国外工程机械新技术新结构和发展趋势.

第一篇：国外工程机械新技术新结构和发展趋势.

国外工程机械新技术新结构和发展趋势

作者: 佚名

来源: 不详

时间: 2007年11月09日

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王世明 杨为民 李天石 西安交通大学

摘 要：综述了自90年代以来国外工程机械新技术发展现状，以轮式装载机为例叙述了工程机械新结构和发展趋势，在此基础上指出了我国与国外工程机械的主要差距和我们应采取的对策。

关键词：工程机械发展现状对策近年来，随着建筑施工和资源开发规模的扩大，对工程机械需求量迅速增加，因而对其可靠性、维修性、安全性和燃油经济性也提出了更高的要求。随着微电子技术向工程机械的渗透，现代推土机日益向智能化和机电一体化方向发展。自20世纪90年代以来，国外工程机械进入了一个新的发展时期，在广泛应用新技术的同时，不断涌现出新结构和新产品。继完成提高整机可靠性任务之后，技术发展的重点在于增加产品的电子信息技术含量和智能化程度，努力完善产品的标准化、系列化和通用化，改善驾驶人员的工作条件，向节能、环保方向发展。新技术发展现状

1.1 系列化、特大型化

系列化是工程机械发展的重要趋势。国外著名大公司逐步实现其产品系列化进程，形成了从微型到特大型不同规格的产品。与此同时，产品更新换代的周期明显缩短。所谓特大型工程机械，是指其装备的发动机额定功率超过746kW(1 000HP)。它们主要用于大型露天矿山或大型水电工程工地。产品特点是科技含量高，研制与生产周期较长，投资大，市场容量有限，市场竞争主要集中在少数几家公司。以装载机为例，目前仅有马拉松·勒图尔勒、卡特彼勒和小松一德雷塞这三家公司能够生产特大型装载机。

1.2 多用途、超小型化、微型化

为了全方位地满足不同用户的需求，国外工程机械在朝着系列化、特大型化方向发展的同时，已进人多用途、超小型化、微型化发展阶段。推动这一发展的因素首先源于液压技术的发展——通过对液压系统的合理设计，使得工作装置能够完成多种作业功能；其次，快速可更换连接装置的诞生——安装在工作装置上的液压快速可更换连接器，能在作业现场完成各种附属作业装置的快速装卸及液压软管的自动连接，使得更换附属作业装置的工作在司机室通过操纵手柄即可快速完成。一方面，工作机械通用性的提高，可使用户在不增加投资的前提下充分发挥设备本身的效能，能完成更多的工作；另一方面，为了尽可能地用机器作业替代人力劳动，提高生产效率，适应城市狭窄施工场所以及在货栈、码头、仓库、舱位、农舍、建筑物层内和地下工程作业环境的使用要求，小型及微型工程机械有了用武之地，并得到了较快的发展。为占领这一市场，各生产厂商都相继推出了多用途、小型和微型工程机械。如卡特彼勒公司生产的汀系列综合多用机、克拉克公司生产的“山猫”牌产品等。目前国际上推出微型工程机械的公司主要有：Komatsu、Case、Textron等公司。Caterpillar公司也成了国际微型工程机械的带头人，涉及的产品主要有：挖掘机、挖掘装载机、振动压路机、冲击锤、高空作业车等，其中最小的挖掘机斗宽为200mm，车宽小于1m。

1.3 功能化

多功能化作业装置改变了单一作业功能，多种作业已从中、大型工程机械应用的局限中解脱出来，在小型和微型工程机械上也开始了应用。如Caterpillar公司在926G型轮式装载机基础上开发出的IT62G就具有快速连接装置，驾驶员可在驾驶室里完成更换不同作业装置的动作：如更换铲叉、抓斗、卸载斗、扫雷装置、路面清扫装置、破碎装置等。

1.4 微电子技术、信息技术的普及和应用

利用GPS(全球定位系统)、GIS和GSM技术，卡特彼勒将其雄伟计划命名为采矿铲土运输技术系统(METS)。METS包括多种多样的技术产品，如无线电数据通信、机器监测、诊断、工作与业务管理软件和机器控制等装置。METS由以下3部分组成：1)计算机辅助铲土运输系统(CAES)。包括机载计算、em级GPS微波定位和高速无线电通信3项技术。在运行中，机载系统通过无线电接收整个无线网络中的铲土运输数据、工程数据或现场规划数据。这些数据都显示在驾驶室内的一个屏幕上，司机在驾驶室内能直观地了解机器的作业位置，并准确地判断需要挖掘、回填或装载的土方量。2)关键信息管理系统(VIMS)。VIMS系统监测机器中极其关键的性能与作业参数，并且通过无线电将数据从该机器传送到业主办公室。业主可立即分析数据以便估量机器的当前状态，或加以收集和整理，以便显示机器的作业趋势。3)CAES office软件。这种软件与来自装有CAES的机器的数据相结合，产生一个集成的现时作业模型，使业主能在接近实时条件下对现场或远处监控各种作业。GPS导航系统与电子地图、无线电通信网络及计算机车辆管理信息系统相结合，可以实现车辆跟踪和交通管理等许多功能，这些功能包括：利用GPS和电子地图可以实时显示出车辆的实际位置，并任意放大、缩小、还原、换图；可以随目标移动，使目标始终保持在屏幕上；还可实现多窗口、多车辆、多屏幕同时跟踪。利用该功能可对重要车辆进行跟踪。完成施工工地信息的地貌高精度测量、多目标采集数据的事后回放、显示记录的功能。

