工程機械論文全文(5篇)

1國內外工程機械柴油機尾氣排放的影響現狀

國內專家目前從減少環境污染（環境保護）的宏觀層面考慮，認為柴油機尾氣排放最主要的危害是有助于形成光化學煙霧、灰霾等。與國內對工程機械柴油機尾氣排放的研究糾結于環境派生污染的宏觀層面不同，設在法國里昂的世界衛生組織（WTO）下屬的國際癌癥研究機構（InternationalAgencyforResearchonCancer，簡稱IARC）在2012年的六月份重新評估了柴油發動機尾氣排放，已經把對柴油機尾氣排放的研究上升到了對人的健康直接影響的微觀層面（勞動保護的角度），其已把柴油發動機的尾氣排放歸入使人類致癌的1類致癌物，與石棉、砒霜和芥子氣的致命性處于同一級別，具有高度致癌性。IARC將柴油發動機的尾氣排放的致癌級別由1988年的2A級別（可能致癌）提升至目前的級別1（致癌）。IARC的專家敦促人們盡量減少接觸柴油發動機的尾氣排放，他們表示：（調整柴油發動機的尾氣排放的致癌級別的）決定是基于最新的“有說服力的”科學證據。IARC在一份聲明中稱“（獨立專家）工作組發現，柴油發動機的尾氣排放是導致肺癌的原因之一，亦會增加患膀胱癌的風險。”有關結論在國外專家針對礦工、鐵路工人、卡車司機等高風險人群進行的專項調查中得到了驗證。

2工程機械柴油機尾氣排放的對策

盡管存在爭議，在瑞士和瑞典已經有針對所謂的“移動式非公路柴油發動機車輛（如：工程機械）”安裝柴油機微粒捕集器的責任與義務。美國的EPATier4Final排放標準和歐盟的非道路用機動設備第四階段(IV階段)排放標準也對工程機械柴油機尾氣排放提出了更高的要求，將在全球范圍使得“工程機械采用柴油機微粒捕集器技術”成為一種所謂的趨勢，但目前所謂的柴油機微粒捕集器并非是完美無缺的技術，也即：目前的柴油機尾氣凈化裝置技術并非萬能。德國的許多工程機械使用企業認為：從柴油機微粒捕集器的再生、維護保養和其在一些場合導致柴油機油耗增加的角度來講，其使用成本很高；出廠后再進一步加裝柴油機微粒捕集器的工程機械的使用成本更高，例如對于使用了很多年的工程機械，光是加裝柴油機微粒捕集器的相關費用就可能達到其工程機械剩余價值的50%，甚至更高；歐洲建筑施工企業認為：如果通過法規的形式強制“包括工程機械在內的非道路用機械”的柴油機使用微粒捕集器會大大增加企業的施工成本，甚至會威脅到建筑施工企業的生存，特別是給那些中小企業帶來巨大的風險；而且已有包括德國在內的歐洲學者通過測試發現新研發的柴油發動機反而比前幾代柴油發動機排出了更多更細小的顆粒物，而這些更細小的顆粒物的大部分幾乎能無阻礙地通過許多微粒捕集器；馬克斯普朗克協會在柏林的弗里茨哈伯研究所及在羅馬的神經生物學和分子醫學研究所在分子生物學領域的研究表明：這些更小的顆粒物的排放盡管符合歐盟非道路用機動設備第四階段排放標準，但其與舊式柴油機排出的煙塵顆粒相比會殺死更多的人體免疫細胞，更確切地講也即會殺死更多的人體巨噬細胞。這對于工程機械使用者和其周圍的工地施工人員的健康來說更加不利，因為太細小的顆粒物吸入人體后很難再排出體外，其對于工程機械使用者和其周圍的工地施工人員的免疫系統、呼吸系統及循環系統等的負面影響是長久持續的。柴油機煙塵微粒在微粒捕集器中的燃燒甚至可導致增加氮氧化物（NOx）的濃度，而且可以產生二次排放的出現，如產生極其危害健康的多環芳烴8。

