工程機械新技術新結構和發展趨勢

郭懷兵 李海玉

摘 要：隨著世界各國生產力水平的不斷提高和科學技術水平的不斷提高，工程機械領域也隨之實現了飛躍的發展，依托互聯網信息技術的普及和應用，工程機械領域已經打破了傳統的發展模式，走向了現代化發展的進程，給工程建設的實現提供了技術支持和保證。為此，本文對工程機械的現狀進行了簡要概述，闡述了新技術和新結構下的機械設備，并對其未來的發展趨勢進行了論述。

關鍵詞：工程機械；新技術；新結構；發展趨勢

前 言：進入現代化全面建設以來，社會生產力水平實現了質的提高，再加之互聯網的普及和信息科學技術的不斷發展，使得許多行業領域都走向了現代化的發展階段，特別是工程機械的建設水平。工程機械是工程建設工作中必不可少的組成部分，也是對工程建設質量的重要保障之一，掌握工程技術的實際發展狀況、新技術的應用以及未來的發展態勢，對于工程建設領域具有十分重要的現實意義，因此，必須對工程機械的實際發展情況予以高度的重視。

一、工程機械發展現狀

綜合全世界的發展實際情況來看，工程機械已經隨著社會生產力的提高而逐漸實現了跨越式的發展。就國外工程機械的產品發展來看，其以信息技術為先導，已經逐漸實現了自動化控制系統、精準化定位與作業、智能故障監控與診斷等方面的進步，并且已經研發出了具有代表性的高科技工程機械。就我國國內工程機械的發展情況而言，與國外發達國家之間仍然存在著很大的差距，一方面，我國工程機械的生產集中化程度和企業經營效率較低，另一方面，我國國內市場中缺乏具有代表性的競爭品牌，工程機械的產品研發仍然停留在壽命較短、早期故障頻發、外形結構單一等層面之上，導致在國際市場中的占有率較低。

二、工程機械新技術與新結構

（一）純水介質作液壓傳動

以液壓油為介質的液壓傳動在工程機械中得到了廣泛應用，但液壓油的滲漏會對主機和環境產生污染，這一問題一直困擾著研究人員和使用者。美國一家公司試驗研究采用純水代替液壓油作傳動介質，并取得了階段性的研究成果，現已將其應用到道路清掃車的側刷和臥刷驅動、垃圾料箱的傾卸及箱門的關閉等系統上，清掃車的功率為50kW，行走為機械驅動，集塵方式為機械式。純水傳動技術必將會對工程機械行業帶來新的技術變革。

（二）計算機輔助鏟土運輸技術與GPS定位

卡特彼勒將其雄偉計劃命名為采礦鏟土運輸技術系統（METS）。METS包括多種多樣的技術產品，如無線電數據通信、機器監測、診斷、工作與業務管理軟件和機器控制等裝置。在運行中，機載系統通過無線電接收整個無線網絡中的鏟土運輸數據、工程數據或現場規劃數據，這些數據都顯示在駕駛室內的一個屏幕上，司機在駕駛室內能直觀地了解機器的作業位置，并準確地判斷需要挖掘、回填或裝載的土方量。CAES Office軟件與來自裝有CAES的機器的數據相結合，產生一個集成的實時作業模型，使業主能在接近實時條件下對現場或遠處監控各種作業。

（三）裝載機新技術與新結構

為了提高裝載機的作業生產率，各生產廠商在廣泛采用新技術、新結構的同時，經過不懈地努力，相繼研制出許多超強功能的系統。現列舉如下：一是行駛平穩性控制系統——在動臂舉升油缸液壓回路中增加一個蓄能器，以衰減工作裝置在機器行駛過程中產生的振動，減少裝載機的顛簸；二是動力電子控制/管理系統——根據傳動裝置及液壓系統的工作狀態，自動調節發動機輸出功率，以滿足不同作業工況的需要，提高燃料的經濟性；三是關鍵信息顯示/管理系統——采用網絡通訊技術，在辦公室的控制中心實時監控裝載機的作業狀態，據此向司機提供基于文字提示的精確的故障診斷信息；四是柴油發動機先進管理系統——燃油噴射控制及維護發動機最佳性能的電子控制模塊，亦可與監測系統進行通信，當發生故障時提醒司機注意，Cat3516B型發動機裝備有此模塊。

（四）乳化瀝青道路養護機械

乳化瀝青道路養護機械主要用于減少路面損壞和路面磨損的養護作業。乳化瀝青道路養護機械的施工材料為破碎的級配合理的石料、瀝青乳化劑和水攪拌成的混合料，也可使用一些添加劑，如礦物質添加劑、破乳劑和阻延劑等；該類型的機械主要包括6類設備，即乳化瀝青制作設備、乳化瀝青的儲運設備、路面再生拌和機和路面噴補機。乳化瀝青道路養護機械作業的優點有維修迅速、交通中斷時間短、可延長道路的使用壽命、維修路面后降低了道路交通噪聲、可增大路表面附著力系統、減少車輛的能量消耗等。

三、工程機械未來發展趨勢

（一）系列化和特大型化

國外著名大公司逐步實現其產品系列化進程，形成了從微型到特大型不同規格的產品。與此同時，產品更新換代的周期明顯縮短。所謂特大型工程機械，是指其裝備的發動機標定功率超過7 355kW，主要用于大型露天礦山或大型水電工程工地，產品特點是科技含量高、研制與生產周期較長、投資大市場容量有限、市場競爭主要集中少數幾家公司，因此，我國必須加大研發力度才能避免在此方面受制于國外。

（二）多用途和微型化

為了全方位地滿足不同用戶的需求，我國工程機械在朝著系列化、特大型方向發展的同時，應發展多用途、微型化的工程機械。一方面，工程機械通用性的提高，可使用戶在不增加投資的前提下充分發揮設備本身的效能，能完成更多的工作；另一方面，為了盡可能地用機器作業替代人力勞動，提高生產效率，適應城市狹窄施工場所的使用要求，小型及微型工程機械有了用武之地。

（三）制造和管理智能化

市場變化頻繁和難以預測，產品更新速度不斷加快，顧客對產品的需求趨向個性化、多樣化，生產自動化技術不斷提高，信息化技術的應用愈來愈廣泛，使制造業生產模式和管理方式發生了根本改變：企業生產從面向產品轉變為面向客戶、面向需求、面向服務；企業的主要生產要素正從勞動力和資本轉向知識；企業的生產過程正從流水線式和自動線式、單品種固定式規模生產轉向多品種、柔性、并行式、智能化的集約生產；與此相應的企業管理模式，也應向能夠充分發揮人的智力和創造性，快速反應市場需求的智能化分布式網絡合作生產管理系統。

（四）節能與環保

大量工程機械所消耗的資源、排放的污染物對環境產生了難以估計的負荷，為提高產品的節能效果和滿足日益苛刻的環保要求，應主要從降低發動機排放、提高液壓系統效率和減振、降噪等方面入手，例如國外個別廠家生產的工程機械產品，機外品噪聲已降至72dB。

結束語：綜上所述，隨著現代化建設進程的不斷推進，工程機械的發展已經逐漸進入到了高水平階段，并且呈現出智能、節能、低成本的特點，在實際工程建設中已經實現了廣泛的應用，特別是智能自動化技術的發展已經逐漸代替了人力勞動，實現了工程建設的高效率和高質量，推動和促進了工程建設領域的快速發展。

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