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空调制冷技术在工程机械中的应用探讨论文

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空调制冷技术在工程机械中的应用探讨论文

篇1：空调制冷技术在工程机械中的应用探讨论文

空调制冷技术在工程机械中的应用探讨论文

引言

经济环境与人们生活水平的不断提高，对空调制冷系统也提出了更高的要求。这也就给广大的空调设计与安装人员提出了更高的要求，不止局限于对系统与设备的了解，还要设计出更加稳定、高效的空调制冷系统。完善的空调制冷技术对机械工程的稳定运行是一大保障。

一、空调制冷技术在机械工程中的应用原理

伴随着科技水平的不断的提升，工程机械也在不断的适应不断发展的科技水平提升自身的制造水平。空调制冷技术在机械工程中的应用范围也在逐渐的扩大，但是工程机械空调系统作为一种特殊的空调系统，相对是比较复杂的。空调制冷技术在机械工程中的应用主要是通过压缩、冷凝、节流和蒸发这四个工作环节的不断的循环运行，从而保持蒸发器周边温度保持在一个响度比较稳定的低温度的情况下，从而实现工程机械过程中的制冷的要求。

二、空调制冷技术在工程机械中的发展应用

空调制冷技术在工程机械中的应用发展经历了5个阶段，由功能简单向功能齐全方向发展，而工程机械空调发展虽滞后于车用空调较多，但其发展历程与汽车空调基本相同。

单一供暖，该阶段空调系统多为利用发动机冷却液通过制热芯体将水芯加热，用鼓风机将被加热空气吹入驾驶室，给驾驶室的操作人员供暖。目前国内某些企业的工程机械产品依然在使用此种空调，主要用于售价较低的小型工程机械。

单一制冷，单一制冷空调技术在二战后得到运用，在1957年开始有了加装单一制冷空调系统的轿车。但是此空调装置无法调节温度，目前基本被淘汰。当前使用的单一制冷空调，几乎都为可调型。

冷暖一体化，随着空调技术的.不断发展，冷暖一体式空调第一次在汽车上实现应用，并且已经具备了基本的制冷、制热、除霜、通风和过滤等功能，但是需要人员控制，工作量较大，可调温性差。目前我国工程机械多数都在使用这种空调系统。

自动温控空调系统，该种空调系统虽冷暖一体，但需要手动调节温度，增加了操作人员的工作量，控制效果也不是非常好，但是目前此方案还是得到了用户的认可。这种空调系统需要事先将温度设定好，系统会在事先设定的温度范围内自动工作，起到调节驾驶室内空气的目的。目前，此方案被广泛地应用于工程机械的空调系统中。

三、空调制冷技术在工程机械中的作用

通常，工程机械工作环境比较差，操作人员的操作环境也较差，尤其在潮湿、炎热、粉尘大、寒冷的作业地区，空调的应用就显得尤为重要。

工程机械空调的最主要的功能是对驾驶室内空气的湿度、温度、气流流速和清洁度等影响因数进行调节，使操作人员感到舒适，并去除挡风玻璃上的雾、霜、雪，保证操作人员身体健康和行车安全。具体功能有以下几点：一是调节驾驶室内空气的温度。夏季降温，冬季取暖并除霜、雪，潮湿季节除湿除雾。二是调节驾驶室内空气的湿度。三是调节驾驶室内气流流速。四是净化驾驶室内空气，提供洁净新鲜空气。五是实现驾驶室内增压，阻止灰尘进入驾驶室。

冷暖一体化，随着空调技术的不断发展，冷暖一体式空调第一次在汽车上实现应用，并且已经具备了基本的制冷、制热、除霜、通风和过滤等功能，但是需要人员控制，工作量较大，可调温性差。目前我国工程机械多数都在使用这种空调系统。

四、在工程机械空调各个部分的安装

（一）压缩机选型与安装

压缩机是空调系统中的最重要的部分，空调系统中的压缩机主要由两种类型，一种是控制排量压缩机，一种是变排量压缩机，无论是哪种类型的压缩机都是有着将制冷剂进行运输送制冷的作用。

定排量压缩机指的是根据发动机的转速进行相应比例的转动的调整。因此定排量压缩机有一个弊端就是不能够根据制冷的情况来改变自身的转速，这样的话会导致输出的冷气过于集中。在实际应用中如果是连续的运转的话一般的转速是保持在2200-2500转/分钟，如果是非连续性的运转的话一般是保持在2800转/分钟。

变排量压缩机其自身的功率是自动根据制冷的需求进行自动调节的。变量压缩机具有定排量的和变换排量的双重的性质。在实际应用中，变排量压缩机是转速一般设定在2200转/分钟。

