工程机械论文全文(5篇)

1国内外工程机械柴油机尾气排放的影响现状

国内专家目前从减少环境污染（环境保护）的宏观层面考虑，认为柴油机尾气排放最主要的危害是有助于形成光化学烟雾、灰霾等。与国内对工程机械柴油机尾气排放的研究纠结于环境派生污染的宏观层面不同，设在法国里昂的世界卫生组织（WTO）下属的国际癌症研究机构（InternationalAgencyforResearchonCancer，简称IARC）在2012年的六月份重新评估了柴油发动机尾气排放，已经把对柴油机尾气排放的研究上升到了对人的健康直接影响的微观层面（劳动保护的角度），其已把柴油发动机的尾气排放归入使人类致癌的1类致癌物，与石棉、砒霜和芥子气的致命性处于同一级别，具有高度致癌性。IARC将柴油发动机的尾气排放的致癌级别由1988年的2A级别（可能致癌）提升至目前的级别1（致癌）。IARC的专家敦促人们尽量减少接触柴油发动机的尾气排放，他们表示：（调整柴油发动机的尾气排放的致癌级别的）决定是基于最新的“有说服力的”科学证据。IARC在一份声明中称“（独立专家）工作组发现，柴油发动机的尾气排放是导致肺癌的原因之一，亦会增加患膀胱癌的风险。”有关结论在国外专家针对矿工、铁路工人、卡车司机等高风险人群进行的专项调查中得到了验证。

2工程机械柴油机尾气排放的对策

尽管存在争议，在瑞士和瑞典已经有针对所谓的“移动式非公路柴油发动机车辆（如：工程机械）”安装柴油机微粒捕集器的责任与义务。美国的EPATier4Final排放标准和欧盟的非道路用机动设备第四阶段(IV阶段)排放标准也对工程机械柴油机尾气排放提出了更高的要求，将在全球范围使得“工程机械采用柴油机微粒捕集器技术”成为一种所谓的趋势，但目前所谓的柴油机微粒捕集器并非是完美无缺的技术，也即：目前的柴油机尾气净化装置技术并非万能。德国的许多工程机械使用企业认为：从柴油机微粒捕集器的再生、维护保养和其在一些场合导致柴油机油耗增加的角度来讲，其使用成本很高；出厂后再进一步加装柴油机微粒捕集器的工程机械的使用成本更高，例如对于使用了很多年的工程机械，光是加装柴油机微粒捕集器的相关费用就可能达到其工程机械剩余价值的50%，甚至更高；欧洲建筑施工企业认为：如果通过法规的形式强制“包括工程机械在内的非道路用机械”的柴油机使用微粒捕集器会大大增加企业的施工成本，甚至会威胁到建筑施工企业的生存，特别是给那些中小企业带来巨大的风险；而且已有包括德国在内的欧洲学者通过测试发现新研发的柴油发动机反而比前几代柴油发动机排出了更多更细小的颗粒物，而这些更细小的颗粒物的大部分几乎能无阻碍地通过许多微粒捕集器；马克斯普朗克协会在柏林的弗里茨哈伯研究所及在罗马的神经生物学和分子医学研究所在分子生物学领域的研究表明：这些更小的颗粒物的排放尽管符合欧盟非道路用机动设备第四阶段排放标准，但其与旧式柴油机排出的烟尘颗粒相比会杀死更多的人体免疫细胞，更确切地讲也即会杀死更多的人体巨噬细胞。这对于工程机械使用者和其周围的工地施工人员的健康来说更加不利，因为太细小的颗粒物吸入人体后很难再排出体外，其对于工程机械使用者和其周围的工地施工人员的免疫系统、呼吸系统及循环系统等的负面影响是长久持续的。柴油机烟尘微粒在微粒捕集器中的燃烧甚至可导致增加氮氧化物（NOx）的浓度，而且可以产生二次排放的出现，如产生极其危害健康的多环芳烃8。

