”，而且因为挖掘机装在了GAZ-63的底盘上，这又给它增加了优点：可操作性高，通过性好，行走速度快。

挖掘机命名的意义：E（Э）——挖掘机，15——斗容0.15立方米，1——第1版。这种挖掘机可以换用多种工作装置，比如铲斗、吊钩等。装反铲时最大挖掘高度为2米，工作效率为18-24立方米/小时，吊钩可以吊起不超过1吨的重物。这些参数实际上就已经决定了E-151的用途——在城市或农村建设中替代人力，实现小规模土方作业的机械化。

1953年初，E-151计划是在9月投产，同年11月，一场对E-151的测试开始了。厂方的技术委员会认为在国民经济建设过程中使用这种挖掘机的可能性微乎其微，因为工作效率太低。在生产时，主要看中的是经济效益，或者换句话说，经济效益是要起决定性作用的。

有一个评判挖掘机工作效率的指标——相对工作效率（单位是立方米/小时·吨，就是工作效率/挖掘机整机重量所得结果），E-151这项指标比较差劲，所以技术委员会认为和现有的机械式挖掘机相比，这是一种“落后”的挖掘机，这也并不奇怪。自从上世纪50年代初开始，苏联挖掘机就开始了“正规化发展”，经常会有行走机构，控制系统等零部件的实验。当时，为了改进挖掘机做的研究多如牛毛，研究成果也颇为丰厚。比如把挖掘机安装在拖拉机底盘上，当时苏联挖掘机行业就顺着这些点开的科技树越爬越高。E-151这个项目确实是下马了，但是它确实是苏联第一种液压挖掘机，也开苏联液压挖掘机发展之先河。

如果E-151没有吸引到苏军方面的注意，那么它或许将就此蒙尘。但是因为二战刚刚结束，经验告诉苏军，需要尽早装备先进设备。E-151的高机动性与军队的需求不谋而合，但是仅仅是因为这一点就拍脑袋决定把E-151列装部队太过片面，还需要测试以评价其综合表现。苏联国防部的领导决定及早进行测试，1953年上半年，他们在莫斯科航空研究所使用借来的图纸对挖掘机进行仿制。

让我们来更近看看E-151的设计：E-151包括了工作装置，转台和车架。工作装置采用液压驱动，通过分动箱将汽车发动机动力传至液压油泵上。有两只负责挖掘臂起降的油泵，流量100升/分钟；还有一只负责控制转台的油泵，流量为18升/分钟。每个油泵都和用油管和操纵杆直连，通过油管实现对挖掘臂动作的控制。不过，E-151却不能做到全回转，可以向右转100度，向左转180度。底盘采用GAZ-63的，不过车架长度减少了半米。行走状态时，高3430毫米，宽2米，重4900公斤，最高时速50公里。

E－151的测试于1953年7月14日到10月15日在莫斯科附近各个地区进行，比如卡斯明基、阿拉比诺、莫尼诺等地。测试中，样机只累计工作了51小时，造成这种情况的原因据说主要是因为需要排除故障…

工作装置在加装正铲挖掘软质土壤是非常轻松，不过在硬质土壤中的表现就不尽人意了：在挖掘过程中，前轮会离地，汽车易发生倾覆。这一点给它的表现减了分。

正铲工作照

装反铲工作时，缺乏稳定性这一缺点会稍有改观。在这时候车轮也会出现离地情况，不过是后轮，当铲斗刚切入土壤的时候。这不仅是因为重量轻的原因，而且也是因为铲斗设计缺少后倾角的原因。在开始切土的时候，前方斗壁的作用力会让后轮抬起。这让E-151无法挖掘深度在1.7米以下的沟渠。

这一次测试还发现，在实际情况下E-151无法达到22秒一个工作循环的目标，实际上一个工作循环需要半分钟才能完成。如果对于这些问题进行溯源，最后还是要落到两个原因上：一个是设计问题，另一个是没有制造此类液压元件的经验。

E-151的优点就是机动性好，可操作性高，在路况良好的地方速度可以很快。在铺装路面上，行驶速度可以达到50公里/小时。

最后专家组的结论如下：在军用方面，挖掘机的表现与现在的需要并不相符，将其投入军用恐怕为时尚早。在民用方面，尽管有优点，但是在测试中表现出的不稳定性等缺点已经可以彻底盖过优点。

尽管如此，专家们看见了新机器在实验中的行为，评价了部件之间的协作，检查了液压系统的表现，实践一次的结果比几十次计算和推演得到的要好。尽管E-151永远停留在了实验阶段，但是它却为后来苏联液压挖掘机的发展提供了极为必要的参考资料。

反铲、正铲、起重机的作业范围图