工程機械的智能化發展探究

張東曉　王志軍

【摘要】目前，我國工程機械技術正趨于成熟，許多機械產品均設有先進的智能技術，能夠有效保證機械產品的運行效率以及運行穩定性。因此，各大機械廠有必要加強智能技術以及信息技術的應用，以此推動工程機械領域的發展。因此，本文對智能化以及信息化的發展情況進行簡單介紹，深入探討智能化以及信息化的實際應用。

【關鍵詞】工程機械 智能化 信息化

隨著我國制造業以及機械行業生產規模持續擴大的背景下，發展工程機械的信息化以及智能化已成為我國當前重要課題。現階段，已有不少機械廠將智能控制、變速控制、遠程監控等新型技術運用到機械產品當中，并取得一定成效。

一、智能化的發展情況

在國外，工程機械技術一直得到穩步發展，其中以美國現有的機械工程技術最優，并在機械生產領域做出重要貢獻。以美國工程機械產品為例，卡特992c屬于美國普遍使用的裝載機。由于裝載機內部設置無線遙控系統，能夠通過人工操作對裝載機進行遠程控制，使其在危險區域進行工作。同時，裝載機還設有控制系統，能夠精準控制裝載機運行速度以及發動機溫度，進而增加機械工程效率。在國內，工程機械產品主要以壓裂車以及儀表車最為先進。由于壓裂車以及儀表車已經能夠信息化操作，并且操作技術已經趨于成熟，進而廣泛運用到油田開采當中。此外，在我國制造業規模不斷擴大的背景下，機床設備、數控沖減設備以及數控彎折設備均結合了較多先進技術，進而促進國內制造業的生產水平。

二、工程機械技術的信息化、智能化發展趨勢

從當前的技術需求方向與工程機械技術的推廣應用趨勢來看，機械技術的未來發展趨勢是以網絡為基礎的集群集成控制以及智能化管理，有關技術人員應充分重視，以便進一步提高我國的工程機械技術的研發水平與應用水平。

（一）虛擬化與機群控制的多技術融合

在系統的使用過程中，基本是通過利用網絡技術、智能化技術以及數字化技術對生產過程加以控制，從而更好地分解工程項目。通過使用虛擬技術控制工程項目的生產全過程，發現能夠影響工程項目質量的要素，為工程項目的施工提供詳盡的數據支撐。機群控制技術指的是機群的最佳優化配置，包括：將機械化作業系統作為控制核心，通過科學使用統計學、仿真學等，建立并分析目標函數，利用最佳優化方式獲取運算結果。確定施工方法則需依靠施工作業施工間的協調來達到預期的質量控制效果。虛擬化技術與機群控制技術核心表現為工程施工分析和控制兩種，通過仿真控制實際生產過程，奠定機群的多形態組合基礎；集群控制的關鍵則在于監控施工要素（如施工設備等），使其能又快又好的達到工程施工的目的。

（二）信息智能化管理技術系統

當前工程項目具有投資大、工程復雜等特點，因此，在建設中要合理控制與安排各施工要素，為工程項目的建設順利開展奠定堅實基礎。同時，要考慮好當前的工程機械技術在實際應用過程中可能發生的不良現象，所以，要對工程機械技術的具體使用環境進行有效控制。智能化的管理系統可以在很大程度上滿足該項技術的使用要求，通過收集相關設備的實際運行中的具體參數，并綜合考慮不同施工環境中機械設備的運行狀態，從而繪制出相關的工程狀態表格，為后期工程建設進行質量控制打下基礎。此外，為了能夠更加靈活的使用施工資源，提高施工人員的工作效率，還應建立和工程機械技術相互適應的智能化管理技術系統，從而為今后的系統管理提供一定的技術支撐。

三、智能化的實際應用

（一）基于發動機的智能控制

一般來講，工程機械所使用的發動機主要是柴油機，而柴油機的智能電控系統則主要由傳感器、微控制器以及高速電磁閥等裝置組成。在實際運用中，智能電控系統能夠對燃油噴射時間、噴射量以及噴油壓力進行有效控制，進而對發動機的動力負載以及動力輸出進行有效調整。同時，在保證發動機動力達標的情況下增強燃料的實際利用率，進而使發動機排出的諸多廢棄能夠滿足環境控制保準。由于智能電控系統的基本原理就是依照發動機曲軸轉速、水溫、進氣量以及油門信號等信息，再根據控制策略即可確定適當的噴油量以及噴油正時。

（二）變速控制

眾所周知，行駛屬于工程機械最為重要的功能之一。但不同構造的工程機械其行駛系統的動力傳動路線也會存在較大差異。例如，有些發動機是通過直接連接的方式與變速器進行連接，有些發動機是通過變矩器而與變速器間接相連，有些發動機則直接與液壓泵進行連接。此外，變速控制系統主要還是依照駕駛員的實際操作意圖對機械行駛速度進行合理切換，確保發動機的運行速度能夠與行駛系統的實際工況相互匹配，最終起到平穩駕駛且減少燃料的效果。

（三）基于液壓挖掘機的電氣控制系統

一般來講，電氣控制系統的應用對象主要是發動機、多路換向閥以及液壓缸等裝置。在電氣控制系統的實際運用當中，系統能夠對液壓挖掘機各項元件的實時溫度、實時壓力、實時速度進行有效檢測，并及時將檢測數據穩定輸入到控制系統當中，再由控制系統綜合操作信號、實時測量值以及固定參數值等各項信號值發出最終的控制信息，進而對發動機、控制閥以及液壓泵等各項元件進行有效控制。正常情況下，控制系統主要包括三項核心技術：第一，旋鈕檔位識別技術。這項技術主要能夠使油門檔位自動進行識別，并能依照動力模式對油門電機的實際執行檔位進行判定。第二，自動怠速技術。這項技術能夠使發動機自行進入到自動怠速模式當中，只有當工作壓力以及行走壓力的控制開關相繼閉合才會退出自動怠速模式。第三，過熱保護技術。這項技術主要對發動機進行保護，一旦發動機實際冷卻水溫超過105度，控制系統就能自動減少一個檔位進行保護發動機。只有當發動機實際冷卻水溫低于95度，控制系統才會自動取消過熱保護模式。

（四）遠程監控

現階段，工程機械領域已經廣泛使用GPS、數據庫以及GIS等新型技術，使遠程監控系統能夠對工程機械具體位置進行實時監控，并有效監測機械產品的實時運行狀態，及時檢測到機械產品的極限狀態，進而根據機械產品的各項參數發出相應等級的報警，最終減少危險發生。同時，遠程監控系統還能提供大量服務，包括歷史記錄、定位軌跡、人員調度以及故障診斷等功能，進而為機械廠提供有效參照。此外，從事工程機械行業的生產商、經銷商以及客戶均能通過遠程監控系統來了解工程機械產品的運行效果。