3.1 技術(shù)問題 與國(guó)外先進(jìn)產(chǎn)品相比,國(guó)產(chǎn)工程機(jī)械關(guān)鍵基礎(chǔ)部件,,無論在技術(shù)性能,,還是在質(zhì)量可靠性指標(biāo)上,總體上要相差20年左右,。壽命一般為進(jìn)口件的1/2~1/3,,產(chǎn)品品種僅為國(guó)外的1/5。 國(guó)產(chǎn)工程機(jī)械基礎(chǔ)部件企業(yè)規(guī)模小,,結(jié)構(gòu)散,,智能化水平不高、整體競(jìng)爭(zhēng)力弱,;中低檔產(chǎn)品產(chǎn)能過剩,,部分大型,、特型、高性能產(chǎn)品無法生產(chǎn),。據(jù)統(tǒng)計(jì),,國(guó)產(chǎn)工程機(jī)械在市場(chǎng)上出現(xiàn)的質(zhì)量問題,70%以上是由零部件質(zhì)量問題造成的,。 零部件生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)能力較之主機(jī)廠更弱,,試驗(yàn)手段傳統(tǒng)而且落后,很少有先進(jìn)完善的工藝設(shè)備能力作為發(fā)展的基礎(chǔ),,目前還是基本停留在對(duì)引進(jìn)技術(shù)的消化吸收和對(duì)同類產(chǎn)品的模仿復(fù)制階段,。各企業(yè)一方面是大路貨產(chǎn)品低水平重復(fù)投資、重復(fù)建設(shè)的現(xiàn)象嚴(yán)重,,另一方面技術(shù)附加值高的高檔次產(chǎn)品品種少,,不能滿足主機(jī)發(fā)展的需求,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)性短缺的矛盾依然存在,。 在采用高新技術(shù)上,,差距就更大了:
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1) 一些國(guó)外柴油機(jī)近幾年采用的排放控制技術(shù)雖在少數(shù)國(guó)產(chǎn)柴油機(jī)上也有應(yīng)用,且最新開發(fā)投產(chǎn)的柴油機(jī)產(chǎn)品的排放水平已經(jīng)達(dá)到歐Ⅰ排放限值要求,,一些甚至可以達(dá)到歐Ⅱ排放限值要求,。但柴油機(jī)總體技術(shù)狀況落后于國(guó)外,許多國(guó)外已經(jīng)普遍采用的技術(shù),,如ATAAC(空-空后冷卻系統(tǒng)),、電子控制與機(jī)械驅(qū)動(dòng)的噴射系統(tǒng)(EUI)、共軌燃料系統(tǒng)等,,在我國(guó)仍處于研究階段,,有些甚至仍是空白。國(guó)外發(fā)動(dòng)機(jī)已廣泛采用第三代的電噴系統(tǒng),,即共軌燃油噴射系統(tǒng)(common-rail fuel system),,滿足歐Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)保動(dòng)力,而國(guó)產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)仍在為滿足歐Ⅱ排放標(biāo)準(zhǔn)而苦苦探索,。( a0 n& n- n! b3 m
?( l* B: j% t' q6 j) B' p2) 在變速器上,歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家的工程變速器均采用系列化,,通用化設(shè)計(jì),。如美國(guó)的卡特彼勒公司和丹納(Dana)公司及德國(guó)的ZF公司均生產(chǎn)系列化、通用化程度很高的變速器產(chǎn)品,。同一系列和不同系列之間通過增減離合器,、摩擦片數(shù)及不同的齒輪搭配來獲得不同擋位和速比,不同適用功率的變速器,。變速器的操縱系統(tǒng)已從手動(dòng)(機(jī)液)控制系統(tǒng)發(fā)展到電液控制或微機(jī)控制系統(tǒng),。如ZF公司的WG系統(tǒng)變速器普遍采用了電液控制,,根據(jù)不同用戶的要求,可以選用微處理器控制的半自動(dòng)和自動(dòng)換擋控制系統(tǒng),。 國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的變速器產(chǎn)品以測(cè)繪和仿制為主,,技術(shù)含量低,產(chǎn)品的可靠性,、舒適性和壽命,、特別是變速器的控制系統(tǒng)與國(guó)外的差距還不小,許多產(chǎn)品相當(dāng)于國(guó)外20世紀(jì)六,、七十年代的水平,。
