从产品入手提高我国工程机械技能环保水平
- 2014-07-08 11:09:174678
来源：中国物流设备网
我国工程机械节能环保与发达国家差距大
自上世纪90年代起，发达国家工程机械已经进入信息化发展时期，节能与环保、安全技术、自动化控制技术、可视化技术、人机工程、故障诊断与监控系统、机群作业信息和控制等方面被普遍重视，并出台了相应技术标准。工程机械控制技术的电子化代表了当今技术的发展趋势，大多数国外工程机械均采用微机控制技术，实现各种工况下自动判断、控制机器发动机的功率输出，达到发动机的佳功率匹配，减少发动机的燃油消耗，并自动诊断机器状态，可以提醒驾驶员及时修理机器，使其始终保持良好状态。工程机械的产品设计与制造要考虑适应环境生态发展的要求，开发研制环保、节能型产品是今后工程机械的发展趋势。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，某些厂家生产的工程机械产品，机外品噪声已降至72dB（A）。
工程机械环保需从产品设计入手
我国工程机械经过50多年的发展，已经发展成为一个拥有20多类产品、1000多亿元年产值的行业，在世界工程机械市场已占有一席之地。但是，国产机械噪声大、尾气排放不达标的情况一直没有得到解决。随着工程机械品种和数量的不断增加，大量工程机械所消耗的资源、排放的污染物以及施工中产生的噪声、粉尘等对环境产生了难以估计的负荷，而制造企业还没有彻底摆脱高能耗、低效益、重污染、粗放式的传统模式。
我国的环保和节能建筑机械起步较晚，还缺乏相应的技术法规和标准，有关环境、安全、人机等方面的指标过低，阻碍了我国绿色工程机械的发展。近几年的贸易争端由关税壁垒正逐步向环境壁垒转移，“环境”已成为制约和限定贸易自由化的新因素，在环保排放标准，包括尾气排放、噪声、振动等方面，进入欧洲、美国市场都要达到相应的欧Ⅱ标准，而且针对不同地区还有地方法规。目前我国大部分产品还没有达此要求，阻碍了产品向这些的地区出口。
工程机械环保需从产品设计入手
随着装载机等数量大的工程机械产品在市政建设中的使用量的不断加大以及人们日益增强的环保意识，可以预见开发研制环保节能型产品是今后工程机械发展的趋势。鉴于此，徐工科技在装载机行业中推出了ZL40G环保型轮式装载机。下面以ZL40G环保型轮式装载机为例，就机械材料的选用与设计、所要遵循的要点和所需考虑问题，提出几点建议和设想。
环保型材料的利用
1、尽量采用能再生利用的材料和资源
在各系统及部件设计中所选用的材料尽量是可回收、易分解、能再生而且在加工和使用过程中对环境无害的材料，特别是结构件的设计应尽可能采用比较容易装配和分解的大模块化结构和无毒材料，提高工程机械材料的再生率。
2、长寿命、低能耗及减轻重量的设计原则
通常来说，延长产品寿命就等于减少了机械的生产量和降低其报废量，降低产品能耗可减少对环境的污染，而减轻产品重量即可减少材料和资源的消耗。要从减少环境负荷的角度尽可以考虑各系列产品同类零部件的互换性和通用性。为此应在保持主机各项性能参数前提下，尽量减少主机和附属作业装置或机具的体积和重量，提高动力传动系统零部件的强度和耐久性能，实现液压系统的轻量化和率。
3、尽量采用低环境负荷材料
工程机械零部件设计中应尽可能不使用氟利昂（空调）、含氯橡胶、树脂及石棉等有害材料。如装载机驾驶室和内饰上使用难以自然分解且对环境有害的工程塑料及其它一些非金属材料都加重了资源浪费和环境污染；在仪表、散热器及蓄能电池等采购生产中，应尽可能减少或替代铅的使用量。因此在主机设计中一些附属零部件选用新型环保型材料很重要。
4、废弃零部件处理的污染小化及综合成本优化
工程机械产品在设计初始阶段就要考虑报废件处理简单、费用低和污染小，零部件要解体方便、破碎容易，能焚烧处理或可作为燃料回收。
环保型工程机械产品设计
1、选用低公害发动机
发动机是工程机械所有系统中对环境影响大的部件，采用低油耗、低排放、低噪声、率的环保型水冷增压柴油机能大大降低对环境的负荷。目前欧美发达国家正在通过采用一系列新的技术手段、措施或应用新型的环保燃料来进一步降低排放、噪声等，努力适应第三次排放法规要求。
2、降低整机振动与噪声
减振与降噪应该是产品设计中需关注的焦点问题。例如在装载机设计中，动力装置采用双向减振悬挂系统就能克服整机动力传动系统与车架之间的共振、噪声及对动力系统的疲劳破坏；后桥设计成中心摆动结构能使后桥摆动中心与动力输入中心重合，很好地减少附加力矩对传动系统不停冲击所产生的振动与噪音，避免在崎岖不平道路上整机各部件相互冲击所产生的噪声。除选择低噪声的发动机外，主机的结构布置或系统的结构设计也可以进行某些针对性的改进。如冷却风扇可不再由发动机直接驱动，而可单独由液压马达带动，这便于将风扇与发动机隔开并将整个发动机密封起来，从而使噪声不能通过风扇出风口传到外部，降低噪声对环境的影响；通过优化液压管路排列来降低液压油泵振动、阀节流和油管振动产生的噪声；可在机罩等覆盖件处设计粘贴吸音隔音材料；可设计全密封整体式驾驶室，密封减震，隔音降噪，真正体现“以人为本”的设计宗旨。
3、液压系统的清洁和防渗漏
保持传动液压油的清洁度对工程机械的液压传动非常重要，因此精心设计工程机械液压系统（如采用高精度过滤装置）十分必要，这样就可去除油液中微尘垃圾、机械磨损物等杂质，减少液压元件故障与磨损、延长常用液压元件的使用寿命，降低液压油的更换频率；同时可有效避免液压油在工作中温度升得过高过快，延长换油间隔时间，减少对周边作业环境的污染。另外通过采用增压液压油箱，可改善泵的吸油效果从而延长其使用寿命，并且能很好地防止外界灰尘和水分进入油箱，提高整个液压系统的清洁
度。液压系统的渗漏对周围环境的污染是目前部分工程机械产品中普遍存在的，液压管路采用耐腐蚀、防老化、具备优良密封性能的进口胶管很有必要；为了减少损坏软管的废弃量，设计时应在可能的条件下尽量使用硬管；对设计过程中只能采用软管并且容易破裂时油液流出而污染环境。
4、系统节能的设计
工程机械的节能也是环境保护的重要一环，减少能源消耗即意味着减少对环境的污染。故选用电控高性能长寿命节能型发动机是研制环保型机械基本的一环；另外在设计时采用双泵分合流技术、液压负荷传感技术、静液驱动技术等都可达到节能降耗的目的。