（二）制冷剂管路的布置

制冷剂管道主要是指蒸发器到压缩机的这段管道距离，在进行管路设置的时候管路要尽量的小，并且管路的通道的直径应该按照能承受的最小的眼里来进行设置。制冷剂管路的通道必须要保证与发动机的排气管的隔离。

（三）空调安装中要保证各个部分的稳固性

在机械工程中安装所使用的空调的时候要尽可能的保证空调中的各个部件都是要稳定牢固，这样能够保证在机械工程中使用空调的时候的耐冲撞和震动性。

五、结语

伴随着科技水平的不断提升，空调的制冷技术在各个方面得到了广泛的应用，在机械工程中也是得到了使用。空调的制冷技术在机械工程中的应用可以提升机械工程的工作环境以及提升机械工程安装的便捷程度。但是在机械工程中使用空调的制冷技术也需要注意空调的各个部件的安装从而使空调的制冷技术达到最大的能效。

参考文献：

[1]梅明聪。户外功能性能场所的空调制冷系统设计研究[D].西华大学，.

[2]胡伟宏。关于空调制冷系统的节能优化[J].科技视界，,23:280-297.

[3]倪居华。关于空调制冷系统设计的优化[J].硅谷，2013,14:130-137.

篇2：工程机械空调制冷的设计要点论文

工程机械空调制冷的设计要点论文

【摘要】工程机械在实际运行中，工作环境相对恶劣，加上露天作业带来的长时间的太阳辐射以及设备本身散发的热量，对于空调智能系统的影响巨大。在这种情况下，需要从实际情况出发，做好空调制冷系统的设计工作。本文对工程机械空调制冷系统的设计要点进行了简要分析。

【关键词】工程机械;空调制冷系统;设计要点

1前言

科学技术的飞速发展，使得越来越多的工程机械得到了普及和应用，不仅极大的减轻了人工作业的负担，而且提高了作业效率，保证了作业的质量和安全。为了给工程机械操作人员提供一个良好的作业环境，需要在设置相应的空调制冷系统，确保工程机械的稳定安全运行。

2输入条件确认

在针对空调制制冷系统进行设计前，需要首先对系统的输入条件进行明确，具体来讲，一是主机的工况，要求确定压缩机以及发动机胶带轮的尺寸、额定转速等参数，依照主机使用工况的环境条件，对空调配置所必须匹配的工况进行合理定位;二是驾驶室环境，空调制冷系统的运行效果受驾驶室中温度、湿度、空气洁净度以及流动速度等因素的影响较大，而这些因素主要是由驾驶室容积、密封性、风道结构以及玻璃面积等决定的。

3系统制冷量计算

现阶段，多数空调设备的生产厂家在对空调制冷系统的制冷量进行计算时，采用都是如下方法:Q=1．05×η(QS+QG+QP)/0．7在公式中，QS表示太阳辐射热量，QG表示玻璃渗入热量，QP表示驾驶员在作业过程中本身散发的热量，η则表示热量损失修正系数。其中，前两者可以根据具体的计算公式进行计算，QP可以参考相应的行业标准，设置估算值850W，考虑密封不严导致的热量损失问题，可以依照相应的标准，运用热量损失修正系数η进行修正［1］。

4核心构件选择

4．1压缩机

对于空调制冷系统而言，压缩机可以说是心脏，可以对制冷剂蒸汽进行压缩和输送。根据结构和性能的差异，可以将压缩机分为两种不同的'类型，一是定排量压缩机，设备每一转的排气量在很小的范围内波动，认为其基本固定，随着发送机转速的提升，排气频率也会成比例提高，不过不能根据实际制冷需求来进行输出功率的自动改变。从实际应用的角度分析，定排量压缩机连续高转速一般会被控制在2200－2500r/min，间歇性高转速则相对较高，通常在2800r/min左右。二是变排量压缩机，这种设备能够根据压缩机吸气腔的压力，进行输出功率的自动调节，根据吸气腔压力的变化，每一转的排气量都可能会有所不同。事实上，变排量压缩机也具备定排量压缩机的性质，在运行过程中，活塞从定行程到变行程的临界转速多为2200r/min。考虑到工程机械的特殊需求，部分压缩机的输出转速可能达到3000－4000r/min，若选择定排量压缩机，需要配套设置相应的蒸发器和冷凝器等设备，在主机空间有限的情况下，容易出现蒸发器结霜的问题，继而引发电磁离合器的频繁起跳;而若选择变排量压缩机，则需要考虑成本问题。在对压缩机进行安装时，必须合理选择安装位置，确保安装支架的刚度和精度足够，避免由于振动导致的支架变形问题，保证压缩机的正常使用。在安装完成后，需要确保压缩机与发动机胶带轮共面，同时确保压缩机胶带可以根据实际情况进行松紧度的调节［2］。