沃尔沃建筑设备公司推出B系列自行式平地机操作环境的神经中枢是Contronic监控系统——VOLVO独有的多功能系统。它可以使操作员了解该机所有功能的运行状况，其中包括发动机的转速和温度、燃料料位、地面速度、过滤器阻塞情况、差速器锁紧／脱开，以及其它许多信息。Contronics不仅可以使操作员随时了解其操作的平地机发生了什么情况，而且还储存了所有的操作数据以供维修技术人员下载。得到这些信息后，技术人员使用VCADSPro(VOLVO计算机辅助诊断系统专家)访问该数据，以便进行维修、诊断和性能分析。采用这套系统，操作员可以在零部件失效前采取措施，并在发生故障时诊断出故障的原因。这套系统的主要功能就是保持平地机处于最佳状态，从而延长机器的使用寿命。

目前，卡特彼勒公司、模块采矿系统公司、Leica和Trimble导航设备有限公司均可独立提供基于GPS的推土机定位系统，大大提高推土机的作业生产率。

卡特彼勒的DOZSIM15是一种极易使用的计算机程序，可计算推土机的作业生产率。该软件包与Windows兼容，采用3D模拟技术分析推土距离、坡度、工厂设计参数，并可输出总土方量(压实或松散)、每趟移走的土方量、每小时移走的土方量、每趟总耗时、每趟总成本、总系统生产率等大量信息。计算机精度高于CAD系统。

Leica采用GPS技术的Dozer2000导航系统，在无需勘察标桩的情况下，允许司机精确地控制推土机的推土板和机器的位置，实现虚拟推土作业。

模块采矿系统公司的推土机定位系统有助于司机完成诸如坡度与推土任务。驾驶室内安装有图像控制台，向司机显示机器在作业区内的位置，并实时显示关键作业参数，如推土板角度或被移动的土方体积。

Trimble的产品是SiteVisionGPS，可实现坡度的精确控制，驾驶室内可视化显示系统指导司机精确作业，精度可达cm级。

1.5 节能与环保

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、降噪等方面人手。目前，卡特彼勒公司生产功率为15~150kW的柴油发动机。其中6缸、72L、自重588kg、功率为131~205kW的3126B型环保指标最好，满足EPATierⅡ和EUStageⅡ排放标准。卡特彼勒3516B型发动机装有电子喷射装置及ADEM模块，可提高22％的喷射压力，便于燃油完全、高效燃烧，燃烧效率可提高5％，NOX下降40％，扭矩增加35％。个别厂家生产的工程机械产品，机外噪声已降至72dB(A)。绿色环保型工程机械理念已经显露。人机工程学、无污染绿色施工等成为人们的共识。

近几年来国外装载机的设计和制造进一步体现了以人为本的理念，要为司机提供一个更加舒适的环境，以达到他们称之为全自动化型的境地。根据人体工程学设计了座椅、操纵台、环保型的低噪声发动机，赏心悦目的流线型驾驶室。大中型装载机驾驶室普遍采用翻车保护机构(ROPS)和落物撞击保护机构(FOPS)，室内安装空调装置；采用防尘、减振和隔音材料；按人机工程学设计的司机座椅可全方位调节，有的已达轿车座椅的舒适程度，座椅右侧还设计有摆放饭盒、水瓶及其它物品的地方，司机台上安装AM／FM立体声盒式磁带收录机，为司机安全作业提供音频和视频信号。有的还安装网络电话等，极大地提高了作业的舒适性。

1.6 计算机管理及故障诊断、远程监控系统及整机智能化

以微电子、Internet为重要标志的信息时代，不断研制出集液压、微电子及信息技术于一体的智能系统，并广泛应用于工程机械的产品设计之中，进一步提高了产品的性能及高科技含量。

工程机械集成化和操作与智能控制技术主要包括：电液控制自动换挡变速器技术、机电一体化控制技术、负荷传感全功率控制技术和可编程控制与遥控及无人操作技术等。动力换挡变速器技术包括液压式和电液式，负载传感全功率控制是一个具有压差的反馈伺服控制系统，对TQ160A型全液压履带式推土机采用了先导液压控制系统，小松、卡特彼勒和神钢采取了根据不同作业模式选择不同油门开度和泵排量的分工况控制，还有的采用负荷传感技术进行控制［3］，如Danfoss公司的PVG120负荷传感型比例控制阀已经成功应用于某推土机的设计，提高了控制精度。此外，比例控制技术和伺服控制技术也在高精度工程机械控制中得到了广泛应用。在控制策略方面，有的学者对工作装置的前馈控制的理论和必要性进行了研究。神经网络和模糊控制由于其对解决复杂系统和不确定系统的独特优势，被引人工程机械的工作装置控制中，各种控制方法结合而成的新的控制策略也有成功应用的例子。

例如，卡特彼勒公司90年代开发的F系列和G系列装载机都安装有电子计算机监控系统(CMS)，用以取代E系列装载机上安装的电子监控系统(EMS)。其司机台上装有条形液晶显示屏，微机监控系统具有能同时监控发动机燃油液面高度、冷却水温、变速器油温和液压油温等11种功能。该监控系统还具有故障诊断能力，并可向司机提供三级报警。1998年推出的Cat950G计算机监控系统还配备有Cat指导诊断系统和以维修工具为基础的Cat软件包，使维修人员坐在汽车里用笔记本电脑就能迅速而容易地诊断和排除故障。Cat992G在监控装载机各功能状况并作出诊断的同时还能把这些信息数据作为履历记录下来，无线传送到办公室用计算机进行分析，从而将电气、机械故障防患于未然。Cat994D安装了关键信息管理系统(VIMS)，可密切监视机器的运行状态并诊断故障。LeToumeau集成网络控制系统通过显示在机载计算机屏幕的出错信息，提示司机出错原因，并采用三级报警灯光信号(蓝、淡黄、红)表示发动机、液压系统、电气和电子系统的各种状态。目前，该系统已安装在L1350型矿用装载机上。

