工程机械论文范文

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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，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。

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2工程机械液压系统的组成与工作原理

液压系统主要组成部分包括：动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件及传动介质五大部分组成。主要特点如下：在设备作业过程中，在相关元件的作用下，实现能量的互相转换，在运行过程中，可以平稳无间隙地进行传动，这样就可以实现大范围的无级变速，并且还可以使得传动设备得到一定程度的简化，相较于其他的传动装置设备，液压传动设备有着比较明显的优势，其体积较小、重量轻，在工作过程中惯性小，动态性能良好。液压系统的动力传动介质为油，这就使得液压元件在使用时，可以得到充分的，减少工作磨损，延长使用寿命。动力元件即液压泵，是一个能量转换装置。通过液压泵，把机械能转化为液压能，输出带有压力的油液，而后，在压力油液的作用下，通过液压执行元件，液压缸、液压马达等，再将液压能转化为机械能，这就可以进行正常的机械工作。

3液压系统故障诊断的基本技能和方法

3.1基本技能

技术维修人员，要对液压系统的基本结构掌握好，弄清楚整体液压系统的工作原理和各主要部件的主要功能，并且对液压元件的使用特点进行详细的了解。在掌握了上述基本的技能之后，还要有一定的液压设备运行管理经验，提高处理紧急情况的能力。维修技术人员，还需要学会使用基本的检测仪器，在凭个人经验技术不能确定液压设备故障的情况下，需要使用相关的专业检测仪器进行故障检测，以提高故障检测的准确率。

3.2常见诊断方法介绍

3.2.1直观检查法

直观检查法就是技术人员直接通过对液压系统的看、听、摸等感觉器官进行检查，再结合个人的实际经验，对故障进行分析和判断。具体说来，要观察液压油的颜色，通过和相应的标准进行对比，得出合理的结论，一些液压元件，由于使用温度的变化，也会导致颜色发生变化，比较常见的，是银白色的液压元件，在高温、高负荷的工作环境下，会逐渐变成暗黄色，时间长了，如果液压元件超负荷运转时间长了，就容易出现颜色的明显变化，这就通过肉眼的观察，可以直接得出结果。在液压设备的工作过程中，主要是听设备在荷载情况下的声音，出现杂音时，要引起注意，可能是液压系统的内部构件出现了破损，若是设备发出比较沉闷的声音，可能是液压油浓度过大，这就需要维修技术人员及时更换浓度合适的液压油。通过用手触摸，也是一种分析判断液压设备故障的良好方法，正常的液压元件应该是光滑、质地细密的，如果用触摸相关的元件时，感觉到粗糙、扎手，那就很可能是液压元件出现硬伤，比如设备的震动或较大幅度的移动，可能会给一些液压元件造成碰撞，使其出现物理硬伤。因此，通过手的触摸，可以发现这种问题。

3.2.2排除分析法

逻辑分析法，主要是通过对液压系统的整体把握，通过排除一些不可能发生故障的环节，进而逐步缩小故障产生的范围，减少不必要的大范围检查，这样可以逐步提高设备故障诊断的准确率。除此之外，在排除分析法的基础上，还可以使用逻辑分析法。（逻辑分析法，主要通过对故障出现环节的分析，确定故障发生的原因）

4工程机械液压系统的常见故障与维护

4.1液压油的正确使用

液压系统经常发生的各种故障和损坏事故往往与液压油变质污染及密封的破坏有关。因此必须保证液压油的清洁。油品性能可以根据需要具体选用，必须保证油品无污染、洁净。

4.2防止空气进入

液压系统进入空气后，会使液压系统产生很多泡沫以致破坏油液的性能，且造成液压执行元件在工作中出现速度缓慢、力量不足等现象。因此，必须严禁空气进入液压系统，并应注意防止回油时带入空气，不要使回油管露出油箱内的油液表面；如果系统已进入空气，应及时检查出漏气部位，认真进行修复，并将进入系统的空气排除掉。

4.3提高液压油滤芯使用寿命

第一，提高液压油的质量。液压油系统目标清洁度的等级在确定后，始终保证液压系统在目标清洁度等级下工作是非常重要的。在液压系统所必需的基本清洁度下工作，能够尽量避免由于系统污染所造成的元件磨损，以便延长系统寿命。第二，减少液压油的污染。实际液压系统中滤油器失效的主要原因是污染入侵率高。高污染侵入率增加了滤芯的负担，缩短了滤芯使用寿命。液压油的污染程度越大，滤芯的寿命越小。避免滤芯由于液压油污染而减小滤芯的寿命，关键在于严格的限制将要进入液压系统的环境污染的通路。所以应该尽量仔细保证敞开的油口保持盖住或堵住，而元件的分解和重装要在经过保护、防止过多空气粉尘和污染的场所中进行。

4.4加强日常维护

执行元件在长时间的使用后，残留的污物会破坏阀芯与阀体配合，使得密封不严，动作失灵，整个系统工程循环受阻，此时应更换总成或清洗元件。液压泵在初始运转前，应向泵内注满油，以防泵空转而损坏。在液压系统进入稳定的工作状况后，维修技术人员要随时注意油温、压力、声音等情况；如发现异常情况，必须及时处理，以保证设备运行安全。

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二拆卸规划与功能设计

1拆卸序列规划

差速器的拆卸是多级递阶结构，根据零部件的拆卸顺序是由外向内、由低层向高层进行的原则，处于最低层的螺栓的拆卸是直接或间接影响整个差速器拆卸最重要、最基础的步骤。由此得到差速器拆卸序列及零部件结构深度。