4．2蒸发器

蒸发器能够通过制冷剂，对空气中的热量进行吸收，从而降低周边环境的温度。在工程机械空调制冷系统中，蒸发器根据结构类型划分，包括管带式、管片式、层叠式以及平行流式，不同的结构类型适用于不同的主机工况，需要技术人员根据实际情况进行选择和使用。而在一般情况下，蒸发器的安装必须能够保证驾驶室内部的热风能够顺畅的回流到蒸发器芯体中，保证良好的制冷效果。

4．3冷凝器

冷凝器的主要作用，是通过向车外散发热量的方式，将压缩机排出的高温高压制冷剂蒸汽冷凝成高压液体。在工程机械中，冷凝器的尺寸规格应该参考热负荷计算的相关数据，考虑外界环境因素对制冷效果的影响。在对冷凝器进行安装时，可以采用的方法有几种，一是将冷凝器与发动机的水散热器进行串联，换言之，就是在水散热器的前迎风面安装冷凝器，结构布局简单，检修维护方便，同时也不需要引出单独的风机，不过缺点也十分明显，即冷凝器排放的热风会经过发动机的水散热器，应该其散热效果;二是自带风机安装，包括吹风式和吸风式两种类型，后者的散热效果更好，在安装时应该采用立式放置，对于空间有一定的要求;三是将冷凝且平放或者倾斜放置，不过这种安装方式常见于汽车行业，在工程机械中并不适用。考虑工程机械本身结构的限制，从美观性和实用性出发，一般情况下都会将冷凝器设置为内部悬挂式。而在对冷凝器进行固定时，必须保证吸风与排风区具备足够数量的散热孔，保证空气的正常流通。在条件允许的情况下，可以将冷凝器设置在工程机械的外部，加盖罩体，一方面可以保证美观，确保冷凝器与工程机械外观的相互融合，另一方面也可以对冷凝器进行保护，避免太阳辐射、外部环境等因素的影响，在满足实际工作要求的同时，也不会形成与其他散热部件的相互干涉［3］。

5驾驶室布置

在对工程机械的空调制冷系统进行设计时，驾驶室的布置是非常关键的环节，无论是其密封性、隔热性还是出风口位置的合理性和出风的通畅性，又或者蒸发器芯体回风的流畅性，都会影响系统的制冷效果。通常来讲，在对驾驶室进行布置时，需要保证布线孔洞的大小合适，同时利用橡胶、海绵等对底板周边的缝隙进行填充，对驾驶室的密封性进行改善，也可以安装双层隔热玻璃、设置遮阳窗帘，或者在内饰内侧填充隔热材料，对驾驶室的隔热性能进行改善。必须确保出风口设计合理，减少出风阻力。

6结语

在工程机械空调制冷系统设计完成后，需要做好全面细致的检查工作，确保设计方案合理可行，同时在实验室环境下进行验证，分析其是否能够满足工程机械的实际应用需求。应该注意的是，实验室中的各种参数仅为理论数值，在验证时应该留出足够的裕量，确保在实际应用中，空调制冷系统同样能够达到设计的要求，提升系统的制冷效果。

参考文献:

［1］赵剑领．工程机械空调制冷系统设计要点［J］．房地产导刊，(1):44～45．

［2］赵夫建．在LGB53B型装载机上加装空调制冷系统［J］．工程机械与维修，2014(10):143～144．

［3］许凯．空调制冷技术在机械工程中的应用分析［J］．赤子:上中旬，2015(10):249.

篇3：智能控制技术在工程机械控制的应用论文

摘要：在我国经济总量不断提升，社会经济发展速度稳定增长时代背景下，工程机械领域技术进展突飞猛进，从传统工程机械控制方式转变为与智能控制技术相结合，具有高效、集约、环保等优势，是工程机械领域现有主体发展方向之一。本文探讨工程机械控制中智能化控制技术的发展进程，分析智能控制技术在工程机械控制领域中的应用情况。