因而，在将来不仅急需进一步改进包括柴油机微粒捕集器等在内的许多所谓现成的技术，而且减少工程机械柴油机尾气排放对人及周围环境的不良影响的对策也不应该仅仅局限于局部某种“单一”技术的开发，绝不能单单给工程机械柴油机装个尾气净化装置了事，应从一个“整体”的角度来通盘考虑，如：提高“工程机械整机的燃料使用效率，减少无用功”等就是间接降低工程机械柴油机尾气污染物的很好的途径之一。因为依笔者之见，工程机械柴油机尾气排放的问题已经不是单纯某一单个技术在未来的突破就能解决的，其需要跨学科的合作才能解决。这种跨学科的合作方式不仅仅需要各相关专业领域的专业人员之间的交流,还包括制定法规的决策人员和工程机械生产企业的研发技术人员、建筑业及在那里工作的人员、专业协会、研究所、高等院校及社会团体之间的交流，这不仅是一个旧技术改进和新技术开发的过程，而且还应该是一个社会过程。技术和施工组织及管理方面的减少工程机械柴油机尾气排放的措施，包括：如研制新一代工程机械柴油机零部件及总成技术（包括新一代催化反应器及新一代柴油机微粒捕集器）、怠速阶段的工程机械柴油发动机自动停机功能、恢复正常工况时工程机械柴油发动机自动启动功能、研制能量回收系统、研制新一代混合动力驱动的工程机械、研制新一代电驱动工程机械、通过使用节能液压零部件优化能源利用、通过优化工作装置优化能源利用、优化工程机械工作装置快速更换系统、使用节省燃料的液压油、通过人员培训优化工程机械的操作过程等等，其中的一些是和工程机械智能化有关的。工程机械在工地施工中无法避免怠速工况。欧洲一些发达国家的技术人员目前致力于开发工程机械柴油发动机自动停机功能，其可减少怠速时间，从而减少“无谓的燃料”消耗，间接降低工程机械柴油机尾气污染物的排放总量。展示了实现工程机械柴油发动机自动停机功能的主要元件之间的联系。取决于工程机械的类型（例如：装载机、液压挖掘机或者自卸车等）、工地现场组织和工作任务不同，各个工程机械负载周期是有区别的。基于Liebherr液压挖掘机有限责任公司及Zeppelin工程机械有限责任公司提供的资料和STRABAG股份公司的调查表明：目前液压挖掘机怠速工况约占其整个在建筑工地中的运行时间的百分之二十五至百分之三十五之间。欧洲国家专项调查表明：在建筑工地中，目前这类工程机械的平均怠速工况占其整个运行时间的百分之三十二。

怠速时间乘以怠速油耗再乘以国内建筑工地上大量的工程机械的数量，这其中的确蕴含着一个非常可观的节省燃料的潜力，故减少怠速时间从这个角度讲是一个很有价值的方法来间接减少工程机械柴油机尾气污染物的排放总量。工程机械柴油发动机自动停机功能除了可以减少柴油机尾气污染物的排放，还可以减少噪音和振动，这提高了工程机械操作人员的劳动和健康保护。当然进一步保持和提高机械效率也很重要，如：在研发时，考虑减少机械的摩擦来减小额外功，考虑在额外功一定时增大有用功；在新一代产品研发时，进一步改进结构，使它更合理；在使用中，按照技术规程定期保养、定时润滑，使工程机械处于良好的运行状态。故上面所讲的“整体”不仅仅是把工程机械柴油机作为一个整体来考虑技术的提升，还应该从“工程机械整机效率”的角度考虑工程机械柴油机技术改进和其他总成或系统（如：工程机械工作装置）技术提升的合理匹配问题；上面所讲的“整体”也不应仅仅局限于通过“工程机械整机性能”的改进（技术革新、技术整合）来降低其柴油机尾气污染物，我们应该把“降低工程机械柴油机尾气污染物的排放”放在“技术和法规政策”相结合的大背景下，通过合理的建筑施工现场环境污染局部及总体预测、污染预防、实时监控、评价、责令整改及奖惩等综合管理体系来实现；即使将来有了先进的技术、有了像样的法规，最终还是要看能不能真正落实，也即最终是否能对各个具体建筑施工现场环境中各种各样“包括建筑施工现场所有的各辆工程机械的柴油机等尾气排放在内的”所有污染物采取局部及总体预测、污染预防、实时监控、评价、责令整改及奖惩等综合管理。在中国柴油油品质量和西方发达国家相比还有差距，并且中国工程机械核心技术和西方发达国家相比还有不小差距的前提下，这种建筑施工现场环境污染局部及总体预测、污染预防、实时监控、评价、责令整改及奖惩等综合性排放治理管理方式就显得尤为重要。

