工程机械的智能化发展探究

张东晓　王志军

【摘要】目前，我国工程机械技术正趋于成熟，许多机械产品均设有先进的智能技术，能够有效保证机械产品的运行效率以及运行稳定性。因此，各大机械厂有必要加强智能技术以及信息技术的应用，以此推动工程机械领域的发展。因此，本文对智能化以及信息化的发展情况进行简单介绍，深入探讨智能化以及信息化的实际应用。

【关键词】工程机械 智能化 信息化

随着我国制造业以及机械行业生产规模持续扩大的背景下，发展工程机械的信息化以及智能化已成为我国当前重要课题。现阶段，已有不少机械厂将智能控制、变速控制、远程监控等新型技术运用到機械产品当中，并取得一定成效。

一、智能化的发展情况

在国外，工程机械技术一直得到稳步发展，其中以美国现有的机械工程技术最优，并在机械生产领域做出重要贡献。以美国工程机械产品为例，卡特992c属于美国普遍使用的装载机。由于装载机内部设置无线遥控系统，能够通过人工操作对装载机进行远程控制，使其在危险区域进行工作。同时，装载机还设有控制系统，能够精准控制装载机运行速度以及发动机温度，进而增加机械工程效率。在国内，工程机械产品主要以压裂车以及仪表车最为先进。由于压裂车以及仪表车已经能够信息化操作，并且操作技术已经趋于成熟，进而广泛运用到油田开采当中。此外，在我国制造业规模不断扩大的背景下，机床设备、数控冲减设备以及数控弯折设备均结合了较多先进技术，进而促进国内制造业的生产水平。

二、工程机械技术的信息化、智能化发展趋势

从当前的技术需求方向与工程机械技术的推广应用趋势来看，机械技术的未来发展趋势是以网络为基础的集群集成控制以及智能化管理，有关技术人员应充分重视，以便进一步提高我国的工程机械技术的研发水平与应用水平。

（一）虚拟化与机群控制的多技术融合

在系统的使用过程中，基本是通过利用网络技术、智能化技术以及数字化技术对生产过程加以控制，从而更好地分解工程项目。通过使用虚拟技术控制工程项目的生产全过程，发现能够影响工程项目质量的要素，为工程项目的施工提供详尽的数据支撑。机群控制技术指的是机群的最佳优化配置，包括：将机械化作业系统作为控制核心，通过科学使用统计学、仿真学等，建立并分析目标函数，利用最佳优化方式获取运算结果。确定施工方法则需依靠施工作业施工间的协调来达到预期的质量控制效果。虚拟化技术与机群控制技术核心表现为工程施工分析和控制两种，通过仿真控制实际生产过程，奠定机群的多形态组合基础；集群控制的关键则在于监控施工要素（如施工设备等），使其能又快又好的达到工程施工的目的。

（二）信息智能化管理技术系统

当前工程项目具有投资大、工程复杂等特点，因此，在建设中要合理控制与安排各施工要素，为工程项目的建设顺利开展奠定坚实基础。同时，要考虑好当前的工程机械技术在实际应用过程中可能发生的不良现象，所以，要对工程机械技术的具体使用环境进行有效控制。智能化的管理系统可以在很大程度上满足该项技术的使用要求，通过收集相关设备的实际运行中的具体参数，并综合考虑不同施工环境中机械设备的运行状态，从而绘制出相关的工程状态表格，为后期工程建设进行质量控制打下基础。此外，为了能够更加灵活的使用施工资源，提高施工人员的工作效率，还应建立和工程机械技术相互适应的智能化管理技术系统，从而为今后的系统管理提供一定的技术支撑。

三、智能化的实际应用

（一）基于发动机的智能控制

一般来讲，工程机械所使用的发动机主要是柴油机，而柴油机的智能电控系统则主要由传感器、微控制器以及高速电磁阀等装置组成。在实际运用中，智能电控系统能够对燃油喷射时间、喷射量以及喷油压力进行有效控制，进而对发动机的动力负载以及动力输出进行有效调整。同时，在保证发动机动力达标的情况下增强燃料的实际利用率，进而使发动机排出的诸多废弃能够满足环境控制保准。由于智能电控系统的基本原理就是依照发动机曲轴转速、水温、进气量以及油门信号等信息，再根据控制策略即可确定适当的喷油量以及喷油正时。

（二）变速控制

众所周知，行驶属于工程机械最为重要的功能之一。但不同构造的工程机械其行驶系统的动力传动路线也会存在较大差异。例如，有些发动机是通过直接连接的方式与变速器进行连接，有些发动机是通过变矩器而与变速器间接相连，有些发动机则直接与液压泵进行连接。此外，变速控制系统主要还是依照驾驶员的实际操作意图对机械行驶速度进行合理切换，确保发动机的运行速度能够与行驶系统的实际工况相互匹配，最终起到平稳驾驶且减少燃料的效果。

（三）基于液压挖掘机的电气控制系统

一般来讲，电气控制系统的应用对象主要是发动机、多路换向阀以及液压缸等装置。在电气控制系统的实际运用当中，系统能够对液压挖掘机各项元件的实时温度、实时压力、实时速度进行有效检测，并及时将检测数据稳定输入到控制系统当中，再由控制系统综合操作信号、实时测量值以及固定参数值等各项信号值发出最终的控制信息，进而对发动机、控制阀以及液压泵等各项元件进行有效控制。正常情况下，控制系统主要包括三项核心技术：第一，旋钮档位识别技术。这项技术主要能够使油门档位自动进行识别，并能依照动力模式对油门电机的实际执行档位进行判定。第二，自动怠速技术。这项技术能够使发动机自行进入到自动怠速模式当中，只有当工作压力以及行走压力的控制开关相继闭合才会退出自动怠速模式。第三，过热保护技术。这项技术主要对发动机进行保护，一旦发动机实际冷却水温超过105度，控制系统就能自动减少一个档位进行保护发动机。只有当发动机实际冷却水温低于95度，控制系统才会自动取消过热保护模式。

（四）远程监控

现阶段，工程机械领域已经广泛使用GPS、数据库以及GIS等新型技术，使远程监控系统能够对工程机械具体位置进行实时监控，并有效监测机械产品的实时运行状态，及时检测到机械产品的极限状态，进而根据机械产品的各项参数发出相应等级的报警，最终减少危险发生。同时，远程监控系统还能提供大量服务，包括历史记录、定位轨迹、人员调度以及故障诊断等功能，进而为机械厂提供有效参照。此外，从事工程机械行业的生产商、经销商以及客户均能通过远程监控系统来了解工程机械产品的运行效果。