因而，在將來不僅急需進一步改進包括柴油機微粒捕集器等在內的許多所謂現成的技術，而且減少工程機械柴油機尾氣排放對人及周圍環境的不良影響的對策也不應該僅僅局限于局部某種“單一”技術的開發，絕不能單單給工程機械柴油機裝個尾氣凈化裝置了事，應從一個“整體”的角度來通盤考慮，如：提高“工程機械整機的燃料使用效率，減少無用功”等就是間接降低工程機械柴油機尾氣污染物的很好的途徑之一。因為依筆者之見，工程機械柴油機尾氣排放的問題已經不是單純某一單個技術在未來的突破就能解決的，其需要跨學科的合作才能解決。這種跨學科的合作方式不僅僅需要各相關專業領域的專業人員之間的交流,還包括制定法規的決策人員和工程機械生產企業的研發技術人員、建筑業及在那里工作的人員、專業協會、研究所、高等院校及社會團體之間的交流，這不僅是一個舊技術改進和新技術開發的過程，而且還應該是一個社會過程。技術和施工組織及管理方面的減少工程機械柴油機尾氣排放的措施，包括：如研制新一代工程機械柴油機零部件及總成技術（包括新一代催化反應器及新一代柴油機微粒捕集器）、怠速階段的工程機械柴油發動機自動停機功能、恢復正常工況時工程機械柴油發動機自動啟動功能、研制能量回收系統、研制新一代混合動力驅動的工程機械、研制新一代電驅動工程機械、通過使用節能液壓零部件優化能源利用、通過優化工作裝置優化能源利用、優化工程機械工作裝置快速更換系統、使用節省燃料的液壓油、通過人員培訓優化工程機械的操作過程等等，其中的一些是和工程機械智能化有關的。工程機械在工地施工中無法避免怠速工況。歐洲一些發達國家的技術人員目前致力于開發工程機械柴油發動機自動停機功能，其可減少怠速時間，從而減少“無謂的燃料”消耗，間接降低工程機械柴油機尾氣污染物的排放總量。展示了實現工程機械柴油發動機自動停機功能的主要元件之間的聯系。取決于工程機械的類型（例如：裝載機、液壓挖掘機或者自卸車等）、工地現場組織和工作任務不同，各個工程機械負載周期是有區別的。基于Liebherr液壓挖掘機有限責任公司及Zeppelin工程機械有限責任公司提供的資料和STRABAG股份公司的調查表明：目前液壓挖掘機怠速工況約占其整個在建筑工地中的運行時間的百分之二十五至百分之三十五之間。歐洲國家專項調查表明：在建筑工地中，目前這類工程機械的平均怠速工況占其整個運行時間的百分之三十二。

怠速時間乘以怠速油耗再乘以國內建筑工地上大量的工程機械的數量，這其中的確蘊含著一個非常可觀的節省燃料的潛力，故減少怠速時間從這個角度講是一個很有價值的方法來間接減少工程機械柴油機尾氣污染物的排放總量。工程機械柴油發動機自動停機功能除了可以減少柴油機尾氣污染物的排放，還可以減少噪音和振動，這提高了工程機械操作人員的勞動和健康保護。當然進一步保持和提高機械效率也很重要，如：在研發時，考慮減少機械的摩擦來減小額外功，考慮在額外功一定時增大有用功；在新一代產品研發時，進一步改進結構，使它更合理；在使用中，按照技術規程定期保養、定時潤滑，使工程機械處于良好的運行狀態。故上面所講的“整體”不僅僅是把工程機械柴油機作為一個整體來考慮技術的提升，還應該從“工程機械整機效率”的角度考慮工程機械柴油機技術改進和其他總成或系統（如：工程機械工作裝置）技術提升的合理匹配問題；上面所講的“整體”也不應僅僅局限于通過“工程機械整機性能”的改進（技術革新、技術整合）來降低其柴油機尾氣污染物，我們應該把“降低工程機械柴油機尾氣污染物的排放”放在“技術和法規政策”相結合的大背景下，通過合理的建筑施工現場環境污染局部及總體預測、污染預防、實時監控、評價、責令整改及獎懲等綜合管理體系來實現；即使將來有了先進的技術、有了像樣的法規，最終還是要看能不能真正落實，也即最終是否能對各個具體建筑施工現場環境中各種各樣“包括建筑施工現場所有的各輛工程機械的柴油機等尾氣排放在內的”所有污染物采取局部及總體預測、污染預防、實時監控、評價、責令整改及獎懲等綜合管理。在中國柴油油品質量和西方發達國家相比還有差距，并且中國工程機械核心技術和西方發達國家相比還有不小差距的前提下，這種建筑施工現場環境污染局部及總體預測、污染預防、實時監控、評價、責令整改及獎懲等綜合性排放治理管理方式就顯得尤為重要。

