工程机械新技术新结构和发展趋势

郭怀兵 李海玉

摘 要：随着世界各国生产力水平的不断提高和科学技术水平的不断提高，工程机械领域也随之实现了飞跃的发展，依托互联网信息技术的普及和应用，工程机械领域已经打破了传统的发展模式，走向了现代化发展的进程，给工程建设的实现提供了技术支持和保证。为此，本文对工程机械的现状进行了简要概述，阐述了新技术和新结构下的机械设备，并对其未来的发展趋势进行了论述。

关键词：工程机械；新技术；新结构；发展趋势

前 言：进入现代化全面建设以来，社会生产力水平实现了质的提高，再加之互联网的普及和信息科学技术的不断发展，使得许多行业领域都走向了现代化的发展阶段，特别是工程机械的建设水平。工程机械是工程建设工作中必不可少的组成部分，也是对工程建设质量的重要保障之一，掌握工程技术的实际发展状况、新技术的应用以及未来的发展态势，对于工程建设领域具有十分重要的现实意义，因此，必须对工程机械的实际发展情况予以高度的重视。

一、工程机械发展现状

综合全世界的发展实际情况来看，工程机械已经随着社会生产力的提高而逐渐实现了跨越式的发展。就国外工程机械的产品发展来看，其以信息技术为先导，已经逐渐实现了自动化控制系统、精准化定位与作业、智能故障监控与诊断等方面的进步，并且已经研发出了具有代表性的高科技工程机械。就我国国内工程机械的发展情况而言，与国外发达国家之间仍然存在着很大的差距，一方面，我国工程机械的生产集中化程度和企业经营效率较低，另一方面，我国国内市场中缺乏具有代表性的竞争品牌，工程机械的产品研发仍然停留在寿命较短、早期故障频发、外形结构单一等层面之上，导致在国际市场中的占有率较低。

二、工程机械新技术与新结构

（一）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50kW，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。

（二）计算机辅助铲土运输技术与GPS定位

卡特彼勒将其雄伟计划命名为采矿铲土运输技术系统（METS）。METS包括多种多样的技术产品，如无线电数据通信、机器监测、诊断、工作与业务管理软件和机器控制等装置。在运行中，机载系统通过无线电接收整个无线网络中的铲土运输数据、工程数据或现场规划数据，这些数据都显示在驾驶室内的一个屏幕上，司机在驾驶室内能直观地了解机器的作业位置，并准确地判断需要挖掘、回填或装载的土方量。CAES Office软件与来自装有CAES的机器的数据相结合，产生一个集成的实时作业模型，使业主能在接近实时条件下对现场或远处监控各种作业。

（三）装载机新技术与新结构

为了提高装载机的作业生产率，各生产厂商在广泛采用新技术、新结构的同时，经过不懈地努力，相继研制出许多超强功能的系统。现列举如下：一是行驶平稳性控制系统——在动臂举升油缸液压回路中增加一个蓄能器，以衰减工作装置在机器行驶过程中产生的振动，减少装载机的颠簸；二是动力电子控制/管理系统——根据传动装置及液压系统的工作状态，自动调节发动机输出功率，以满足不同作业工况的需要，提高燃料的经济性；三是关键信息显示/管理系统——采用网络通讯技术，在办公室的控制中心实时监控装载机的作业状态，据此向司机提供基于文字提示的精确的故障诊断信息；四是柴油发动机先进管理系统——燃油喷射控制及维护发动机最佳性能的电子控制模块，亦可与监测系统进行通信，当发生故障时提醒司机注意，Cat3516B型发动机装备有此模块。

（四）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級配合理的石料、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；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、减少车辆的能量消耗等。

三、工程机械未来发展趋势

（一）系列化和特大型化

国外著名大公司逐步实现其产品系列化进程，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。所谓特大型工程机械，是指其装备的发动机标定功率超过7 355kW，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、研制与生产周期较长、投资大市场容量有限、市场竞争主要集中少数几家公司，因此，我国必须加大研发力度才能避免在此方面受制于国外。

（二）多用途和微型化

为了全方位地满足不同用户的需求，我国工程机械在朝着系列化、特大型方向发展的同时，应发展多用途、微型化的工程机械。一方面，工程机械通用性的提高，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的使用要求，小型及微型工程机械有了用武之地。

（三）制造和管理智能化

市场变化频繁和难以预测，产品更新速度不断加快，顾客对产品的需求趋向个性化、多样化，生产自动化技术不断提高，信息化技术的应用愈来愈广泛，使制造业生产模式和管理方式发生了根本改变：企业生产从面向产品转变为面向客户、面向需求、面向服务；企业的主要生产要素正从劳动力和资本转向知识；企业的生产过程正从流水线式和自动线式、单品种固定式规模生产转向多品种、柔性、并行式、智能化的集约生产；与此相应的企业管理模式，也应向能够充分发挥人的智力和创造性，快速反应市场需求的智能化分布式网络合作生产管理系统。

（四）节能与环保

大量工程机械所消耗的资源、排放的污染物对环境产生了难以估计的负荷，为提高产品的节能效果和满足日益苛刻的环保要求，应主要从降低发动机排放、提高液压系统效率和减振、降噪等方面入手，例如国外个别厂家生产的工程机械产品，机外品噪声已降至72dB。

结束语：综上所述，随着现代化建设进程的不断推进，工程机械的发展已经逐渐进入到了高水平阶段，并且呈现出智能、节能、低成本的特点，在实际工程建设中已经实现了广泛的应用，特别是智能自动化技术的发展已经逐渐代替了人力劳动，实现了工程建设的高效率和高质量，推动和促进了工程建设领域的快速发展。

参考文献：

[1]陈继文，范文利，李彦凤，李凡冰. 工程机械新技术和发展趋势[J]. 现代制造工程，2006，04：144-146.

[2]赵岩. 国外工程机械新技术、新结构与发展趋势[J]. 内蒙古石油化工，2007，11：73-74.

[3]戴红军. 我国机械制造业的发展研究[D].河北工业大学，2010.

[4]刘元海，李来平. 桩工机械新技术新结构及发展趋势[J]. 民营科技，2013，01：9.

[5]龚雪，张克仁. 工程机械故障诊断技术的现状和发展趋势[J]. 建筑机械，2010，23：93-95+97.

[6]龚雪. 工程机械智能故障诊断技术的研究现状及发展趋势[J]. 机床与液压，2011，14：124-126.