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3) 在高效液壓元件與系統(tǒng)上,液壓技術(shù)的落后主要體現(xiàn)在系統(tǒng)等級(jí)和電控化兩方面,。國(guó)外系統(tǒng)壓力基本為25~30 MPa,,而國(guó)內(nèi)為15~20 MPa。國(guó)外工程機(jī)械已廣泛采用的負(fù)荷傳感,、電液比例,、機(jī)電信一體化等技術(shù),為主機(jī)廠大量配套的液壓件產(chǎn)品,,如伺服閥,、比例閥、比例伺服閥等,,國(guó)內(nèi)仍處于起步階段,。 國(guó)外液壓技術(shù)是機(jī)械產(chǎn)值的2%~3.5%,而我國(guó)只占1%左右,。2002年,,世界液壓元件的總銷售額為350億美元,國(guó)內(nèi)不足1億美元,。
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4) 在智能控制器與控制系統(tǒng)上,,國(guó)外已將傳感技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù),、位置識(shí)別誘導(dǎo)技術(shù),、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總成技術(shù)廣泛地應(yīng)用于產(chǎn)品,,自動(dòng)化水平高,,如CAT 980G裝載機(jī)內(nèi)部裝有三個(gè)智能型控制器,分別實(shí)現(xiàn)工作裝置的電液比例控制,。電控變速器控制及故障檢測(cè)與診斷功能,,德國(guó)寶馬公司壓路機(jī)裝有智能型控制器,該控制器可根據(jù)物料的密實(shí)度變化自動(dòng)選擇最佳振幅及振幅方向,而我國(guó)大多城建設(shè)備尚處于起步階段,,對(duì)先進(jìn)技術(shù)的研究尚有一定距離,,關(guān)鍵技術(shù)沒有掌握。 國(guó)產(chǎn)控制器與國(guó)外產(chǎn)品的差距,,主要表現(xiàn)在質(zhì)量和技術(shù)先進(jìn)性兩個(gè)方面:國(guó)產(chǎn)控制器可靠性不高,、抗干擾能力差,平均無故障時(shí)間僅是國(guó)外的1/5~1/3,,國(guó)產(chǎn)控制器功能少,,水平低,有些普遍應(yīng)用的控制器的核心部份仍為進(jìn)口,,具有獨(dú)自知識(shí)產(chǎn)權(quán)的控制器很少,,對(duì)行業(yè)的影響不大,離產(chǎn)業(yè)化的目標(biāo)相差甚遠(yuǎn),。. B0 u0 K' D9 i8 m3 ^, Q: ~1 N
5 q- L0 i0 e" @% V' i5 c9 y, |3.2 裝備問題 由于在工程機(jī)械關(guān)鍵部件上的戰(zhàn)略重視不夠,,造成企業(yè)在重大技術(shù)改造的投入嚴(yán)重不足。而國(guó)外的關(guān)鍵部件企業(yè)設(shè)備要好于普通主機(jī)企業(yè),,有些還擁有全球獨(dú)一無二,、特別設(shè)計(jì)定制的昂貴專機(jī)。 工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已普遍采用數(shù)控機(jī)床,、加工中心,,實(shí)現(xiàn)了柔性自動(dòng)化,已向智能化和集成化方向發(fā)展,。而我們各個(gè)零部件企業(yè)的工藝技術(shù)水平參差不齊,,先進(jìn)的技術(shù)裝備較少,廠房設(shè)備大多陳舊,。不但與國(guó)外大公司不能比,,甚至與我國(guó)其他行業(yè)的基礎(chǔ)零部件生產(chǎn)企業(yè)相比也有相當(dāng)?shù)牟罹啵狈Πl(fā)展后勁,。在關(guān)鍵零件齒輪等加工裝備上,,一些廠家引進(jìn)了先進(jìn)的熱處理滲碳、淬火生產(chǎn)線,,加工中心和磨齒機(jī)等高精度設(shè)備,,但總體上同國(guó)外尚有較大的差距,我們的大多數(shù)設(shè)備已陳舊老化,,一些機(jī)床在超期服役,,與國(guó)外機(jī)床的普遍CNC化、柔性化生產(chǎn)相比差距甚遠(yuǎn),,另外我們的檢測(cè)設(shè)備和試驗(yàn)裝備也相對(duì)落后。 國(guó)外關(guān)鍵零部件的加工平均數(shù)控率已超過92%,CNC技術(shù),、新材料,、新工藝廣泛采用,大大提高了零部件的產(chǎn)品質(zhì)量,、壽命和可靠性,。我國(guó)關(guān)鍵零部件的加工平均數(shù)控率僅達(dá)到10%,個(gè)別企業(yè)達(dá)到20%左右,。 當(dāng)我國(guó)正在推廣應(yīng)用NC機(jī)床時(shí),,國(guó)外已開始淘汰NC機(jī)床,大量采用CNC機(jī)床,、工業(yè)機(jī)器人和柔性加工系統(tǒng)(FMC,、FMSS),從而促進(jìn)了生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量的提高,。 3.3 機(jī)制問題