关键词：智能控制技术；工程机械；应用情况；发展进程

前些年，我国在工程机械领域中，跟西方发达国家的技术储备上还存在着较大差距，而近年来，随着经济水平和科学技术的不断发展，在工程机械控制领域中总体技术水平也得到了长足长进，取得了喜人成绩。在智能化领域蓬勃发展之余，工业产业中也对智能化技术与工程机械领域相结合工作进行了不断尝试，随着结合技术的逐渐成熟，智能控制技术在工程机械领域也开始发挥重要显著作用。现今，在工程机械领域整体行业中，主流观点为工程机械控制技术的未来发展方向是智能控制技术与工程机械相结合，提高机械设备自适应能力。在智能控制技术与工程机械控制技术结合后，将会构建一个完整、科学的工程机械控制体系，使得工程机械设备中各部位之间建立信息沟通渠道，相互之间灵活配合，提高工程机械设备的施工精度。智能控制技术和工程机械控制技术相结合，不但在提高机械使用效率、环保问题上有着显著作用，更有利于工程机械控制领域的智能化、精细化发展不断前进，提高我国整体工程机械控制领域水平，从而更好促进我国整体工业水平的发展。

1工程机械控制技术智能化的发展与起源

1.1工程机械控制技术智能化的发展

工程机械控制技术的特点为安全性高、机械精细化程度高和性能可靠程度强。在工程机械控制领域中，自动化控制系统是整体控制领域中的重要组成部分。自动化控制系统在机械设备控制过程中，起着重要作用，有效提高了机械设备的使用效率和精准度。但在前些年我国的整体技术水平偏低，由于整体时代背景因素，自动化控制系统技术还被西方先进国家的公司所管控，在我国工程机械控制领域中自动化控制系统没有得到推广。在工程机械控制技术智能化发展过程中，逐渐显露出智能控制技术的一些特点，如控制系统人性化、网络化等特点，而这些特点都是传统工程机械控制技术所不具备的。机械控制技术智能化发展的主要目的为便捷工程机械操作控制流程、提高机械设备运行效率、对机械设备严格控制，而达到以上目的首要前提为构建工程机械智能化远程网络实时通讯系统。在控制工程机械实际操作施工时，通过远距离网络通讯系统，实时下达机械设备操作指令，对机械设备运行严格控制，实现智能控制系统与工程机械设备之间的无缝对接。目前，在我国工程机械控制领域中，智能化控制技术的总体发展水平还处于起步阶段，但在具体技术发展中已经取得一些喜人成绩。例如，在三一重工中，对道路施工设备的智能化控制技术的相关技术研究工作中不断突破现有技术，实现了装载机等工程机械设备的智能化控制，有效提升了这些设备的施工效率和安全性作业操作。但是，在整体工程机械控制智能化发展过程中，还需要相关研发人员不断论证、深入分析研究，以期在整体工程机械领域中，实现智能化系统控制。

1.2工程机械设备智能控制技术的起源

在十八世纪六十年代，蒸汽机的诞生，开创了以机械设备代替手工生产的时代，从那以后，人类社会的生产力提高方向便从扩大生产范围逐渐转为提高科技技术。而在上世纪早期，科学界开始形成一种主流观点，认为智能是可以计算的，科学界针对此观点不断研发、尝试，在1946年2月15日，在美国宾夕法尼亚大学诞生了人类历史上第一台通用电子计算机ENIAC。在ENIAC诞生二十余年后，工程机械设备的智能控制化观点在Dartmouth大学的研讨会上被首次提出，直到现今，科学界对工程机械设备的智能控制系统不断深入研究、开发、创新。时至今日，工程机械设备智能控制系统在部分设备中的已经推广、实践，极大提高了人类社会的总体社会生产力。

篇4：智能控制技术在工程机械控制的应用论文

工程机械根据具体用途、使用方向以及运行质量等具体方面共划分为两大类别，两类工程机械都有着具体优缺点，不同类别的工程机械设备与智能控制技术的结合方式也不一致。第一类工程机械设备的主要用途为各类对精细化程度要求低的工程作业，这类工程机械设备对操作控制系统的要求较低，这类工程机械设备的首要要求是设备运行动力充足。具体缺点为施工作业中的精细程度低，施工介质不均衡。第二类工程机械设备的主要用途为各类高精尖工程作业，这类机械设备的优势相对第一类工程机械设备较为明显，如工程作业的介质均匀，机械运行时各部件之间稳定，缺点是这类工程机械设备造价相对较高。针对上述两种工程机械设备类别进行详细研究，分析智能控制技术在两类工程机械设备中的具体应用。