沃尔沃(Volvo)公司的L系列装载机上也安装有Matris软件包，用以监控和分析装载机的工作状态；其小型装载机上配有电子伺服控制及信息系统(ESIS)，由液晶显示屏和键盘组成，用来显示和记录各种信息，其自动诊断功能记录机器故障并储存所有相关信息，通过编码可以防盗。

凯斯(Case)公司21B、C系列装载机也采用计算机监控系统，其微处理器安装在司机座椅的右侧，也具有故障诊断和工作状态液晶显示功能。

推土机上采用电子监测系统(EMS)和电子复合控制装置(即履带打滑控制系统)，逐步实现机电一体化。EMS可严密控制机器各主要功能的变化，了解故障发生的部位，防止司机误操作，保证作业安全。电子复合控制装置可把履带滑移量控制到最低限度，提高履带行走装置的寿命，降低油耗，提高生产率。装载机上采用计算机控制的发动机管理系统，发动机的输出功率可根据载荷的要求调节，减少动力损失，节约燃料，提高发动机寿命。另外，装载机上可安装电控式或微机控制的自动换挡变速器，以及电子称量、电子消声器、计算机监控等装置，简化操作，确保安全。铲运机上采用微机处理机控制变矩器、变速器，代替纯液压控制，使操作更轻便。应用激光技术使铲运机平整场地作业精度更高。另外又在开发电子控制的短轴距平地机。

1.7 优秀的设计

优秀的设计是延长机械使用寿命的首要环节。日本提出“设计立业”，遂使日本产品经久耐用，行销全球。日本新卡特彼勒一三菱公司运用负荷分析方法，准确地进行了推土机等在施工现场的受力部件的应力分析，提出了延长机件寿命的设计(长寿设计)，即降低面压(机件表面的接触应力)，如用螺旋齿代替渐开线齿轮，使重迭系数增大；分散负荷，如采用三角形履带行走系代替常见的履带行走系，将驱动轮从常规的触地式移至三角形顶部，与地面脱离接触，使驱动轮承受的冲击负荷、作业负荷大幅度减小；为减少热量，采用湿式离合器、湿式制动器等，以减少摩擦热。设计时努力改善机械的维修性是延长寿命的有力措施。此外曲面造型技术在工程机械产品设计中也得到了广泛应用。工程机械新结构

工程机械不仅要有科学的合理的结构，满足实际需要，而且还要结合美学法则、形态法则和色彩配置等技法来展示工程机械造型的艺术性。工程机械利用材料、工艺等条件充分体现出产品外观的形体美、线型美、色彩美和面饰美等。

以下以轮式装载机(以下简称“装载机”)为例，就其新技术和新结构，作简单介绍。

2.1 连杆机构

以装载机为例，工作装置已不再采用单一的“Z型”连杆机构，在相继出现了八杆平行结构和TP连杆机构之后，卡特彼勒公司于1996年首次在矿用大型装载机上采用了单动臂铸钢结构的特殊工作装置，即所谓的“VersaLink机构”。这种机构替代综合多用机上的八杆平行举升机构和传统的“Z型”连杆机构，可承受极大的扭矩载荷和具有卓越的可靠性(耐用性)，驾驶室前端视野开阔。O&K公司研制的创新LEAR连杆机构，专为小型装载机而设计。Schaeff公司于2000年3月在Intermat展览会上展出的高卸位式SKL873型轮式装载机的可折叠式创新连杆机构工作装置，进一步增加了轮式装载机的工作装置的种类。

2.2 行驶平稳性控制系统

德国汉诺马格公司的大中型装载机上安装有负荷自动稳定系统(ALS)，在动臂举升液压缸液压回路中增加一个蓄能器，一对钢膜氮气蓄能器，安装在前车架中，与工作装置液压系统连通。当作业或低速行驶时，系统自动断开； 当车速超过48km／h时，由电子速度开关控制的电磁阀自动开启，蓄能器吸收工作装置液压系统的振动与冲击载荷，提高了操作的稳定性、安全性和舒适性。日本小松公司WA500-3上配用的类似系统称为电控悬挂系统(ECSS)，由主监控器、ECSS开关、高低压储能器及压力速度传感器组成，可根据装载机的行驶情况发出控制信号，消除因高速行驶而引起车体的摆动；可提供工作装置上下移动的伸缩性，防止铲斗中物料颠出，使物料保持性好；还可使类似纵向及垂直方向的低频振动降低40％~50％。

