工程機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的節(jié)能與環(huán)保分析

1、工程機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的節(jié)能與環(huán)保分析工程機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的節(jié)能與環(huán)保分析1064202109-0-02 DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.09.040 隨著科技的進(jìn)步，我國(guó)在工程機(jī)械和設(shè)備設(shè)計(jì)方面成效顯著，但在工程機(jī)械的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中缺乏科學(xué)的環(huán)保及節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)的人機(jī)交互性能較低等，造成極大的能源浪費(fèi)，在節(jié)能環(huán)保方面仍與發(fā)達(dá)國(guó)家有肯定的差距，嚴(yán)峻阻礙了我國(guó)工程機(jī)械行業(yè)的進(jìn)展。 1 工程機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的節(jié)能環(huán)保 1.1 節(jié)能環(huán)保的意義 第一，社會(huì)進(jìn)展的必定要求。各類(lèi)工業(yè)活動(dòng)建設(shè)對(duì)工程機(jī)械產(chǎn)品與設(shè)備提出了更高的要求，各種原料的使用量增加，廢棄物的排放量也隨之增加，

2、給環(huán)境造成無(wú)可挽回的損害。廢棄物的排放勢(shì)必影響到機(jī)械性能的發(fā)揮，在工程機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中融入節(jié)能環(huán)保理念，不僅可以提升機(jī)械產(chǎn)品的各項(xiàng)性能及工作效率，而且可以削減環(huán)境污染，滿(mǎn)足可持續(xù)進(jìn)展經(jīng)濟(jì)理念的要求。 第二，起到節(jié)省能源的作用。無(wú)論是哪個(gè)領(lǐng)域，只要應(yīng)用了機(jī)械產(chǎn)品就會(huì)導(dǎo)致能源消耗并產(chǎn)生肯定的廢棄物，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，要從材料、性能以及系統(tǒng)等多方面入手，結(jié)合節(jié)能環(huán)保理念，并以此作為基礎(chǔ)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，降低能源損耗，提升我國(guó)工程領(lǐng)域?qū)δ茉吹淖畲罄寐?，緩解我?guó)能源緊缺的現(xiàn)狀，促進(jìn)我國(guó)工業(yè)的可持續(xù)進(jìn)展。 1.2 節(jié)能環(huán)保現(xiàn)狀分析 國(guó)外工程機(jī)械行業(yè)進(jìn)展時(shí)間較長(zhǎng)，相關(guān)生產(chǎn)機(jī)制及規(guī)章制度較為完善，并早已開(kāi)始在產(chǎn)品設(shè)計(jì)

3、中融入節(jié)能環(huán)保理念，尤其是近年來(lái)，一些發(fā)達(dá)國(guó)家的工程機(jī)械產(chǎn)品的節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)已經(jīng)形成了一套科學(xué)理論，其通過(guò)與先進(jìn)技術(shù)結(jié)合，優(yōu)化和完善了現(xiàn)有的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方式，產(chǎn)品設(shè)計(jì)可以滿(mǎn)足生態(tài)平衡的進(jìn)展需求1。 但就目前而言，與其他國(guó)家相比，我國(guó)工程機(jī)械設(shè)計(jì)在節(jié)能環(huán)保方面仍存在相關(guān)制度不健全等一系列問(wèn)題。雖然我國(guó)工程機(jī)械行業(yè)已經(jīng)在國(guó)際上占有重要的地位，但是在節(jié)能環(huán)保方面仍缺乏相關(guān)機(jī)制。為此，相關(guān)人員必需與時(shí)俱進(jìn)，將產(chǎn)品性能與節(jié)能環(huán)保理念有機(jī)融合，從實(shí)際出發(fā)明確各項(xiàng)環(huán)境指標(biāo)，促進(jìn)我國(guó)工程機(jī)械的進(jìn)展。 2 工程機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的節(jié)能環(huán)保措施 2.1 應(yīng)用環(huán)保型材料 環(huán)境作為人類(lèi)賴(lài)以生存最重要的因素，在工程機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)