2.1智能控制技术在压路机中的具体应用

早在上世纪后期，瑞士一家公司就研发出了一款智能控制技术，具体技术内容为，将机械设备中各项数据的显示器、加速度传感器以及电子指令单元三个部位相结合的智能控制技术。这项智能控制技术在工程作业中的主要作用以及内容为：在工程机械设备施工中，根据土地的软硬、干燥具体程度来对工程机械设备的振动轮速度智能控制，已达到与施工路况相较符合的振动轮运转速度，实时针对不同路况的土地坚硬程度切换相符速度。在压路机智能控制技术操纵过程中，会智能切换适合操作模式，在压路机出现问题时，在显示器中显示出现问题的具体部分，有利于操作人员对压路机进行针对性维修、保养工作。例如，在压路机实际工程作业中，某一区域的操作指标出现异常现象，超过了具体部位的参数上限，这时，智能控制系统自主切换工作模式，避免压路机出现更大损失，同时，在显示器中显示出现问题部位的具体构造图和详细参数，有效协助操作人员发现、解决压路机出现的实际问题。智能控制技术在压路机上的实际应用，提高了压路机的作业效率和作业质量，在作业过程中作业介质变得更加均匀，设备运行更加精细化，降低了操作人员的工作强度，缓解了其工作压力。

2.2智能控制技术在挖掘机中的具体应用

智能控制技术在挖掘机的实际应用中具体分为两种控制形式：对挖掘机负荷功能的控制和对挖掘机动能的控制。在智能技术控制下的挖掘机，各个组成部分之间存在着相互影响的特点，如挖掘机的发动机的负载系统和动力输出系统之间就存在着相互影响的关系，只有在挖掘机动力输出系统保持不变的情况下，智能控制系统才能对挖掘机的负载系统进行有效的控制。在挖掘机实际施工作业过程中，在智能技术控制下，挖掘机的动力输出系统会根据不同施工作业的实际动力需求量供应，这也节省了挖掘机的运行能耗成本，最大程度减少了挖掘机的寿命损耗，提高了挖掘机的工作效率。智能控制技术操作下的挖掘机相较于传统操作模式下的挖掘机，极大提高了作业工作效率。在智能控制技术应用于挖掘机之前，传统挖掘机操作模式中存在着很多问题。例如，在挖掘机施工作业中，由于挖掘机发电机部位的功效低，很难满足施工过程中的实际需求。针对此问题，挖掘机操作人员将主泵操控系统部分和挖掘机发动机部分都安装于挖掘机上，对挖掘工程实际作业中，造成了极大的.困惑。随着近年来智能控制技术的推广，在智能控制技术与挖掘机的专业操作人员深入研究下，提出了摒弃挖掘机传统控制技术，采用智能控制技术与挖掘机相结合的有效策略和发展方向，提高了挖掘机的作业效率。在智能控制技术下，挖掘机在实际施工作业过程中，根据施工实际内容对挖掘机的具体要求，智能控制系统针对实际需求量进行动力系统供应，这有效控制了挖掘机的输出功率，提高了能源使用效率，降低了能源消耗量。在挖掘机使用智能控制技术进行控制操作过程中，也应注意控制技术实际操作中的具体要求。例如，在挖掘机施工作业过程中，充分利用挖掘机发动机系统的油门分档，载符合要求的具体操作下，有助于控制挖掘机的平稳运行，优化挖掘机发动系统的液压燃油配置。

篇5：智能控制技术在工程机械控制的应用论文

针对上述两类工程机械设备的使用用途、作业精细度差异，将智能控制技术的控制策略分为两种：一种智能技术操控策略为提高机械设备的工作效率、降低使用能耗；另一种智能技术操控策略为精细化作业施工，施工介质更加均匀。笔者以压路机与挖掘机两种工程机械设备为例，阐述两类工程机械设备在智能控制技术的控制策略上的差异。

3.1压路机的智能控制技术控制策略

在压路机的实际施工作业中，智能控制系统的具体控制方式为：针对作业项目中作业目标的实际质量，智能系统自身调节压路机的使用动能以及对作业效果实时检测，智能计算压路机在各类施工环境、作业目标中的最佳控制方案。在压路机施工作业中，提前输入作业过程中各类参数，智能控制系统在施工前提前计算压路机在作业过程中的各类运行数据，针对各类作业环境以及目标适当切换相应工作模式，自动调节压路机各类参数，如发动机动力系统、振动论的振动频率等部分，以期提高压路机的工作效率和作业质量，降低压路机的使用能耗。在压路机的施工作业中，智能控制技术对压路机整体控制中，最为重要的是对压路机铺层压实作业的控制。在压路机铺层压实作业中，控制系统需要对各方面数据加以整体计算、分析，如对作业环境的温度、沥青料的温度等数据加以分析。因压路机施工作业中，沥青的硬度受温度影响较大，智能控制技术需针对性、实时计算分析，才能选择最佳控制方案进行作业，而这需要智能控制技术的长期技术积累才能做到。在技术储备问题上，我国较之其他工业发达国家，技术储备还相对匮乏，缺少智能控制技术的实际施工经验。