3结语

1Parker电控系统硬件系统

1.1控制器

Parker具有多种控制器，包括支持CAN协议、多线程、带大型液晶显示、带触控屏、支持安全功能等多款主控制器及扩展控制器。Parker的控制器根据开发平台的不同分为三种系列，首先是基于Matlab/Simulink编程的CM系列，主要用于大批量定制化的控制系统，如用于控制变速箱的CM0711，用于控制挖掘机、装载机的CM3620等；其次是基于模块化编程平台的IQAN系列，主要用于中小批量且用户可编程的控制系统，如用于控制比例阀的XA2、用于控制高空作业设备的安全模块MC3等；还有基于梯形图编程形式的VMM系列，主要用于多路复用控制系统，如用于控制风扇散热系统的VMM0604等。Parker的控制器采用坚固的壳体设计，配备车载防护连接器，内部具有防止冷凝隔膜，具有高可靠性及耐用性，严格符合国际标准，适用于室外环境使用。

1.2显示器

Parker的显示器包括支持CANJ1939协议、ISOBUS协议、配置大型液晶屏、触控屏、多仪表板等多种类型。多年以来的应用，证明了产品的技术及稳定性完全符合各种工况需求。例如运用了完全集成型高亮度的IQAN-MD4显示器，可在IQANdesign环境中快速进行配置，用户可编程的全新触摸显示屏为工业车辆提供了直观的界面。MD4显示器分为5.5英寸、7英寸和10英寸三种型号，支持摄像头视频信号输入与显示，使驾驶操作更加简便智能。

1.3传感器

Parker具有广泛的传感器系列，包括压力、温度、接近，速度、转角及倾角等。产品的先进技术及稳定性完全符合各种工况需求，经过不断研发创新，设备精度在同类产品中处于领先水平。

1换档规律

曲线是某高原型装载机全程调速的柴油机、变矩器和变速箱共同工作，油门开度一定，即泵轮转速一定时，4个档位的变矩器效率曲线．在发动机与液力变矩器匹配关系确定的情况下，影响传动系统效率的主要因素有：液力变矩器的传动效率﹑变速箱及各部分传动轴的传动效率．由于变速箱及各部分传动轴是纯机械传动，其效率可以认为是定值．于是，的变矩器效率曲线反映了液力变矩器传动效率的变化．相同泵轮转速的相邻曲线交点A，B，C就是所求该泵轮转速的换档点（变速箱输出轴转速）．对所有可能泵轮转速，求出对应于该泵轮转速的换档点，这样就可以得到装载机效率换档规律的换档曲线．

2模糊换档控制器的建立

模糊控制器的设计是指确定模糊控制器的输入变量和输出变量．通常将模糊控制器输入变量个数称为模糊控制器的维数．模糊控制器的维数越高，控制越精细．但是维数过高，模糊控制规则就会变得很复杂，实现控制算法相对困难．所以本文设计的是二维模糊控制器．自动换档模糊控制器是整个控制系统的核心，它由模糊化、模糊推理、反模糊化等多个知识库模块组成，其工作原理是：由模糊控制器采集车辆的各种信号，如油门开度、发动机转速、涡轮转速、档位等，通过对各参数的分析，控制器可判别系统的工作状况，根据换档规律决定是否换档，从而保证传动系统效率最高、性能最优．本文选择发动机转速nB，变速箱输出轴转速n2作为输入变量，取变速箱档位i为输出变量。

2．1输入、输出变量论域的确定

输入量的真实论域（即变化范围）要变换到模糊控制器的内部论域．将泵轮转速分别变换到内部论域为：｛0，1，2，3，4，…，11，13｝，变速箱输出轴转速内部论域｛0，1，2，3，4，…，14，15｝，档位内部论域｛0，1，2，3，4｝．根据某高原型装载机的实际运行情况，取泵轮转速、变速箱输出轴转速的变化范围分别为：［800，2400］，［0，2000］，可得量化因子k1＝1／200，k2＝1／133．