2.3 附着力控制系统

在每个车轮上安装一个速度传感器，自动将所需的制动力施加到车轮上，并将扭矩传给与之紧密相连的车轮，便于装载机直线行驶及转向。

2.4 动力电子控制管理系统

根据传动装置及液压系统的工作状态，自动调节发动机输出功率，以满足不同作业工况的需要，提高燃料的经济性。

2.5 发动机自动控制系统

当装载机处于非作业工况时，自动降低发动机转速，减少燃料消耗及发动机噪声。例如，卡特彼勒公司994D装载机采用的新一代Cat3516柴油发动机就安装有HEUI(电液控制的燃油喷射)装置以及ADEM(先进的柴油机管理)系统，可根据外载荷的大小有效地控制发动机的功率与转速，从而降低燃油消耗及尾气排放，减少噪声。马拉松雷图尔诺公司的L系列大型装载机则采用电脑控制的柴油机一电动轮驱动系统，4个驱动轮同时又充当制动器，其输出功率可反馈到交流电机和柴油机，使转速增加，从而提高工作总效率，使牵引效率高达77％(普通装载机为60％左右)，此电脑控制系统能监控装载机的整个作业过程，在最大车速范围内尽量提高发动机的输出功率。

2.6 关键信息显示管理系统

采用网络通讯技术，在办公室的控制中心实时监控装载机的作业状态，据此向司机提供基于文字提示的精确的故障诊断信息。

2.7 转向变速集成控制系统

取消传统的方向盘和变速杆，将转向与变速操纵装置集成为一个操纵手柄，并采用简单的触发式方向控制开关和选挡用的分装式加速按钮。利用肘节式自然动作左右扳动操纵杆，实现转向；利用大拇指选择按钮，实现前进与后退、加速与减速行驶。

2.8 销轴润滑系统

能为工作装置上的所有销轴提供为期200h的润滑服务，并使销轴的润滑作业易于完成。

2.9 驱动控制系统

其目的是提高司机的舒适性，帮助长时间进行作业的司机减轻劳累，保持作业效率。

2.10 负载感应变速系统

根据负载状态，自动调节车速及发动机飞轮扭矩，实现高速、小扭矩或低速、大扭矩的动力输出。

2.11 燃油／空气比例控制系统

提高燃料的利用率，确保发动机排出的废气符合环境控制法规要求。

2.12 电子称量装置

电子称量装置已运用于铲装需要测量计费物料的作业，由一个带电子显示屏的微处理器和安装在动臂液压缸回路中的负荷传感器、位置传感器、打印机等组成。其工作原理是通过测量提升液压缸的压力进行称重，称重过程为动态称重，即在铲装物料和连续提升的过程中进行称重、采集信号，通过智能电子秤进行数据计算和处理，并编辑、打印。称重误差可在3％以内。

2.13 直观控制系统

人机工程学的研究与应用已进一步改进和简化了司机的操作，卡特彼勒公司研制了一种用于工程机械操作的选择控制系统，称为直观控制系统。该系统可按司机的期望对机器进行直观控制，例如，当转动控制手柄时铲斗就翻斗，当将手柄拉向操作者身边时动臂便会向操作者身边移动。安装这种系统后从来没学过操作装载机的人可在两三个作业循环后学会操作。

2.14 司机辅助操作系统

近年来，国外装载机公司已经或者正在研制一些能够帮助司机更有效地进行操作的辅助操作系统，用计算机编制作业循环就是其中的一种。轮式装载机上安装的电子计算机可编制作业循环程序，使铲装作业自动化或部分自动化。例如从一个碎石料堆向卡车铲装碎石作业的一个循环为：放下动臂—驶向料堆—铲人料堆—提升动臂并收斗—转向后驶向卡车—卸料，司机将此循环全部或部分编程后装载机的作业即可全部或部分自动化，从而大大减少司机的操作。发展趋势

广泛应用微电子技术与信息技术，完善计算机辅助驾驶系统、信息管理系统及故障诊断系统；采用单一吸声材料、噪声抑制方法等消除或降低机器噪声；通过不断改进电喷装置，进一步降低柴油发动机的尾气排放量；研制无污染、经济型、环保型的动力装置；提高液压元件、传感元件和控制元件的可靠性与灵敏性，提高整机的机—电—信—体化水平；在控制系统方面，将广泛采用电子监控和自动报警系统、自动换挡变速装置；用于物料精确挖(铲)、装、载、运作业的工程机械将安装GPS定位与重量自动称量装置；开发特种用途的“机器人式”工程机械等；转向变速集成控制系统和命令控制系统，总线技术；计算机控制的发动机管理系统，计算机管理及故障诊断、监控系统，电子自动换挡变速控制系统，转向变速集成控制系统和命令控制系统。

参考文献

徐晓光，喻道远，饶运清等工程机械的智能化趋势与发展对策工程机械,2002(6)

冯开林，陈康宁，邹广德等先进液压控制技术在工程机械的应用研究，工程机械,2002(11)

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郭刚，龚烈航推土机铲刀切土深度模糊控制工程机械，1998,(12)

张梅军，刘大起，吴明友等推土机铲刀切土深度自动控制系统工程机械，1998(1)

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Chian-Shyong Tseng Integrating fuzzy knowledge by genetic algorithmslEEE Transactions On evolutionary computation，1998(4)

李俊明，付潍坊，单得福等装载机液压系统的神经网络模糊控制方法农业机械学报，1999(3)

马鹏飞 我国推土机行业的现状与发展趋势 建筑机械，2002(11)

王小平，曹立明遗传算法——理论、应用与软件实现.西安：西安交通大学出版社，2002(1)

《工程机械》2004年第1期

第二篇：工程机械国外行业新技术及发展趋势

工程机械国外行业新技术及发展趋势

（一）系列化、特大型化

系列化是工程机械发展的重要趋势。国外著名大公司逐步实现其产品系列化进程，形成了从微型到特大型不同规格的产品。与此同时，产品更新换代的周期明显缩短。所谓特大型工程机械，是指其装备的发动机额定功率超过746kW(1000HP)。它们主要用于大型露天矿山或大型水电工程工地。产品特点是科技含量高，研制与生产周期较长，投资大，市场容量有限，市场竞争主要集中在少数几家公司。以装载机为例，目前仅有马拉松〃勒图尔勒、卡特彼勒和小松一德雷塞这三家公司能够生产特大型装载机。