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" Z- S( ^; E+ O1 H* v% D8 e: U1) 零部件生產(chǎn)企業(yè)組織結(jié)構(gòu)松散,,集中度較低,產(chǎn)品趨同化嚴(yán)重,,缺乏能夠支撐和帶動(dòng)零部件行業(yè)發(fā)展和結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)的大企業(yè),,特別是缺乏擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、主業(yè)突出,、核心競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)的大企業(yè)和企業(yè)集團(tuán),。各主機(jī)廠為自身發(fā)展和控制的需要大多仍舊堅(jiān)持歷史原因形成的大而全和小而全的落后生產(chǎn)方式,關(guān)注的重點(diǎn)在主機(jī)的發(fā)展上面,,而使零部件的發(fā)展緩慢遲滯,。主機(jī)廠應(yīng)著力于幫助穩(wěn)定圍繞自已發(fā)展的零部件配套商的技術(shù)水平進(jìn)步和產(chǎn)品質(zhì)量的提高,給他們提供詳細(xì)的改進(jìn)要求,,必要的設(shè)計(jì)開發(fā)圖紙,、專利或?qū)S屑夹g(shù)、生產(chǎn)制造專用工裝以及檢測(cè)試驗(yàn)手段,,進(jìn)行必要的質(zhì)量認(rèn)證,。而配套商負(fù)有專供產(chǎn)品和保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的責(zé)任。只有這樣,,才能夠真正使配套商與主機(jī)廠團(tuán)結(jié)一致,,把所有的利益都捆在一起,唇齒相依,,共同發(fā)展,。0 A+ R7 y0 C" O2 `( L; C+ N0 f
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2) 零部件廠必須整合規(guī)模,提高水平,,進(jìn)行技術(shù)改造和結(jié)構(gòu)調(diào)整,,解決經(jīng)營(yíng)規(guī)模的問題,解決產(chǎn)品趨同化和集中度低的問題。向規(guī)模經(jīng)濟(jì)發(fā)展才是根本出路,。
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3)應(yīng)認(rèn)識(shí)到零部件企業(yè)的發(fā)展同樣也要解決專業(yè)化的問題,,專業(yè)化生產(chǎn)是機(jī)械工業(yè)向大工業(yè)發(fā)展的必由之路,基礎(chǔ)零部件廠也應(yīng)該拋棄在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)代形成的小而全的落后生產(chǎn)方式,,不能夠單純地為擴(kuò)大規(guī)模而失去企業(yè)和產(chǎn)品的特色,,也有一個(gè)努力培育和發(fā)展自己核心競(jìng)爭(zhēng)力的問題。在把零部件制造的核心技術(shù)和關(guān)鍵工序牢牢控制在手中的同時(shí),,也要把普通的加工,、一些基礎(chǔ)的工藝以及不具備規(guī)模的部件拿出去,交給比自己做的更好的專業(yè)化廠去做,,以獲得較好的產(chǎn)品質(zhì)量,、更高的效率和較低的成本。
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! {$ e5 }, q9 _6 L! x2 }4 國(guó)內(nèi)工程機(jī)械關(guān)鍵基礎(chǔ)部件下一步的技術(shù)目標(biāo)與方向
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& J: @+ P4 M S9 {$ y/ e3 n% |. `7 H4.1 清潔動(dòng)力裝置及其關(guān)鍵技術(shù)% O+ G: O2 Q2 {2 J
9 z& m d E8 l) N' i4 B& F1) 柴油機(jī)低油耗(燃油,、機(jī)油),、廢氣低排放(歐Ⅲ以上)、低噪聲技術(shù)的應(yīng)用開發(fā),。
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$ M: R3 Z! G `3 v y; j: w; G2) 共軌燃油噴射系統(tǒng)(common-rail fuel system),、電控柴油機(jī)及特種清潔動(dòng)力裝置的開發(fā)。