4、程中，相關(guān)人員必需加強(qiáng)對(duì)環(huán)境愛(ài)護(hù)的重視。 第一，相關(guān)設(shè)計(jì)人員在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中應(yīng)優(yōu)先選用環(huán)保材料，選擇環(huán)保材料時(shí)要從多角度綜合考慮。首先，加強(qiáng)對(duì)材料本身性能的討論，例如材料的再生性或者循環(huán)使用性等，并選擇可以多次循環(huán)使用的材料。其次，重視加工過(guò)程的再生性，要將可回收材料以及加工工作有機(jī)結(jié)合，科學(xué)地回收可再生、對(duì)環(huán)境危害較低的資源。最終，在設(shè)計(jì)后期要加強(qiáng)對(duì)剩余材料的處理狀況，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔易操作的產(chǎn)品，加強(qiáng)對(duì)材料的拆分，選擇對(duì)人體以及環(huán)境無(wú)害的材料，確保材料無(wú)毒、無(wú)害后方可生產(chǎn)制作。 第二，工程機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員要選擇不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不良影響的材料。例如傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)中，制冷環(huán)節(jié)往往會(huì)應(yīng)用大量氟利昂，

5、給環(huán)境造成極大危害。在工程制造中，應(yīng)用氟利昂還會(huì)影響人們的身體健康。設(shè)計(jì)人員必需科學(xué)篩選材料，幸免使用對(duì)人體以及環(huán)境有危害的材料。再又如，可以通過(guò)其他方式代替蓄電池等具有鉛毒的材料，在降低環(huán)境污染的同時(shí)保證產(chǎn)品的相關(guān)性能不會(huì)受到影響。 第三，要以低排放、低消耗為要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮新科技的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)延長(zhǎng)機(jī)械產(chǎn)品的使用壽命會(huì)在肯定程度上降低能源消耗。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員要加強(qiáng)對(duì)產(chǎn)品自身耐壓性、長(zhǎng)久性的重視，結(jié)合先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，提升產(chǎn)品的使用性能及效率。在此過(guò)程中，還要加強(qiáng)對(duì)產(chǎn)品各類(lèi)零部件的處理工作，將污染降到最低。 另外，假如出現(xiàn)產(chǎn)品報(bào)廢的狀況，要對(duì)其回收再利用，將可以使用的零部件拆卸使用，

6、假如報(bào)廢狀況較為嚴(yán)峻，無(wú)法再次利用的，則要結(jié)合實(shí)際狀況，不損壞各類(lèi)零部件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行回收，將其與產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)合使用，發(fā)揮機(jī)械產(chǎn)品的更大價(jià)值。 2.2 合理利用新能源，設(shè)計(jì)漸漸人性化 工程機(jī)械本身就會(huì)造成極大的能源消耗，為此，在工程機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，要結(jié)合實(shí)際狀況，科學(xué)調(diào)整工程機(jī)械行業(yè)的進(jìn)展規(guī)劃，并通過(guò)對(duì)新能源的利用降低對(duì)能源的消耗問(wèn)題，促進(jìn)機(jī)械產(chǎn)品的環(huán)?；⒐?jié)能化進(jìn)展。在工程機(jī)械產(chǎn)品的節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)時(shí)，假如可能，可以通過(guò)應(yīng)用太陽(yáng)能、風(fēng)能等清潔、可再生資源，降低對(duì)環(huán)境的污染。另外，還要加強(qiáng)對(duì)新能源的開(kāi)發(fā)，推動(dòng)新能源在工程機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用，發(fā)揮機(jī)械產(chǎn)品的環(huán)保價(jià)值2。 此外，人性化設(shè)計(jì)對(duì)于產(chǎn)品的舒適性和安全性