2．2模糊化

1自动消防系统的组成

1.1输出模块

输出模块包括电控促动器、声讯报警器、闪光报警器、警铃以及火灾信息显示器等。电控促动器的作用是控制自动消防系统喷射的机构，用来控制氮气罐的开启。在电控促动器结构上附有一个安全释放阀，用来保证氮气释放的压力不至于过高。促动器有电控气动（压缩空气）控制和电控电动控制2种形式。

1.2灭火剂储存罐及喷嘴

1）灭火剂储存罐。自动消防系统的制造商为用户准备了多种规格的灭火剂储存罐，以满足不同用户各种设备的需要。因此，对设备加装自动消防系统时，应根据大型工程机械消防安全重要度，如高温区域面积、喷射时间长短（通常为25～60s）、作业区域流动性等因素来设计选择储存罐的总容量大小。在系统设计时还要考虑系统压力及环境温度，按储存压力分为高压系统和低压系统，前者为常温储存，设计压力为5.0MPa；后者为低温储存，一般为－18～－22℃，其设计压力为2.0MPa。低压系统造价低，安装和使用维护简便。一般情况下，灭火剂储存罐安装在上部结构的平台上，这种方式适用于原装和改装；也有布置于车架内侧的，适用于原装，改装时不宜采用。

2）喷嘴。根据设备外廓尺寸大小和结构，通常在柴油机周围、涡轮增压器、柴油箱、液压油箱、液压管路、举升油泵和操纵阀、主发电机、电控柜、动力电缆等火险敏感部位安装4～8个喷嘴。连接方式有法兰连接和螺纹连接。

2自动消防系统的工作原理

1异型钢管与板材拼焊工艺比较

1.1拼焊结构与工艺

在机械产品中存在一些箱型结构的零件，过去这些箱型结构零件几乎都采用板材拼焊而成，拼焊结构也有多种，图2a完全采用拼焊，图2b、c、d则部分采用折弯成型，然后拼焊。为了获得较好的外观，有时候还需要将焊缝打磨平整。图2中4种拼焊结构件的生产工艺路线。在机械产品中，矩形箱型结构件的生产工艺相对简单，而一些异形截面的箱型结构件生产工艺则更为复杂，不仅需要多次折弯，还需要多次组对、焊接，而且图纸形状不易保证，外观较差。在长度方向上存在圆弧形的箱型结构件，可能还会用卷板机卷弯，组对焊接工艺与工装也更为复杂。一些薄板拼焊的箱型结构件，由于板材本身较薄，焊缝不需要开坡口，可直接采用搭接角焊缝。对于一个成品件而言，焊接后还会有钻孔、攻丝、镗孔、铣面等机械加工工序以及与其它工件的焊接工序，如图4中所示的工件，还需要焊接支座、钻孔、攻丝等。

1.2异型钢管的工艺

由于异型钢管本身已经是成型的箱型构件，只需按照长度进行切割即可。在长度方向上存在圆弧的工件，可采用弯管机及相关模具进行弯曲。由于异型钢管表面质量好且不需要焊接，因此整体外观质量好。异型钢管切割后，根据工件使用要求，也可能会有切割、钻孔、攻丝、镗孔、铣面（坡口）等机械加工工序以及与其它工件的焊接工序。对于异型钢管不同面上的方孔、圆孔以及非平面断面等，可采用三维切割工艺一次完成，不仅速度快，而且尺寸精度高。

1.3异型钢管与拼焊工艺比较

实际应用的异型钢管结构会有各种各样形状的零件，生产工艺也各不相同。对于简单形状的零件，分别采用拼焊结构和矩形管，拼焊结构需要采用4个零件（3种）进行焊接，而采用矩形管只需1根整体管件弯曲即可。采用拼焊工艺的工序多，用的设备也多，尤其是成型过程，不仅需要卷板机、折弯机，还需要组焊工装；而采用异型管所用设备只有2种，即切割和成型设备，如果按长度定制，连切割设备也不需要。当然，板料切割机、校平机、卷板机、折弯机都是通用设备，使用范围广，而弯管机及其配套使用的模具相对专用，对多品种、小批量的生产显然不合适，但对于大批量生产不仅效率高，而且成本低。