（二）多用途、超小型化、微型化

为了全方位地满足不同用户的需求，国外工程机械在朝着系列化、特大型化方向发展的同时，已进人多用途、超小型化、微型化发展阶段。推动这一发展的因素首先源于液压技术的发展——通过对液压系统的合理设计，使得工作装置能够完成多种作业功能；其次，快速可更换连接装置的诞生——安装在工作装置上的液压快速可更换连接器，能在作业现场完成各种附属作业装置的快速装卸及液压软管的自动连接，使得更换附属作业装置的工作在司机室通过操纵手柄即可快速完成。一方面，工作机械通用性的提高，可使用户在不增加投资的前提下充分发挥设备本身的效能，能完成更多的工作；另一方面，为了尽可能地用机器作业替代人力劳动，提高生产效率，适应城市狭窄施工场所以及在货栈、码头、仓库、舱位、农舍、建筑物层内和地下工程作业环境的使用要求，小型及微型工程机械有了用武之地，并得到了较快的发展。为占领这一市场，各生产厂商都相继推出了多用途、小型和微型工程机械。如卡特彼勒公司生产的汀系列综合多用机、克拉克公司生产的“山猫”牌产品等。目前国际上推出微型工程机械的公司主要有：Komatsu、Case、Textron等公司。Caterpillar公司也成了国际微型工程机械的带头人，涉及的产品主要有：挖掘机、挖掘装载机、振动压路机、冲击锤、高空作业车等，其中最小的挖掘机斗宽为200mm，车宽小于1m。

（三）多功能化

多功能化作业装置改变了单一作业功能，多种作业已从中、大型工程机械应用的局限中解脱出来，在小型和微型工程机械上也开始了应用。如Caterpillar公司在926G型轮式装载机基础上开发出的IT62G就具有快速连接装置，驾驶员可在驾驶室里完成更换不同作业装置的动作：如更换铲叉、抓斗、卸载斗、扫雷装置、路面清扫装置、破碎装置等。

（四）微电子技术及信息技术普及

利用GPS(全球定位系统)、GIS和GSM技术，卡特彼勒将其雄伟计划命名为采矿铲土运输技术系统(METS)。METS包括多种多样的技术产品，如无线电数据通信、机器监测、诊断、工作与业务管理软件和机器控制等装置。METS由以下3部分组成：1)计算机辅助铲土运输系统(CAES)。包括机载计算、em级GPS微波定位和高速无线电通信3项技术。在运行中，机载系统通过无线电接收整个无线网络中的铲土运输数据、工程数据或现场规划数据。这些数据都显示在驾驶室内的一个屏幕上，司机在驾驶室内能直观地了解机器的作业位置，并准确地判断需要挖掘、回填或装载的土方量。2)关键信息管理系统(VIMS)。VIMS系统监测机器中极其关键的性能与作业参数，并且通过无线电将数据从该机器传送到业主办公室。业主可立即分析数据以便估量机器的当前状态，或加以收集和整理，以便显示机器的作业趋势。3)CAESoffice软件。这种软件与来自装有CAES的机器的数据相结合，产生一个集成的现时作业模型，使业主能在接近实时条件下对现场或远处监控各种作业。GPS导航系统与电子地图、无线电通信网络及计算机车辆管理信息系统相结合，可以实现车辆跟踪和交通管理等许多功能，这些功能包括：利用GPS和电子地图可以实时显示出车辆的实际位置，并任意放大、缩小、还原、换图；可以随目标移动，使目标始终保持在屏幕上；还可实现多窗口、多车辆、多屏幕同时跟踪。利用该功能可对重要车辆进行跟踪。完成施工工地信息的地貌高精度测量、多目标采集数据的事后回放、显示记录的功能。

（五）节能与环保

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、降噪等方面人手。目前，卡特彼勒公司生产功率为15~150kW的柴油发动机。其中6缸、72L、自重588kg、功率为131~205kW的3126B型环保指标最好，满足EPATierⅡ和EUStageⅡ排放标准。卡特彼勒3516B型发动机装有电子喷射装置及ADEM模块，可提高22%的喷射压力，便于燃油完全、高效燃烧，燃烧效率可提高5%，NOX下降40%，扭矩增加35%。个别厂家生产的工程机械产品，机外噪声已降至72dB(A)。绿色环保型工程机械理念已经显露。人机工程学、无污染绿色施工等成为人们的共识。

近几年来国外装载机的设计和制造进一步体现了以人为本的理念，要为司机提供一个更加舒适的环境，以达到他们称之为全自动化型的境地。根据人体工程学设计了座椅、操纵台、环保型的低噪声发动机，赏心悦目的流线型驾驶室。大中型装载机驾驶室普遍采用翻车保护机构(ROPS)和落物撞击保护机构(FOPS)，室内安装空调装置；采用防尘、减振和隔音材料；按人机工程学设计的司机座椅 可全方位调节，有的已达轿车座椅的舒适程度，座椅右侧还设计有摆放饭盒、水瓶及其它物品的地方，司机台上安装AM／FM立体声盒式磁带收录机，为司机安全作业提供音频和视频信号。有的还安装网络电话等，极大地提高了作业的舒适性。