3.2挖掘机的智能控制技术控制策略

当前挖掘机的智能控制策略细分为两种控制模式，一种为“按劳分配”，一种为“按需分配”。①挖掘机的“按劳分配”智能控制策略。挖掘机在施工作业过程中，智能控制系统根据作业实际对动力的需求，自动调整挖掘机动力系统的输出功率。在挖掘机“按劳分配”智能控制策略中，针对总体作业环境、作业目标，大致分为三种“按劳分配”智能控制模式，分别为：发动系统超额功率控制模式、发动系统标准功率控制模式以及发动系统低成本功率控制模式。在上述三种智能控制模式中，挖掘机的动力系统的输出功率稳定不变，而挖掘机其他组成部分的功率曲线与之相符合。挖掘机的智能控制系统中采用了ESS发动系统转速度传感系统，在挖掘机施工作业过程中，将液压泵的运行参数数据设置为动力系统输出功率相匹配数据。上述ESS技术在挖掘机施工作业的过程中，使得液压泵充分吸收挖掘机的动力系统输出功率，降低了挖掘机的使用能耗。智能控制系统在挖掘机作业过程中，还可以通过对液压泵部位的有效调节，控制、稳定挖掘机动力系统的输出功率，避免挖掘机动力系统出现故障导致的一系列后果。在挖掘机的实际施工作业过程中，传统控制技术在挖掘机动力系统输出功率不符实际作业需求时，需要操作人员人工更改输出功率，这相比于智能控制系统来说，增加了许多不必要的风险，而在操作人员操作不当，未将挖掘机动力系统功率模式调节正确时，也造成了额外的能耗损失，增加了施工成本。挖掘机的“按需分配”智能控制策略。挖掘机按需分配智能控制模式中，采用设备自动运行控制方式。挖掘机动力系统针对挖掘机施工作业过程中实际需要的功率针对性调节挖掘机动力系统的输出功率。在挖掘机“按需分配”智能控制模式中，无需操作人员控制挖掘机的运行，智能控制系统根据计算、分析作业中各类参数数据，切换动力输出功率和挖掘机工作模式。在挖掘机“按需分配”智能控制模式下，相较于传统挖掘机控制模式，挖掘机的动力系统根据作业难度、作业目标具体情况智能调节自身输出功率和工作模式，降低了挖掘机的能源消耗量，节省了人力资源，使得经济性达到最优配置。

4总结

综上所述，从工程机械设备的传统操作模式转为智能控制模式，提高了设备的工作效率，节省了人力资源，降低了设备能源消耗，有效保护了环境资源。在今后的工程作业过程中，将智能控制技术推广开来，在其他智能控制技术尚不成熟的机械设备上针对性推广、研发，早日在各类工程机械设备上建立智能控制系统，提高社会总体生产力。

参考文献：

[1]刘念.工程机械上智能控制技术的应用[J]河北农机，（06）：143-146.

[2]张进.智能控制技术在工程机械上的应用[J].硅谷，（12）：188-191.

[3]何子峰.智能控制技术在工程机械控制中的应用[J].军民两用技术，（06）：76-79.

篇6：控制器局域网(CAN)技术在工程机械中的应用

一前言

随着计算机技术、通讯技术、集成电路技术的飞速发展，以全数字式现场总线技术为代表现场控制仪表、设备大量应用，使得传统的现场控制技术及现场控制设备发生了巨大的变化。繁琐的现场连线被单一、简洁的现场总线网络所替代，系统设计灵活、设备维护简单，信号传输质量也大幅提高。

电子技术的飞速发展及在工程机械上的广泛应用，使得工程机械的智能化程度越来越高，特别是在控制器技术被引入工程机械控制领域后，给工程机械的发展带来了划时代的变化，工程机械的操作便利性、安全性、燃油经济性都得到了大幅提高。

然而，电子设备的大量使用，必然导致车身布线越来越长愈来愈复杂，运行可靠性降低、故障维修难度增大，特别是电子控制单元的大量引入，为了提高信号的利用率，要求人批的数据信息能在不同的控制单元中共享，大量的控制信号也需要实时交换，传统线束已远远不能满足这种需求。在这种情况下，将串行通讯总线系统引入可以有效解决上述问题。基于上述原因，博世公司开发了控制器局域网（CAN），并获得了国际标准化组织的认可及许多半导体器件制造商、网络系统开发商的支持。现在它已经被广泛地应用于汽车、工程机械和工业现场控制，实践证明CAN网络是一种性能优异的现场网络。

CAN总线技术的引入彻底改变了工程机械控制领域的面貌，分布式控制系统完全取代了集中式控制系统，在众多具有CAN功能的控制器、传感器和执行器的支持下，繁琐的现场连线被单一、简洁的现场总线网络所替代，系统设计更加灵活、信号传输质量也大幅提高。