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7 Y6 \$ s3 y, M/ N! W: P3) 我國(guó)目前缺少的重,、大型工程機(jī)械配套用柴油機(jī)(功率300~400hp,,轉(zhuǎn)速1800~2100rpm,排量12~13L)開發(fā),。
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9 Q n1 O$ ~7 q/ ~; s3 _1 m. H4) 柴油機(jī)上適應(yīng)工程機(jī)械智能化控制,;柴油機(jī)故障遠(yuǎn)程診斷;提高操作人員合適性技術(shù)等匹配輔助技術(shù)的應(yīng)用開發(fā),。0 L3 N. f* A! c! T
' M) Z# n s& r% X$ S* ?0 b8 x5) 提高適應(yīng)工程機(jī)械在我國(guó)特種環(huán)境地區(qū)(高原>海拔4000 m,、沙漠、濕熱,、低寒)可靠進(jìn)行的匹配技術(shù),。
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6) 提高適應(yīng)工程機(jī)械比較惡劣工作條件的冷卻、電器,、起動(dòng),、進(jìn)排氣、傳動(dòng)等專用附件可靠性技術(shù)和品質(zhì)優(yōu)化,。
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m& n b% R d1 ~- b4 }& L, p7) 提高柴油機(jī)與工程機(jī)械總體匹配技術(shù)水平研究(動(dòng)力性,、經(jīng)濟(jì)性、可靠性等方面),。
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4.2 計(jì)算機(jī)控制換擋變速器0 X) r; e' r$ z' L
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1) 加強(qiáng)對(duì)工程車輛載荷譜的測(cè)試和研究,,確定變速器載荷譜,,為開發(fā)系列化液力變速器打好基礎(chǔ)。
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3 i' _ T* Q( V* T f5 A2) 研究性能先進(jìn),、結(jié)構(gòu)合理,、適應(yīng)我國(guó)工程機(jī)械發(fā)展趨勢(shì)的變速器系列型譜,并根據(jù)系列型譜進(jìn)行開發(fā)攻關(guān),,逐步完成整個(gè)工程車輛變速器系列開發(fā)。變速器應(yīng)采用系列化,、通用化設(shè)計(jì),、電液控制,能實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)或自動(dòng)換擋,,換擋品質(zhì)高,、性能可靠。根據(jù)主機(jī)的配置要求,,可實(shí)現(xiàn)電子監(jiān)控,、故障診斷等功能。; { _: y N( k/ w+ p, V
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3) 進(jìn)行電液控制操縱閥的研究攻關(guān),。這是液力變矩器的關(guān)鍵技術(shù)之一,。
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4) 進(jìn)行動(dòng)力換擋半自動(dòng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)(微處理器控制)的研究和攻關(guān),這是變速器實(shí)現(xiàn)半自動(dòng),、自動(dòng)換擋,,并實(shí)現(xiàn)電子監(jiān)控和自動(dòng)故障診斷的關(guān)鍵。
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5) 進(jìn)行各種擋位選擇器的研究開發(fā),,以滿足不同工程車輛的變速器換擋要求,。
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2 T+ U0 G. a: A, s- n6) 進(jìn)行大型工程車輛的液力變速器的開發(fā)攻關(guān)。
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4.3 節(jié)能高效液壓元件及系統(tǒng)+ |. T; W& P( ]& i' z/ L' C