（六）远程监控系统及整机智能化

以微电子、Internet为重要标志的信息时代，不断研制出集液压、微电子及信息技术于一体的智能系统，并广泛应用于工程机械的产品设计之中，进一步提高了产品的性能及高科技含量。

工程机械集成化和操作与智能控制技术主要包括：电液控制自动换挡变速器技术、机电一体化控制技术、负荷传感全功率控制技术和可编程控制与遥控及无人操作技术等。动力换挡变速器技术包括液压式和电液式，负载传感全功率控制是一个具有压差的反馈伺服控制系统，对TQ160A型全液压履带式推土机采用了先导液压控制系统，小松、卡特彼勒和神钢采取了根据不同作业模式选择不同油门开度和泵排量的分工况控制，还有的采用负荷传感技术进行控制，如Danfoss公司的PVG120负荷传感型比例控制阀已经成功应用于某推土机的设计，提高了控制精度。此外，比例控制技术和伺服控制技术也在高精度工程机械控制中得到了广泛应用。在控制策略方面，有的学者对工作装置的前馈控制的理论和必要性进行了研究。神经网络和模糊控制由于其对解决复杂系统和不确定系统的独特优势，被引人工程机械的工作装置控制中，各种控制方法结合而成的新的控制策略也有成功应用的例子。

（七）优秀的设计

优秀的设计是延长机械使用寿命的首要环节。日本提出“设计立业”，使日本产品经久耐用，行销全球。日本新卡特彼勒—三菱公司运用负荷分析方法，准确地进行了推土机等在施工现场的受力部件的应力分析，提出了延长机件寿命的设计(长寿设计)，即降低面压(机件表面的接触应力)，如用螺旋齿代替渐开线齿轮，使重迭系数增大；分散负荷，如采用三角形履带行走系代替常见的履带行走系，将驱动轮从常规的触地式移至三角形顶部，与地面脱离接触，使驱动轮承受的冲击负荷、作业负荷大幅度减小；为减少热量，采用湿式离合器、湿式制动器等，以减少摩擦热。设计时努力改善机械的维修性是延长寿命的有力措施。此外曲面造型技术在工程机械产品设计中也得到了广泛应用。

第三篇：国外养猪新技术

国外养猪新技术

一、甲酸钙增肥 据芬兰科学家研究，在仔猪断奶后头几周饲料中添加猪的发病率。

1.5克甲酸钙，可使仔猪的生长速度提高12%以上，饲料转化率提高4%，并能减少仔

二、使母猪多产仔饲喂法 德国畜牧专家研究的方法是：从仔猪断奶第三天起，给母猪喂食时添加200毫克VE和400克胡萝卜，到母猪发情时，将这两种添加剂的数量减少50%，喂至怀孕后21天为止。采用这种方法，可使母猪产仔数增加21.9%，而且母猪、仔猪体质强壮，仔猪成活率高。

三、喂小苏打增重 美国康奈尔大学家畜学博士斯蒂克发现，将小苏打加到缺乏赖氨酸的猪饲料内，可以弥补赖氨酸的不足，并有利于粗纤维的消化吸收，使猪长肉多，增重快。

四、喂铜增重 日本最新研究成果表明：在肉猪育肥期适量添加微量元素铜，可明显增加猪的体重，并抑制某些病菌对猪的侵害。在加拌抗生素的饲料中，如再加拌适量的铜元素，可使猪日增重提高6.7%，饲料利用率提高2%—5%。

五、喂糖精增重 据国外杂志报道，用适量糖精喂猪增重效果好。办法是：在每公斤配合饲料中加0.05克糖精，饲喂时先将糖精溶于水中再拌入料中，可使猪的采食量增加，日增重可提高7%。猪每增重100公斤，饲料消耗和成本分别下降4.8%和3.5%。

六、喂柠檬酸增重 英国研究人员发现，在猪饲料中添加柠檬酸能增加饲料的适口性，改善猪对营养物质的消化吸收能力，提高饲料的转化率。在每公斤饲料中添加30克柠檬酸，可使猪从日增189克提高到216克。这种方法最适合喂养体重在5公斤—10公斤的断奶猪。

七、给猪“搬家”育肥 美国密苏里州大学试验表明，给育肥猪换圈，可使猪多上膘，生长加快，但换圈不宜过勤，以每月一次为宜。圈的大小、形式要基本相同。每组猪群不要任意调换或加入新猪，否则猪群会感到安，甚至相互咬斗。

八、喂含氧汽水增重 据国外资料介绍，用含氧汽水喂养断奶小猪，每隔5天给断奶小猪饮用1次，小猪日增重达200克—250克。其中含氧汽水就是在普通的饮水中加入一定比例的氧气，通常是1升水中注1升氧。如能在汽水中加些催肥剂之类的添加剂，效果更好。

九、喂维生素C提高精液品质 德国发现，在公猪的饲料中，每日添加1克—4克VC，可使公猪的精液品质明显提高。另外，美国还证明，在临产前一周的母猪日粮中，每日添加1克VC，可大大减少仔猪脐带出血，降低仔猪死亡率。

第四篇：林业英才网国外林业新技术

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国外林业新技术

小编：张新空发布时间2014-02-11来源：林业英才网

一、鉴别树木的新装置

日本科学家研制出一种能自动鉴别树种的装置，它由灵敏而清晰的摄像装置和图像处理器（电子计算机系统）组成。分类专家预先把各种树木的分类特征编好程序，组成树木库软件，贮存在计算机内。鉴别时，只要把标本放在电子眼监控下，便可准确、迅速地获取花、果、叶、枝等23个项目的图像待征，通过图像处理，计算机运算，迅速准确无误地鉴别出它是什么树种。