2功能系统设计

2.1基本原则

2.1.1经济性好与性能可靠

专机的经济性主要指设计制造和使用两个方面产生的成本费用，在满足功能的条件下追求经济性具有重大意义。在专机的设计与选购方面应充分考虑工件具有良好的工艺性和经济性。此外要求机器能在规定的时间，在规定的使用条件下无故障可靠地工作，使用寿命要长。在选购原材料时选择高性能、加工性能良好的原材料；专机装配时要求装配工艺好，整体结构紧凑；对机器进行排除故障时，易拆卸，易检查；零部件的通用化和标准化程度高，互换性好，维修效率高等。

2.1.2自动化程度高

专机的主要作用是为解决采用手工拆卸效率低、劳动强度大、安全性差的问题，因此所设计的专机应具有较高的自动化程度，以提高生产效率、减少劳动强度和确保安全。

2.1.3造型新颖

随着科学技术的发展，人们对产品的要求越来越高，不在局限于产品的使用功能，越来越多的人注重其美学功能。专机的外观应当新颖、美观，其外形形状与颜色的选择应充分考虑工作人员在工作时的生理与心理感觉。结构方面尽量满足人机工程学要求，考虑人、机器与环境之间的和谐，提高生产效率。

2.2功能

2.2.1基本功能

为了将差速器总成拆卸为零件，根据差速器拆卸工艺流程，首先将差速器总成从地面运送至专机工作台面上的夹具，夹紧差速器，对差速器进行准确定位，拆卸差速器螺栓组螺母。其次将差速器总成拆卸为零件，最后将零件分类放置。综上，拆卸专机的基本功能就是拆卸螺栓和分离零件。其中拆卸螺栓可细分为运送工件（差速器）、夹紧工件、定位工件和拆卸螺母，分别实现运送差速器、夹紧差速器、定位差速器以及拆卸差速器螺栓组的功能。

2.2.2辅助功能

为了使拆卸专机在拆卸时更可靠地工作。首先要在整个拆卸过程监测机械的性能具有故障诊断；当故障出现时，有相应的警报或提醒。其次要方便控制工作装置的运行与停止，若机器在使用寿命期间出现故障时维修要方便，减少维护成本。最后外形要美观，保证机器造型新颖，大小尺寸合适，颜色适应人的生理与所在环境。

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二、增强法律意识，细化合同条款

全面细致的合同条款是合同顺利履行的前提和基础。海外工程机械管理与国内最大的区别，在于如何合理利用合同条款来规范和约束分包商的行为。海外工程中分包商的法律意识普遍较强，这就要求中方施工企业进一步增强法律意识和风险意识，细化合同条款，做到凡事有据可依，进而降低机械安全管理过程的风险，有效维护企业的合法权益。将现场机械资源安全管理要求单独列为一章写入合同，进一步明确与分包商之间的责任和义务。其主要内容应包括：(1)对于分包商自带机械的管理要求。合同条款中需明确企业有权对现场分包商的机械实施监管，分包商应服从中方的管理要求。中方对分包商机械管理的各项管理举措，只能进一步提升分包商的机械管理水平，但不降低或免除分包商所应承担的责任。(2)对于中方自带机械的管理要求。由于出国人员的限制以及综合成本的考虑，中方自带机械的安拆、操作、维保等工作一般承包给当地分包商。需要将机械管理程序中主要考核和约束条款写入合同，合同中需要详细界定分包商的人员资质要求、工作范围、监督考核、安全要求以及安全责任划分等内容。(3)对于我方自带或租赁提供分包商使用机械的管理要求。由于分包商现场资源不足，为满足工程建设需要，企业携带部分机械或租赁机械提供给现场的分包商使用，需要与现场分包商之间签订《机械使用安全协议》，详细划分双方的责任与义务。

三、熟悉当地的法律法规，做到合法合规

世界各国有关机械管理方面的法律法规也存在较大的差异。例如对于施工机械操作人员的资质要求，检验取证要求等方面。如果直接套用国内的机械管理制度，会造成“水土不服”的现象发生。在制定项目机械管理制度前，要对当地有关机械管理的法律法规进行全面系统的学习和了解，同时借鉴国内成熟的机械管理经验，这样才能使编制的管理制度具有指导性和可操作性，才能更加容易被当地分包商接受和认可。严格过程管控，确保机械可靠运行中方作为工程的总承包方，有责任和义务采取有效措施来确保现场机械的安全可靠运行。一旦现场机械出现事故等异常情况，可能将会面临现场罢工、法院、经济赔偿等种种不利情况，势必会影响合同工期，甚至造成更大的经济损失，因此必须重视现场机械的安全管理工作，强化过程监管，确保机械可靠运行。加强对分包商的培训工作，提高分包商的业务素质。使分包商熟悉中方施工机械的性能和特点，做到“四懂”和“三会”。开展业务技能比武，对表现优秀的分包商人员进行奖励，从而激发分包商的工作积极性。强化监督考核工作，合理运用合同中的监督考核条款，对工作中责任心差，业务技能不合格的分包商人员采取淘汰制。对于人为原因造成机械损坏，依据合同条款，给予责任分包商必要的经济处罚。加强检查和监督工作，及时消除事故隐患，杜绝机械“带病”作业。对于检查中发现的问题，要督促相关分包商限期整改完成，并记录在案，提高施工机械的完好率。