3結語

1Parker電控系統硬件系統

1.1控制器

Parker具有多種控制器，包括支持CAN協議、多線程、帶大型液晶顯示、帶觸控屏、支持安全功能等多款主控制器及擴展控制器。Parker的控制器根據開發平臺的不同分為三種系列，首先是基于Matlab/Simulink編程的CM系列，主要用于大批量定制化的控制系統，如用于控制變速箱的CM0711，用于控制挖掘機、裝載機的CM3620等；其次是基于模塊化編程平臺的IQAN系列，主要用于中小批量且用戶可編程的控制系統，如用于控制比例閥的XA2、用于控制高空作業設備的安全模塊MC3等；還有基于梯形圖編程形式的VMM系列，主要用于多路復用控制系統，如用于控制風扇散熱系統的VMM0604等。Parker的控制器采用堅固的殼體設計，配備車載防護連接器，內部具有防止冷凝隔膜，具有高可靠性及耐用性，嚴格符合國際標準，適用于室外環境使用。

1.2顯示器

Parker的顯示器包括支持CANJ1939協議、ISOBUS協議、配置大型液晶屏、觸控屏、多儀表板等多種類型。多年以來的應用，證明了產品的技術及穩定性完全符合各種工況需求。例如運用了完全集成型高亮度的IQAN-MD4顯示器，可在IQANdesign環境中快速進行配置，用戶可編程的全新觸摸顯示屏為工業車輛提供了直觀的界面。MD4顯示器分為5.5英寸、7英寸和10英寸三種型號，支持攝像頭視頻信號輸入與顯示，使駕駛操作更加簡便智能。

1.3傳感器

Parker具有廣泛的傳感器系列，包括壓力、溫度、接近，速度、轉角及傾角等。產品的先進技術及穩定性完全符合各種工況需求，經過不斷研發創新，設備精度在同類產品中處于領先水平。

1換檔規律

曲線是某高原型裝載機全程調速的柴油機、變矩器和變速箱共同工作，油門開度一定，即泵輪轉速一定時，4個檔位的變矩器效率曲線．在發動機與液力變矩器匹配關系確定的情況下，影響傳動系統效率的主要因素有：液力變矩器的傳動效率﹑變速箱及各部分傳動軸的傳動效率．由于變速箱及各部分傳動軸是純機械傳動，其效率可以認為是定值．于是，的變矩器效率曲線反映了液力變矩器傳動效率的變化．相同泵輪轉速的相鄰曲線交點A，B，C就是所求該泵輪轉速的換檔點（變速箱輸出軸轉速）．對所有可能泵輪轉速，求出對應于該泵輪轉速的換檔點，這樣就可以得到裝載機效率換檔規律的換檔曲線．

2模糊換檔控制器的建立

模糊控制器的設計是指確定模糊控制器的輸入變量和輸出變量．通常將模糊控制器輸入變量個數稱為模糊控制器的維數．模糊控制器的維數越高，控制越精細．但是維數過高，模糊控制規則就會變得很復雜，實現控制算法相對困難．所以本文設計的是二維模糊控制器．自動換檔模糊控制器是整個控制系統的核心，它由模糊化、模糊推理、反模糊化等多個知識庫模塊組成，其工作原理是：由模糊控制器采集車輛的各種信號，如油門開度、發動機轉速、渦輪轉速、檔位等，通過對各參數的分析，控制器可判別系統的工作狀況，根據換檔規律決定是否換檔，從而保證傳動系統效率最高、性能最優．本文選擇發動機轉速nB，變速箱輸出軸轉速n2作為輸入變量，取變速箱檔位i為輸出變量。

2．1輸入、輸出變量論域的確定

輸入量的真實論域（即變化范圍）要變換到模糊控制器的內部論域．將泵輪轉速分別變換到內部論域為：｛0，1，2，3，4，…，11，13｝，變速箱輸出軸轉速內部論域｛0，1，2，3，4，…，14，15｝，檔位內部論域｛0，1，2，3，4｝．根據某高原型裝載機的實際運行情況，取泵輪轉速、變速箱輸出軸轉速的變化范圍分別為：［800，2400］，［0，2000］，可得量化因子k1＝1／200，k2＝1／133．