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1) 電液比例組合閥:工程機(jī)械中高新技術(shù)新產(chǎn)品和隨著市場(chǎng)要求的越來越高而技術(shù)升級(jí)的產(chǎn)品中,,大量使用電液比例閥,,這種閥與定量泵組合使用可減少液壓系統(tǒng)的溢流損失、達(dá)到壓力匹配的目的,;與負(fù)載敏感變量泵組合使用,,可實(shí)現(xiàn)壓力流量匹配,更多地減少液壓系統(tǒng)的能量損失,;除此之外,,電液比例組合閥可使多個(gè)執(zhí)行元件同時(shí)動(dòng)作且互不干擾,并以各自的速度工作,;而且執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)的速度跟操作者的輸入一致,,操作手感好、易于實(shí)現(xiàn)精細(xì)控制,。
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, x5 G- F! {* a- A+ l* @2) 多種控制形式的變量柱塞泵(特別是大中排量液壓泵),。多種控制形式:如恒壓,、恒功率、負(fù)載傳感,、電液比例以及上述控制形式的任意組合,,用戶可根據(jù)使用場(chǎng)合和需要達(dá)到目的方便地選擇。大大減少液壓系統(tǒng)元件數(shù)量,,簡(jiǎn)化液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì),,易于實(shí)現(xiàn)主機(jī)智能化。( X4 y' F8 |4 v6 T6 [* ~' ^
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3) 靜壓驅(qū)動(dòng)技術(shù)及其關(guān)鍵元件,。工程機(jī)械的技術(shù)發(fā)展使得其液壓系統(tǒng)必然向高壓,、節(jié)能、智能化,、自動(dòng)化,、靜液化方向發(fā)展,以降低噪聲和振動(dòng),,減少外部泄漏,,發(fā)展無泄漏系統(tǒng),提高產(chǎn)品清潔度,,保證產(chǎn)品可靠度,,實(shí)現(xiàn)故障診斷以便于維護(hù)。
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% j) r) i; i$ Q: g5 ~8 I4.4 智能控制器及其控制系統(tǒng)! u7 g/ R0 B6 q+ }6 F7 U
# I+ t2 `4 {- O+ L5 H1) 多傳感器與CAN總線控制技術(shù):傳感器技術(shù)是促進(jìn)智能化關(guān)鍵技術(shù)之一,,國(guó)外一臺(tái)先進(jìn)設(shè)備上裝有幾十只,,甚至幾百只傳感器,傳感器種類多,,采集的范圍也越來越廣,,必須加緊傳感器技術(shù)的新材料、新工藝,、使用壽命,、抗干擾能力及智能化方面的研究。* o' N0 J/ p1 e
1 D# L/ G# |5 C5 Y! i2) 電子控制理論:目前國(guó)外廣泛采用最優(yōu)控制方法,,也有采用自適用,,模糊控制方法,因此必須對(duì)控制理論進(jìn)行研究,,為編制和優(yōu)化軟化打下基礎(chǔ),,這也是控制技術(shù)的重點(diǎn)與難點(diǎn)。
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3) 位置誘導(dǎo)與識(shí)別技術(shù):有些城建施工設(shè)備必須按照設(shè)定路線或軌跡作業(yè),,如果位置識(shí)別能確認(rèn)其在作業(yè)中偏離既定路線,,控制器應(yīng)能自動(dòng)進(jìn)行糾編或復(fù)位。
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; O; l0 ?8 J, [: c$ L/ Z4) 網(wǎng)絡(luò)通訊及遠(yuǎn)程診斷技術(shù):將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于設(shè)備內(nèi)部各電子系統(tǒng)間的連接和通訊,。采用網(wǎng)絡(luò)式結(jié)構(gòu),,可減少線路連接,,提高系統(tǒng)可靠性,可實(shí)時(shí)診斷,、測(cè)試和報(bào)警,,實(shí)現(xiàn)集中顯示、歷史查詢和自診斷功能,,電器信號(hào)傳遞性質(zhì)由功率型轉(zhuǎn)變?yōu)椤边壿嫛毙�,,通過網(wǎng)絡(luò)通信還可實(shí)現(xiàn)機(jī)械故障遠(yuǎn)程診斷,節(jié)約維修時(shí)間及成本,。
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5) 物性,、作業(yè)對(duì)象的認(rèn)識(shí)及評(píng)價(jià)技術(shù)。 |