【細分領域周觀察】輕裝上陣 工程機械行業借力輕量化迎風起舞

　　輕量化技術是輕量化設計、輕量化 材料和輕量化制造技術的集成應用,通過采用優化結構、優選材料、優選加工方法等使工程機械零部件和整機質量減輕，進而達到性能提高、節能減排、降低作業成本等綜合效益。工程機械輕量化對于節能減排、減少能耗、綠色環保有著重要的促進作用，這也是今后工程機械產品的發展趨勢之一。

　　輕量化是行業大勢所趨

　　相關報道顯示，我國石油對外依存度已經突破60%，成為世界第一大石油進口國。作為國民經濟的支柱產業之一，我國工程機械行業的發展正面臨著能源環保問題的巨大壓力，“節能環保”的訴求日益成為全社會關注的焦點，如何用更小的能耗制造更多的效益，成為行業共同關心的話題。在這一大背景下，工程機械輕量化技術的發展開始受到行業各方的重視，切實提高工程機械輕量化技術水平，成為行業技術重要發展方向之一。

　　作為融入汽車和機械基因的潤滑油第一門戶，中國潤滑油信息網(www.cpw997.com)行業分析師指出，工程機械的輕量化，對于減少鋼材消耗以及相應生產、運輸等環節的能源消耗，降低作業過程中的能耗與廢氣排放、降低噪聲等都具有直接影響，節能減耗的潛力巨大。此外，輕量化的意義不僅僅在于節能減排。機械重量變輕，對于整體的操縱性、穩定性、碰撞安全性等都大有裨益，具有輸出功率高、噪聲小、振動低、操控可靠等諸多優點。

　　輕量化技術實力 國內外差距明顯

　　在應對輕量化的時代要求上，我國工程機械行業和國外先進水平相比存在著明顯的差距。具體而言，歐美國家工程機械在輕量化技術應用與研究上起步較早，發展相對成熟。在輕量化材料使用和制造方法方面，國外普遍做法是借鑒材料科學與材料加工科學的研究成果，將高強鋼等新型材料應用于零部件設計與制造中，在保障強度的基礎上，有效減輕零部件自身載荷，達到輕量化的目的。不僅如此，一些企業還把“輕量化”的概念運用于產品模型檢驗中，拓寬了輕量化的運用領域。以卡特彼勒為例，這家行業巨頭運用3D打印技術生產輕量化履帶式推土機連接組件，使員工無需等待沉重的鍛造零件就可以執行相關檢驗程序。這項看似不起眼的輕量化調整，每年為卡特彼勒節省16萬美金。

　　至于我國，工程機械行業在鋼結構設計上沿襲前蘇聯經驗，設計理念十分保守，具體表現為過度重視安全因素，致使機器結構笨重，性能較差。此外，我國工程機械企業自主創新能力薄弱，設計周期長，可選方案少，在涉及產品細節結構的智能技術上更是缺乏應有的深度，這一切都導致我國輕量化技術水平落后于世界先進水平，不免令整個行業扼腕嘆息。

　　相較于工程機械行業的遲緩，民族汽車工業在輕量化技術方面已經先行一步。國內開發的高強度鋼設計制造技術，其零件強度可達800MPa以上，減重潛力超過30%。此外，鋁合金、鎂合金、高強度纖維材料等材料也被運用于民族汽車工業，發達國家新興的工程塑料材料，其應用前景也被國內汽車業界人士一致看好。可以說，汽車輕量化技術的進步為工程機械行業的輕量化提供了有益的參考和借鑒，但相關材料還需要針對工程機械自身特點進行研究，尤其是針對不同工況的要求具體分析。

　　實踐效果明顯 輕量化前景可期

　　在實踐中，一些民族品牌廠商開始采用輕量材料代替傳統鋼材，為行業做了有益的探索和嘗試。如中聯重科開發的80m碳纖維臂架混凝土泵車，采用了碳纖維復合材料、優化結構，同時采用小一級底盤（即60m鋼臂架混凝土泵車底盤）等工程機械輕量化技術。在保持原有結構性能情況下適當使用玻璃纖維增強塑料（玻璃鋼）做成車身骨架，比原有傳統鋼質車身減重20%～30%。

　　除了新材料的應用，另一些民族企業選擇另辟蹊徑，通過結構設計的優化調整實現輕量化的目標。如采用單發動機系統，整車共用一臺發動機，為此還帶動了新型變速箱、傳動器開發和發動機能量管理等一系列技術的革新。與傳統雙發動機起重機液壓系統傳輸動力不同，單發動機系統通過機械系統傳導動力，重量更輕，效率更高。這輛應用了輕量化技術的起重機，和傳統的徐工QAY500相比，整車總質量降低了約800kg，性能卻提高了5%到10%。

　　無論是新材料的運用還是結構的優化調整，自主品牌正在以扎實的步伐推進產品輕量化的應用。應當看到，輕量化已成為當前工程機械行業的一種發展趨勢，通過輕量化技術開發節能環保的綠色產品已成為諸多工程機械制造商的發展戰略之一。展望未來，隨著行業逐漸突破輕量化的技術難題，工程機械輕量化將愈發成為業界的主流趨勢，而自主主流工程機械制造商也已經完成了由中低端產品向中高端產品的過渡，擁有較齊全的中高端產品線，這也為輕量化產品的生產奠定了重要基礎。

　　綜上所述，工程機械輕量化對產品節油、減排、提高性能、乃至全行業的健康發展都具有重要的意義，也是現代工程機械行業技術的重要發展趨勢之一。輕量化設計通過對工程機械結構和形狀的設計優化，應用先進的加工技術和輕量化材料來實現整體機械的降重，還要綜合考慮高動力輸出、低噪聲、低振動、良好操控性和高可靠性。令人欣喜的是，輕量化技術在實際發展中并不孤單，隨著工程機械多功能化、智能化等技術的興起，工程機械產品正朝著微型化、大型化、系列化的方向發展。工程機械輕量化技術的發展并不孤立，它與上述技術的發展緊密項鏈，共同服務于行業市場。
 

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