2．2模糊化

1自動消防系統的組成

1.1輸出模塊

輸出模塊包括電控促動器、聲訊報警器、閃光報警器、警鈴以及火災信息顯示器等。電控促動器的作用是控制自動消防系統噴射的機構，用來控制氮氣罐的開啟。在電控促動器結構上附有一個安全釋放閥，用來保證氮氣釋放的壓力不至于過高。促動器有電控氣動（壓縮空氣）控制和電控電動控制2種形式。

1.2滅火劑儲存罐及噴嘴

1）滅火劑儲存罐。自動消防系統的制造商為用戶準備了多種規格的滅火劑儲存罐，以滿足不同用戶各種設備的需要。因此，對設備加裝自動消防系統時，應根據大型工程機械消防安全重要度，如高溫區域面積、噴射時間長短（通常為25～60s）、作業區域流動性等因素來設計選擇儲存罐的總容量大小。在系統設計時還要考慮系統壓力及環境溫度，按儲存壓力分為高壓系統和低壓系統，前者為常溫儲存，設計壓力為5.0MPa；后者為低溫儲存，一般為－18～－22℃，其設計壓力為2.0MPa。低壓系統造價低，安裝和使用維護簡便。一般情況下，滅火劑儲存罐安裝在上部結構的平臺上，這種方式適用于原裝和改裝；也有布置于車架內側的，適用于原裝，改裝時不宜采用。

2）噴嘴。根據設備外廓尺寸大小和結構，通常在柴油機周圍、渦輪增壓器、柴油箱、液壓油箱、液壓管路、舉升油泵和操縱閥、主發電機、電控柜、動力電纜等火險敏感部位安裝4～8個噴嘴。連接方式有法蘭連接和螺紋連接。

2自動消防系統的工作原理

1異型鋼管與板材拼焊工藝比較

1.1拼焊結構與工藝

在機械產品中存在一些箱型結構的零件，過去這些箱型結構零件幾乎都采用板材拼焊而成，拼焊結構也有多種，圖2a完全采用拼焊，圖2b、c、d則部分采用折彎成型，然后拼焊。為了獲得較好的外觀，有時候還需要將焊縫打磨平整。圖2中4種拼焊結構件的生產工藝路線。在機械產品中，矩形箱型結構件的生產工藝相對簡單，而一些異形截面的箱型結構件生產工藝則更為復雜，不僅需要多次折彎，還需要多次組對、焊接，而且圖紙形狀不易保證，外觀較差。在長度方向上存在圓弧形的箱型結構件，可能還會用卷板機卷彎，組對焊接工藝與工裝也更為復雜。一些薄板拼焊的箱型結構件，由于板材本身較薄，焊縫不需要開坡口，可直接采用搭接角焊縫。對于一個成品件而言，焊接后還會有鉆孔、攻絲、鏜孔、銑面等機械加工工序以及與其它工件的焊接工序，如圖4中所示的工件，還需要焊接支座、鉆孔、攻絲等。

1.2異型鋼管的工藝

由于異型鋼管本身已經是成型的箱型構件，只需按照長度進行切割即可。在長度方向上存在圓弧的工件，可采用彎管機及相關模具進行彎曲。由于異型鋼管表面質量好且不需要焊接，因此整體外觀質量好。異型鋼管切割后，根據工件使用要求，也可能會有切割、鉆孔、攻絲、鏜孔、銑面（坡口）等機械加工工序以及與其它工件的焊接工序。對于異型鋼管不同面上的方孔、圓孔以及非平面斷面等，可采用三維切割工藝一次完成，不僅速度快，而且尺寸精度高。

1.3異型鋼管與拼焊工藝比較

實際應用的異型鋼管結構會有各種各樣形狀的零件，生產工藝也各不相同。對于簡單形狀的零件，分別采用拼焊結構和矩形管，拼焊結構需要采用4個零件（3種）進行焊接，而采用矩形管只需1根整體管件彎曲即可。采用拼焊工藝的工序多，用的設備也多，尤其是成型過程，不僅需要卷板機、折彎機，還需要組焊工裝；而采用異型管所用設備只有2種，即切割和成型設備，如果按長度定制，連切割設備也不需要。當然，板料切割機、校平機、卷板機、折彎機都是通用設備，使用范圍廣，而彎管機及其配套使用的模具相對專用，對多品種、小批量的生產顯然不合適，但對于大批量生產不僅效率高，而且成本低。