7、都有很大程度的提高，并且在操作的過(guò)程中可以到達(dá)敏捷操作和愉悅的目的，產(chǎn)品設(shè)計(jì)要表達(dá)人性化。例如，在駕駛室的設(shè)計(jì)中，可以通過(guò)設(shè)計(jì)加熱空氣懸浮座椅，便于全方位調(diào)整，可以實(shí)行防紫外線(xiàn)輻射的透亮玻璃天窗，手柄設(shè)計(jì)則是可以結(jié)合全自動(dòng)換擋裝置、可調(diào)式轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)等多項(xiàng)功能。另外，通過(guò)搭配美觀(guān)的色彩，改善駕駛者的工作環(huán)境，緩解駕駛者疲憊，提高工作效率，到達(dá)節(jié)能環(huán)保的目的。 2.3 降低工程機(jī)械產(chǎn)品振動(dòng)與噪音 對(duì)于目前大部分工程機(jī)械產(chǎn)品而言，行業(yè)內(nèi)廣泛接受發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源，發(fā)動(dòng)機(jī)也是造成環(huán)境污染的關(guān)鍵。為此，設(shè)計(jì)人員要選用低油耗、低排放、低噪聲的環(huán)保型柴油機(jī)，或者通過(guò)應(yīng)用高壓共軌噴油系統(tǒng)的柴油機(jī)，此類(lèi)型發(fā)動(dòng)機(jī)不僅具

8、有靈敏的噴油系統(tǒng)，而且噴油精度較高，可以改善傳統(tǒng)的噴油霧化，充分混合燃油和空氣，提升燃油的燃燒效率，不僅可以起到節(jié)省燃油的作用，而且在肯定程度上降低噪音、廢氣的排放量。另外，還可以通過(guò)選用具有廢氣循環(huán)功能的發(fā)動(dòng)機(jī)起到節(jié)能環(huán)保的作用。此種技術(shù)主要是將部分廢氣冷卻，通過(guò)EGR閥電子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的操縱，并將其再次送回燃燒室二次燃燒，降低污染物的排放。 除選擇低公害的發(fā)動(dòng)機(jī)外，要操縱噪音及振動(dòng)，起到節(jié)能環(huán)保的效果。在工程機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，不僅要選擇低噪音的發(fā)動(dòng)機(jī)，還要優(yōu)化和完善發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)或主機(jī)結(jié)構(gòu)。發(fā)動(dòng)機(jī)不應(yīng)直接對(duì)冷卻風(fēng)扇進(jìn)行操縱，而是可以通過(guò)液壓馬達(dá)單獨(dú)操縱冷卻風(fēng)扇，將風(fēng)扇與發(fā)動(dòng)機(jī)隔離，降低噪音通

9、過(guò)風(fēng)扇傳輸?shù)母怕?。在此過(guò)程中，還可以通過(guò)對(duì)具有覆蓋性的機(jī)罩等構(gòu)件位置進(jìn)行隔音設(shè)計(jì)，或者設(shè)計(jì)完全封閉的駕駛室等，削減振動(dòng)降低噪音，到達(dá)隔音的目的，實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械產(chǎn)品的節(jié)能環(huán)保。 2.4 設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)，使用先進(jìn)傳動(dòng)裝置 與此同時(shí)，可以通過(guò)對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行防滲漏或者節(jié)能設(shè)計(jì)，在提高液壓泵清潔度的同時(shí)更好地提升工程機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的節(jié)能環(huán)保性能。 第一，要對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行精度設(shè)計(jì)，剔除微塵以及其他雜質(zhì)，降低液壓系統(tǒng)零部件的磨損程度，通過(guò)應(yīng)用增壓液壓油箱改善吸油效果，增添液壓系統(tǒng)的使用壽命及整個(gè)系統(tǒng)的清潔度3。 第二，作為影響目前工程機(jī)械產(chǎn)品污染的關(guān)鍵因素之一，液壓系統(tǒng)漏油的操縱顯得尤為重要，在液壓管路材質(zhì)設(shè)計(jì)中要選擇防老化以及耐腐蝕的優(yōu)質(zhì)膠管。 另外，要加強(qiáng)對(duì)新型轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的應(yīng)用，通過(guò)接受信息化、成套化的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置代替?zhèn)鹘y(tǒng)系統(tǒng)，不僅可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的批量生產(chǎn)，而且可以起到降低油耗削減發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣排放量，提升生產(chǎn)效率。 對(duì)于新型傳動(dòng)裝置，其中最重要的就是智能化模塊的應(yīng)用，其可以通過(guò)對(duì)液力變矩器的工作狀況智能操縱變速箱，進(jìn)而操縱發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，確保發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期處于節(jié)油、高效的運(yùn)行狀態(tài)。 3 結(jié)語(yǔ) 隨