综述
工程机械的现状及未来发展趋势
燕来荣
(东风汽车公司,湖北442001)
摘要:本文对工程机械的现状及未来的发展方向进行了介绍。采用新技术与新结构设计工程机械产品,提高整机可靠性。开发智能化、多功能、多机型的产品,提高电子信息技术含量,完善产品的成套化,系列化和通用化,并向安全舒适的操作环境和节能环保的/绿色0型工程机械方向发展。
关键词:工程机械;智能化;节能与环保
中图分类号:TH248文献标识码:A
Present S ituati on&Fut ure D evel op i ng T rend of Eng i n eeri ng M achi nery
Yan La irong
Abstract:The present sit uation and f uture developi ng trend o f eng i neeri ng m ach i nery hav e been desc ri bed in this paper.N e w techno l ogy and struct ure are adopted t o desi gn eng ineer i ng m ach i nery product i n order to i m prove t he reli a-b ilit y o f t he co m plete m ach i ne.It w ill dev elop products of intellect ua liza tion,m ult-i f unction and mu lt-imode,l and i n-crease t he techno logy content o f t he electron ic i n f o r m ati on,and pe rfect the co m plete set,ser i a liza ti on and gene ra liza ti on o f the products,and i n the future w ill dev elop i nto the sa fe&com fortable opera ti ng env iron m ent and"green co lor"type eng i nee ri ng machinery w ith energy sav i ng&environmenta l protection.
K ey word s:eng ineer i ng m achi nery;intell ec t ua lization;energy sav i ng&env iron m enta l protection
1工程机械的现状及未来的发展方向
随着现代社会经济建设的快速发展,工程机械车辆使用的普及率越来越高。它已从过去的港口码头和基建工地,进入到了整个社会,成为当今社会生产和人们生活中不可缺少的工具。工程机械车辆在我国有一定的市场需求,并愈来愈显示出它的重要作用。近年来,国家和地方性工程建设项目投资来源呈多元化发展趋势,国家投资、地方投资、世行贷款、国际财团、民营资本等为国产工程机械车辆发展提供了良好的外部环境。近几年我国工程机械车辆销售出现了/井喷0现象,各主要类型产品的销售均出现了较大的增幅。
工程机械车辆在工程建设领域代替了人的体力劳动,并扩展了人的手脚功能。尤其是现代化的工程机械车辆都被赋予了灵性,智能化的工程机械车辆是具有/思维头脑0(微电脑)、/感觉器官0(传感器)、/神经网络0(电子传输),/五脏六腑0(动力与传动)及/手足骨骼0(工作机构与行走装置)的机电信一体化系统。新的工程机械车辆产品在工作效率、作业质量、环境保护、操作性能及自动化程度诸多方面都是以往的车辆产品所不可比拟的,并且在向着进一步的智能化和机器人化方向迈进。
在基础建设中,新材料、新结构和新问题的出现,必将带来建筑工程施工工艺技术的发展和变化,还会对工程机械产品提出新的要求,促使工程机械行业的新技术不断出现。因此工程机械行业的技术变革将成为今后机械产品技术进步比较活跃的一个因素。为了提高工程机械产品的作业生产率,近年来,国外工程机械生产厂商以信息技术为先导,在广泛采用新技术、新结构的基础上,经过努力,相继研制出许多超强功能的系统。在发动机燃料燃烧与电控、液压控制系统、自动操纵、可视化驾驶、精确定位与作业、故障诊断与监控、节能与环保等方面,进行了大量的研究,开发出许多新结构(或新系统)和新产品。提高了工程机械的高科技含量,促进了工程机械的发展。随着微电子技术向工程机械的渗透,现代工程机械日益向智能化和机电一体化方向发展。进入21世纪以来,国外工程机械进入了一个新的发展时期,在广泛应用新技术的同时,不断涌现出了新结构和新产品。继完成提高整机可靠性任务之后,技术发展的重点放在增加产品的电子信息技术含量和智能化程度,努力完善产品的标准化、系列化和通用化,改善驾驶人员的工作条件,向节能、环保方向发展。