众多的国际知名公司早在80年代初就积极致力于工程机械及汽车局域网的应用及研究。进入90年代，这些曰趋成熟的技术在国外已广泛地应用于工程机械领域。为缩短与国际先进水平的差距，研究和开发自己的工程机械局域网系统势在必行。

二 CAN的技术特征

1 CAN的物理特性

1.1拓扑结构 CAN在物理结构上属于总线式通信网络。

1.2机械参数及传输介质模块通过一个9针的D型插头连接到CAN总线上。总线采用屏蔽的或非屏蔽的双绞线，用光纤更佳。

1.3电气参数及信号表示总线上的数据采用不归零编码方式（NRZ），可具有两种互补的逻辑值之一：显性及隐性。CAN总线中各节点使用相同的位速率。它的每位时间由同步段、传播段、相位缓冲段1及相位缓冲段2组成。发送器在同步段前改变输出的位数值，接受器在两个相位缓冲段间采样输入位值，而两个相位缓冲段长度可自由调节，以保证采样的可靠性。另外，CAN总线采用时钟同步技术来保证通讯的同步。

2 CAN协议

CAN总线以报文为单位进行信息交换，报文中含有标示符（ID），它既描述了数据的含义又表明了报文的优先权。CAN总线上的各个协点都可主动发送数据。当同时有两个或两个以上的节点发送报文时，CAN控制器采用ID进行仲裁。ID控制节点对总线的访问。发送具有最高优先权报文的节点获得总线的使用权，其他节点自动停止发送，总线空闲后，这些节点将自动重发报文。

2.1 CAN协议分层结构CAN总线规范规定了任意两个节点之间的兼容性。包括电气特件利数据解释协议。

CAN协议可分为：目标层、传送层、物理层。其中目标层和传送层包括了ISO/OSI定义的数据链路的所有功能。目标层的功能包括：确认要发送的信息；位应用层提供接口。传送层功能包括：数据帧组织：总线仲裁：检错、错误报告、错误处理。

2.2 CAN通信协议 CAN支持四类信息帧类型。

（1）数据帧 CAN协议有两种数据帧类型标准2.0A和标准2.0B。两者本质的不同在于ID的长度不同。在2.0A类型中，ID的长度为l l位；在2.0B类型中ID为29位。一个信息震中包括7个主要的域：

帧起始域――标志数据帧的开始，由一个显性位组成。

仲裁域――内容由标示符和远程传输请求位（RTR）组成，RTR用以表明此信息帧是数据帧还是不包含任何数据的远地请求帧。当2.0A的数据帧和2.0B的数据帧必须在同一条总线上传输时，首先判断其优先权，如果ID相同，则非扩展数据帧的优先权高于扩展数据帧。

控制域――r0、r1是保留位，作为扩展位，DLC表示一帧中数据字节的数目。

数据域――包含0～8字节的数据。

校验域――检验位错用的循环冗余校验域，共15位。

应答域――包括应答位和应答分隔符。正确接收到有效报文的接收站在应答期间将总线值为显性电平。

帧结束――由七位隐性电平组成。

（2）远程帧接受数据的节点可通过发远程帧请求源节点发送数据。它由6个域组成：帧起始、仲裁域、控制域、校验域、应答域、帧结束。

（3）错误指示帧由错误标志和错误分界两个域组成。接收节点发现总线上的报文有误时，将自动发出“活动错误标志”其他节点检测到活动错误标志后发送“错误认可标志”。

（4）超载帧由超载标志和超载分隔符组成。超载帧只能在一个帧结束后开始。当接收方接收下一帧之前，需要过多的时间处理当前的数据，或在帧问空隙域检测到显性电平时，则导致发送超载帧。

（5）帧间空隙位于数据帧和远地帧与前面的信息帧之间，由帧间空隙和总线空闲状态组成。帧间空隙是必要的，在此期间，CAN不进行新的帧发送，为的是CAN控制器在下次信息传递前有时间进行内部处理操作。当总线空闲时CAN控制器方可发送数据。

2.3 错误检验为了提高抗干扰能力和数据的可靠性，采取了多种错误检测手段：发送监视、填充监视、CRC错、格式错、应答错误等。

2.4 总线访问控制要做到数据的实时处理，数据的高速传输是关键。对于工程机械中的具体节点而言，不仅需要高达1Mbit/s的通信速率，更需要在几个节点要竞争访问总线时正确定位哪个节点获得使用权。总线上的各种数据的延迟要求是不一样的，快速变化的物理量（如发送机的转速、路面的随机波动信号等）比慢时变的物理量（如温度、压力等信号）要求访问总线的频率大的多。当多个节点同时需要访问总线时，CAN控制器通过各种报文被赋予的优先权标示符及ID数的大小来仲裁谁先发送。

