发展趋势
广泛应用微电子技术与信息技术,完善计算机辅助驾驶系统、信息管理系统及故障诊断系统;采用单一吸声材料、噪声抑制方法等消除或降低机器噪音;通过不断改进电喷装置,进一步降低柴油发动机的尾气排放量;研制无污染、经济型、环保型的动力装置;提高液压元件、传感元件和控制元件的可靠性与灵敏性,提高整机的机—电—信一体化水平;在控制系统方面,将广泛采用电子监控和自动报警系统、自动换挡变速装置;用于物料精确挖(铲)、装、载、运作业的工程机械将安装G PS定位与重量自动称量装置;开发特种用途的“机器人式”工程机械等。
1.系列化、特大型化
系列化是工程机械发展的重要趋势。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额定功率超过1000H P,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。以装载机为例,目前仅有马拉松。勒图尔勒、卡特彼勒和小松—德雷塞这三家公司能够生产特大型装载机。
2.多用途、微型化
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,已进入多用途、微型化发展阶段。推动这一发展的因素首先源于液压技术的发展———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,快速可更换联接装置的诞生———安装在工作装置上的液压快速可更换联接器,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联接,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。为占领这一市场,各生产厂商都相继推出了多用途、小型和微型工程机械。如卡特彼勒公司生产的IT系列综合多用机、克拉克公司生产的“山猫”等。
3.电子化与信息化互动
以微电子、In te rn e t为重要标志的信息时代,不断研制出集液压、微电子及信息技术于一体的智能系统,并广泛应用于工程机械的产品设计之中,进一步提高了产品的性能及高科技含量。LeT o u rn eau集成网络控制系统便是一例。通过显示在机载计算机屏幕的出错信息,提示司机出错原因,并采用三级报警灯光信号(蓝、淡黄、红)表示发动机、液压系统、电气和电子系统的各种状态。目前,该系统已安装在L1350型矿用装载机上。
4.不断创新的结构设计
以装载机为例,工作装置已不再采用单一的“Z型”连杆机构,继出现了八杆平行结构和TP连杆机构之后,卡特彼勒公司于1996年首次在矿用大型装载机上采用了单动臂铸钢结构的特殊工作装置,即所谓的“Ve rsaL ink机构”。这种机构替代综合多用机上的八杆平行举升机构和传统的“Z型”连杆机构,可承受极大的扭矩载荷和具有卓越的可靠性(耐用性),驾驶室前端视野开阔。O&K公司研制的创新LEAR连杆机构,专为小型装载机而设计。Sch ae ff公司于2000年3月在In te rm a t展览会上展出的高卸位式SK L873型轮式装载机的可折叠式创新连杆机构工作装置,进一步增加了轮式装载机的工作装置的种类。
5.安全、舒适、可靠
驾驶室将逐步实施R O PS和FO PS设计方法,配装冷暖空调。全密封及降噪处理的“安全环保型”驾驶室,采用人机工程学设计的司机座椅可全方位调节,以及功能集成的操纵手柄、全自动换挡装置及电子监控与故障自诊断系统,以改善司机的工作环境,提高作业效率。大型工程机械安装有闭路监视系统以及超声波后障碍探测系统,为司机安全作业提供音频和视频信号。微机监控和自动报警的集中润滑系统,大大简化了机器的维修程序,缩短了维修时间。如卡特彼勒公司的F系列装载机日常维修时间只需3.45m in.目前,大型工程机械的使用寿命达2.05万小时,最高可达2.5万小时。
6.节能与环保
为提高产品的节能效果和满足日益苛刻的环保要求,国外工程机械公司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。目前,卡特彼勒公司生产功率为15~10150kM的柴油发动机。其中6缸、7.2升、自重588kg、功率为131~205kW的3126B型环保指标最好,满足EPA Tie rⅡ和EU Stag eⅡ排放标准。卡特彼勒3516B型发动机装有电子喷射装置及AD EM模块,可提高22%的喷射压力,便于燃油完全、高效燃烧,燃烧效率可提高5%,N o X下降40%,扭矩增加35%。个别厂家生产的工程机械产品,机外品噪声已降至72dB(A)。(考试大收集)