国外工程机械新技术、新结构与发展趋势

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摘要：自90年代以来，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，技术发展的重点在于增加产品的电子信息技术含量，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。由于工程机械涉及的机种较多，本文重点以轮式装载机（以下简称“装载机”）为例，就其技术现状、新技术和新结构，以及发展趋势作简单介绍。

关键词：建筑机械 机械技术

新技术与新结构

　　近几年，国外工程机械产品以信息技术为先导，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。

1．计算机辅助铲土运输技术与G PS定位（全球定位系统）

　　卡特彼勒将其雄伟计划命名为采矿铲土运输技术系统（M ETS）。M ETS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。由以下三部分组成：1）计算机辅助铲土运输系统（CAES）。包括机载计算、cm级G PS微波定位和高速无线电通信三项技术。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。2）关键信息管理系统（V IM S）。V IM S监测机器中极其关键的性能与作业参数，并且通过无线电将数据从该机器传送到业主办公室。可立即分析数据以便估量机器的当前状态，或加以收集和整理，以便显示机器的作业趋势。3）C AESo ffice软件。这种软件与来自装有C AES的机器的数据相结合，产生一个集成的现时作业模型，使业主能在接近实时条件下对现场或远处监控各种作业。

2．推土机定位系统与虚拟推土

　　目前，卡特彼勒公司、模块采矿系统公司、Le ica和特林布尔导航设备有限公司均可独立提供基于G PS的推土机定位系统，大大提高推土机的作业生产率。

　　卡特彼勒的D O ZSIM1．5，是一种极易使用的计算机程序，可计算推土机的作业生产率。该软件包与W im d ow s兼容，采用3D模拟技术分析推土机距离、坡度、工场设计参数，并可输出总土方量（压实或松散）、每趟移走的土方量、每小时移走的土方量、每趟总耗时、每趟总成本、总系统生产率等大量信息。计算机精度高于C AD系统。

　　Le ica采用G PS技术的D o ze r 2000导航系统，在无需勘察标桩的情况下，允许司机精确地控制推土机的铲刀板和机器的位置，实现虚拟推土作业。

　　模块采矿系统公司的推土机定位系统有助于司机完成诸如坡度与推土任务。驾驶室内安装有图像控制台，向司机显示机器在作业区内的位置，并实时显示关键作业参数，如铲刀角度或被移动的土方体积。

　　T r im b le的产品是Site V isio n G PS，可实现坡度的精确控制，驾驶室内可视化显示系统指导司机精确作业，精度可达cm级。

3．装载机新技术与新结构

　　为了提高装载机的作业生产率，自90年代以来，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：1）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。2）附着力控制系统———在每个车轮上安装一个速度传感器，自动将所需的制动力施加到车轮上，并将扭矩传给与之紧密相连的车轮，便于装载机直线行驶及转向。3）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。4）发动机自动控制系统———当装载机处于非作业工况时，自动降低发动机转速，减少燃料消耗及发动机噪音。5）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。6）转向变速集成控制系统———取消传统的方向盘和变速杆，将转向与变速操纵装置集成为一个操纵手柄，并采用简单的触发式方向控制开发和选挡用的分装式加速按钮。利用肘节的自然动作左右扳动操纵杆，实现转向；利用大拇指选择按钮，实现前进与后退、加速与减速行驶