二、树木听诊器

法国研制出一种监测树木长势的树液流速测量装置，根据树液流速断定树木是否受潜在疫病的威胁。通过观测树液的流动速度，可了解环境污染对树木生长的危害，以及土壤对树木生长的供水情况，该装置已在一些国家普遍推广应用。

三、用电脑透视树木

德国林业专家制成一种利用X光透视病树的便携式电子计算机。仪器向树木发出X光射线，它能被装在树干另一面的检波器接收到。根据接收情况，电脑能确定树木的什么部位会有水分，什么部位已干枯。因为树木的干燥部位穿透X光能力比有水分的部位要差。利用这种电脑，不用在树上钻孔，研究人员就能获得树干内部的三维图像。根据这个图像就能准确地知道，树木的生存能力如何，该树是否很有生长力。

四、用激光测量森林蓄积

美国得克萨斯大学的研究人员研究出一种用激光测量森林蓄积的新办法。此法与传统方法相比，精确、省时，提高工效，减轻劳动强度。其方法是：从飞机上先往地面发射光束，然后再向树梢发射，便可得出树高和树冠直径这两个参数，由此测出蓄积。

第五篇：国外合成氨工艺新技术

国外合成氨工艺新技术

摘要：介绍了近些年来国外合成氨工艺各工序出现的新技术。

关键词：合成氨；工艺；新技术

氨是最为重要的基础化工产品之一，其产量居各种化工产品的首位，同时也是能源消耗的大户，世界上大约有10%的能源用于生产合成氨。氨主要用于农业，合成氨是氮肥工业的基础，氨本身是重要的氮素肥料，其他氮素肥料也大多是先合成氨、再加工成尿素或各种铵盐肥料，同时氨也是重要的无机化学和有机化学工业基础原料，用于生产铵、胺、染料、炸药、制药、合成纤维、合成树脂的原料[1]。随着合成氨生产竞争的日益加剧，提高装置产量、降低生产成本一直是合成氨生产厂家探索的课题。近些年来，经过许多专家、学者的研究，国外合成氨工艺各工序出现了许多新技术。未来合成氨技术进展的主要趋势是“大型化、低能耗、结构调整、清洁生产、长周期运行。转化

1.1 增设预转化炉

许多氨厂蒸汽转化部分是装置的“瓶颈”，制约了产量的提高。增设一台预转化炉提高转化能力，可以增加氨产量。以天然气作原料的工艺，当混合的原料气和蒸汽预热后进入绝热预转化炉催化床层时，发生的吸热反应会使工艺气温度下降，因此从预转化炉出来的气体在进入一段炉之前还须再加热(加热到高于一段炉原来的进口温度)，这样可节约转化炉燃料，保证高的转化率和反应速率。另外，重烃可在预转化炉中除去，消除了转化炉结碳的危险。增设预转化炉后节省了转化炉燃料，因而可增加转化炉的进气量[2]。

ICI Katalco新建了一个以天然气为原料有预转化炉的合成氨装置，将预转化炉出来的气体加热到一段炉原来的进口温度，大大减少了一段炉所需的燃料，一段炉燃料进料速率还未达到原来值，原料天然气进料就已增加了9%。预转化炉体积小，安装费用低，可用现有脱硫设备作预转化炉。可在系统检修时将预转化炉并入系统。增设预转化炉后，装置效益大大提高。1.2 催化剂装填

NorskHydr最近研究出了一种新的一段炉催化剂装填技术，适用于氨、甲醇、氢以及其它有转化炉的装置，这就是UnidenseTM。该技术简单，装填迅速，装填过程无需振打炉管，适用于装填内径为3~6英寸的炉管。用该法装填的催化剂，密度均匀，能提高一段炉的生产效率。

装填方法是，炉管内先放入一根带有弹簧刷子的装填绳，催化剂装进炉管后，慢慢拉出装填绳如图1。装填绳上的弹簧刷子可减缓催化剂颗粒的下降速度，避免催化剂破碎。不会因架桥而产生空穴，因而装填过程无需振打炉管。采用该技术装填的催化剂密度比常用的“布袋”法高，且装填时间大大缩短。

图1 催化剂装填

1.3 新型烧嘴

在使用高比表面积(GSA)催化剂降低床层高度后仍不能改善气体混合状况时，就需更换烧嘴。ICI设计的新型烧嘴如图2所示。从图中可见，空气从很多点进入工艺气中，且分布均匀。该烧嘴现已成功地用于二段炉中，在工艺气和空气混合体积受限的转化炉中其性能很好。南方石油化学工业有限公司(SPIC)1996年在印度的吐提可林氨厂的改造中采用了这种烧嘴。

图2 二段炉新型烧嘴 变换 全低变工艺的改进 全低变催化剂Co-Mo-K/γ-Al2O3使用时，活性金属易转化成硫化态，催化剂中的硫会氧化成硫酸根，与钾反应生成硫酸钾，使催化剂失活，第一段汽/气高，反应气易带水雾，导致钾往表面迁移而流失，也引起催化剂失活。此外，还存在第一段阻力升高快的问题。为此，齐鲁石化研究院周红军等提出完善的方案是：制备不含碱金属、不需净化剂的催化剂，从而避免钾失活和催化剂结块等问题。另外，将反应器改造为轴径向反应器[3]。脱碳