3 CAN总线技术的应用特点及支持器件

（一）CAN总线技术的应用特点

1.CAN网络上任何一节点均可作为主结点主动地与其他节点交换数据，大大提高系统的性能。

2?CAN网络节点的信息帧可分出优先级，且单帧字节长度短，有很好的`实时性。

3.CAN的物理层及数据链路层采用独特的设计技术，使其在抗干扰，错误监测能力等方面的性能均超过其他总线。

4.CAN的通信速率相当高。当网络线的长度不超过40米时，其通信速率可达1Mbit/s。

5.CAN总线每帧数据都含有CRC校验及其他校验措施，数据出错率低。

6 CAN总线节点在严重错误的情况下，可自动切断与总线的通信联系，以使总线上的其他操作不受影响。

（二）CAN总线技术的支持器件

CAN总线自问世以来，由于具有众多独特的优点，得到广泛的应用，而且受到众多的半导体厂商的支

持。目前生产支持CAN协议器件的公司有INTEL、MOTOROLA、PHILIPS、SIEMENS、NEC、HONEYWELL等百余家国际著名公司。其应用器件琳琅满目、层出不穷，已经形成产品系列。

目前市场上比较常见的有INTEL的CCU3010E、；MISUBISHI的37630；MOTOROLA的MC68HC05XX/MC68376；SIMENS的C505C、C167CR；NEC的78K/0；PHILIPS的80592/98、XA-C3；TEXAS INSTRUMENTS的TMS370E08D55等控制器件及外围传感器及执行器件。

篇7：控制器局域网(CAN)技术在工程机械中的应用

CAN由于具有良好的运行特性、极高的可靠性和独特的设计，不但特别适合现代工程机械及汽车各电子单元之间的互连通讯，而且日益受到其他业界的欢迎，并被公认为最有发展前途的现场总线之一。

在众多半导体厂商的支持下，国际上一些著名的工程机械大公司如CAT、VOLVO、利勃海尔等都在自己的产品上广泛采用CAN总线技术来提高产品的技术档次及可靠性。下面就CAN总线在半主动油气悬架加以说明。

在工程机械半主动变阻尼油气悬架控制中，利用CAN网络作为悬架之间交换信息的通道，变集中控制为分布式控制，大大地简化了线束及器件的布置，提高了可靠性。

4个节点的优先权按降序排列依次为：右前轮――左前轮――右后轮――左后轮。数据帧包含三字节数据，其中两个字节为非悬架质量加速度，一个字节为可调阻尼器的相对开度值。通讯速率为300 kbit/s。实际应用结果表明网络运行良好，悬架的减震达到预期要求，而且在诸如启动、急刹车、急转弯等特殊工况下，通过网络的合理调度，提高了车辆的抗俯仰、侧倾的能力，改善了操纵的稳定性。

四、结束语

随着电子技术和大规模集成电路的迅速发展，网络控制芯片性能逐步提高，体积逐步减小，价格进一步降低，为工程机械局域网技术的普及推广创造了良好的条件。智能芯片价格的下降使得工程机械局域网的成本相差无几，性能成为影响网络选择的主要因素。CAN以其优异的品质具有明显的优势，越发受到业界的欢迎。CAN总线在工程机械上的广泛应用将使工程机械的控制性能、动力性、操纵稳定性、安全性、燃油经济性都上升到一个新的高度，给工程机械技术的发展注入新的活力。

篇8：控制器局域网(CAN)技术在工程机械中的应用

控制器局域网(CAN)技术在工程机械中的应用

一前言

二 CAN的技术特征

1 CAN的物理特性

1.1拓扑结构 CAN在物理结构上属于总线式通信网络。

1.2机械参数及传输介质模块通过一个9针的D型插头连接到CAN总线上。总线采用屏蔽的或非屏蔽的双绞线，用光纤更佳。

1.3电气参数及信号表示总线上的数据采用不归零编码方式（NRZ），可具有两种互补的逻辑值之一：显性及隐性。CAN总线中各节点使用相同的位速率。它的每位时间由同步段、传播段、相位缓冲段1及相位缓冲段2组成。发送器在同步段前改变输出的位数值，接受器在两个相位缓冲段间采样输入位值，而两个相位缓冲段长度可自由调节，以保证采样的.可靠性。另外，CAN总线采用时钟同步技术来保证通讯的同步。

2 CAN协议

2.1 CAN协议分层结构CAN总线规范规定了任意两个节点之间的兼容性。包括电气特件利数据解释协议。

2.2 CAN通信协议 CAN支持四类信息帧类型。

（1）数据帧&n

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