2采用新技术与新结构打造工程机械产品
2.1纯水介质作液压传动
以液压油为介质的液压传动在工程机械中得到了广泛应用,但液压油的渗漏会对主机和环境
30
产生污染。这一问题一直困扰着研究人员和使用者。美国一家公司试验研究采用纯水代替液压油作传动介质,并取得了阶段性的研究成果。现已将其应用到道路清扫车的侧刷和卧刷驱动、垃圾料箱的倾卸及箱门的关闭等系统上。清扫车的功率为50k W,行走为机械驱动,集尘方式为机械式。纯水传动技术必将会对工程机械行业带来新的技术变革。
2.2H I PAC沥青路面压实机
沥青路面面层的压实要求优质高效,须达到规定的压实度和平整度,进而改善面层表面结构,使路面抗滑防渗。澳大利亚试验出的一种大型热熨平橡胶带沥青路面压实机,即H I PAC压实机,主要用于沥青路面摊铺层压实。H I P AC沥青路面压实机的出现是对传统压实技术的一个挑战,也是一次压实技术的创新。其主导技术是通过延长压实力的作用时间达到路面的压实密度。
2.3高压水射流切割机械技术
高压水射流切割机械技术首次出现于2000年美国拉斯维加斯工程机械博览会上,被评为公路维修作业中的一个创新。切割机器在路桥的维修中采用高压水射流为切割动力,完成对水泥构件的切割。其主要特点是作业中对相邻的无需维修的构件不造成损害,且施工噪声低、无灰尘。2.4乳化沥青道路养护机械
乳化沥青道路养护机械主要用于减少路面损坏和路面磨损的养护作业。乳化沥青道路养护机械的施工材料为破碎的级配合理的石料、沥青乳化剂和水搅拌成的混合料。也可使用一些添加剂,如矿物质添加剂、破乳剂和阻延剂等。乳化沥青道路养护机械的选用主要是根据路面损坏的型式,并制定相应的施工工艺路线。该类型的机械主要包括6类设备,即乳化沥青制作设备、乳化沥青的储运设备、路面再生拌和机和路面喷补机。乳化沥青道路养护机械作业的优点有:维修迅速、交通中断时间短,可延长道路的使用寿命,维修路面后降低了道路交通噪声,可增大路表面附着力系统,恢复路面平整度、减少路面变形,填补路面的空隙,路面无疏松的散料,形成路面防水层,减少车辆的能量消耗,路表面结构组织优良。
3一机多用、作业功能多样化和机型超小型化、微型化
3.1一机多用、作业功能多样化
一机多用、作业功能多样化是近年来工程机械装备的一个新技术亮点。工程机械主机作业功能的尽可能扩大,单一功能向多功能转化,将扩大工程机械的应用领域。如液压挖掘机的作业机具的多样化使同一主机就可完成挖掘、装载、破碎、剪切和压实等作业。具有清扫、除雪、挖掘、破碎及压实功能的高速公路养护机械一直是工程机械行业关注的热点之一。多功能化作业装置改变了以往单一作业方式,多种作业已突破大、中型工程机械应用的局限,在小型和微型工程机械上也开始了应用。如Caterp illar公司在926G型轮式装载机基础上开发出的I T62G就具有快速连接装置。驾驶员可在驾驶室里完成更换不同作业装置的动作,如更换铲叉、抓斗、卸载斗、扫雷装置、路面清扫装置、破碎装置等。
3.2机型向多用途、超小化、微型化发展
为了全方位地满足不同用户的需求,国外工程机械在朝着系列化、特大型化方向发展的同时,也进入了多用途、超小型化、微型化的发展阶段。推动这一发展的首个因素是液压技术的发展)))通过对液压系统的合理设计,使得工作装置能够完成多种作业功能。其次是快速可更换连接装置的诞生)))安装在工作装置上的液压快速可更换连接器,能在作业现场完成各种附属作业装置的快速装卸及液压软管的自动连接,使得更换附属作业装置的工作在司机室通过操纵手柄即可快速完成。一方面,工作机械通用性的提高,可使用户在不增加投资的前提下充分发挥设备本身的效能,能完成更多的工作;另一方面,为了尽可能地用机器作业替代人力劳动,提高生产效率,适应城市狭窄施工场所以及在货栈、码头、仓库、舱位、农舍、建筑物层内和地下工程作业环境的使用要求,小型及微型工程机械有了用武之地,并得到了较快的发展。为适应市场的需求,各生产厂商都相继推出了多用途的小型和微型工程机械。如卡特彼勒公司生产的汀系列综合多用机、克拉克公司生产的/山猫0牌产品等。目前国际上推出微型工程机械的公司主要有K o m atsu、Textron等公司。Cater p illar公司是国际微型工程机械的带头人,其涉及的产品主要有:挖掘机、挖掘装载机、振动压路机、冲击锤、高空作业车等。
4工程机械的成套化、系列化和特大型化
成套化和系统化是工程机械发展的主要趋势。国外著名大公司已逐步实现了其产品系列化进程,形成了从微型到特大型不同规格的产品。与此同时,产品更新换代的周期明显缩短。特大型工程机械是指其装备的发动机额定功率超过746k W(1000H P)。它们主要用于大型露天矿山或大型水电工程工地。产品特点是科技含量高,
31