在合成氨装置中，脱碳的投资费用占很大比例，同时脱氮也是合成氨装置的主要能耗工序。下面介绍2种低能耗的脱碳方法。3.1 活化MDEA法(aMDEA法)该方法是BASF公司60年代末开始研究、70年代初投入工业应用的，经过不断改进和发展，其工艺技术已很成熟可靠。至今世界上已有66套装置成功地采用了aMDEA法。

aMDEA法综合了化学吸收和物理吸收的优点，通过在MDEA中添加活化剂，大大改善了溶液的吸收能力和吸收速度。改变活化剂的添加量，可使溶液适应各种操作条件。aMDEA法净化度高，不仅能脱除CO2，还可脱除净化气中的H2S多，既适用于装置改造，也适用于新建装置。aMDEA溶液的化学稳定性和热稳定性很好，溶液不易降解，蒸发损失很少，生产过程中补给量较少;溶液不含砷化物，且排放量很少，对周围环境基本上不造成污染。

采用aMDEA法，不会有热钾碱法那样的高强度生产控制，生产过程的监测也很简单，只需配置必要的分析仪表。aMDEA溶液中各组分溶解度大，无颗粒沉淀物，无需对装置进行伴热。另外，aMDEA中的活化剂具有良好的缓蚀性能，对设备材质要求不高，主要设备都可采用碳钢制作。虽然aMDEA法与热钾碱法不同，但它对热钾碱系统的设备有很好的兼容性。由MEA法改为aMDEA法，主要设备不变，只需排放原有溶液，将系统清洗干净，然后加入aMDEA溶液即可开车，开车前也无需对设备进行钝化。aMDEA溶液再生效果好，一般经过一次闪蒸就可完全再生，再生出的CO2含量可达到98%以上，经过简单的净化处理就可得到高品质的CO2。3.2 ACT-1法

该法是环球油品公司(UOP)开发出的。主要是采用一种称为ACT-1的新型活化剂用于热钾碱脱碳液中，促进CO:的吸收，改善脱碳液的性能。其显著特点是活化剂ACT-1本身极其稳定，不降解，不易起泡，具有很高的化学稳定性。可单独使用，亦可与DEA活化剂共用，对原苯菲尔溶液无副作用。若ACT-1活化剂与DEA活化剂共用，ACT-1的浓度为0.5%~1.0%；若单独使用，则为1%~3%。用ACT-1脱碳，可将净化气中的CO2含量降低25%~85%；溶液的循环量降低5%~25%；再生热耗降低5%~15%；设备通气能力增加5%~25%。活化剂消耗量很小，吨氨消耗仅0.02kg。合成

具有代表性的低能耗制氨工艺有4种:Kellogg公司的KREP工艺、Braun公司的低能耗深冷净化工艺、UHDE-ICI-AMV工艺、Topsoe工艺。4.1 Kellogg先进的合成氨工艺(KAAP)英国石油公司(BP)研究开发了触媒，凯洛格(Kellogg)公司设计了新工艺，钉触媒采用促进剂使其活性大大提高，顺利地实现了600吨/日的生产，生产率增加了40%。

钌系触媒的有以下特点：

①对于载体和促进剂非常敏感肖添加碱金属和氧化物时，活性提高非常大；②氮原子的吸附作用弱，不会由于生成氨导致的触媒中毒，而由于氢所致的触媒中毒严重。钌(Rn)触媒在低的H/N比条件下是有利的，在高产NH3条件下其活性也高。

Kellogg工艺补充气和循环气经合成气压缩机压缩后通过进/出物料换热器入有4个床层的径向流KAAP合成塔。合成塔出来的气体压力约9MPa(表压)、氨含量为20%。通过产生高压蒸汽回收热量。回收热后，合成塔出料送到氨回收工序，冷凝得到氨;不凝性气体一小部分送到弛放气回收系统回收氢和氮后再与其余大部分气体汇合，组成循环气。KAAP合成塔是直立的有4个床层的内冷型径向流合成塔。由于操作压力和温度较低，可以采用“热壁”设计和轻质钢结构。第一床层装填铁催化剂，另3个床装活性较高的KAAP催化剂。KAAP催化剂在低温低压条件下活性较高，虽然合成塔操作压力较低，合成塔出口氨含量仍较高。KAAP系统的成功之处在于其独特的催化剂，它由比表面积较大的石墨载体浸渍锗组成，该催化剂活性是铁催化剂的10~20倍。

凯活格公司新的合成氨工艺(KAAP法)与旧的工艺相比有两大不同特点：①在旧工艺中，为了一次重整炉的加热，要用其他燃料，而在新工艺中，将二次重整炉的热量移到一次重整炉中；②在旧工艺中，反应器上面的H/N比约为3，而在新工艺中低达1~2，在反应器下游中(氢回收装置)除了被浓缩的未反应N2外，使其再循环。这两点对于新触媒为高活性的有利条件，在工艺上就把受氢的触媒中毒的不利条件被转化为有利条件[4]。

在触媒活性高的情祝下.可以在合成系统低压而高转化率下开动生产，不需要高压循环的大量能源。

参考文献

[1] 合成氨工艺技术的现状及其发展趋势，蒋德军，大氮肥，1997，(5)：297-30 [2] 国外合成氨工艺新技术，娄晓灵，中氮肥，1999，(2)：4-9 [3] 2001~2002年合成氨、尿素技术进展，刘苹，2002，(5)：60 [4] 新一代的合成氨工艺, 印度Trombay-1氨厂的节能改造，59