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工程机械/建材机械 |
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国外工程机械配套件基本情况及发展趋势 |
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| http://cn.newmaker.com
11/22/2005 8:28:00 PM
佳工机电网
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工程机械主要配套件有动力元件、传动元件、液压元件及电气元件等。目前工程机械动力元件基本上都用内燃式柴油发动机（简称柴油机）；传动分机械传动、液力机械传动、静液压传动、电传动等。但目前工程机械用得最多、最普遍的为液力机械传动及静液压传动。整个传动系统还包括传动轴、驱动桥等。静液压传动有多种结构形式，有的有传动轴、驱动桥，有的没有，视情况而定；液压元件主要有缸、泵、阀、密封件及液压附件等。静液压元件的泵（主要是变量泵）、马达（变量与定量），以及相应的减速机等；电气元件以前对工程机械的影响还并不大，最早的工程机械电气系统，主要是起动电路及照明电路，系统及元件都非常简单，起动可以用拖起动，白天干活不用照明，因此，这两个电路系统出了故障也能勉强维持工作。但工程机械发展到今天，电气系统及电气元件已经成了工程机械一个非常关键的部分，可以说今天的绝大多数工程机械，电气系统出了故障根本就不能工作，有的甚至寸步难行，等于一堆废钢铁。因此电气系统、电器元件目前也是工程机械最关键最主要的配套件之一。主要电器元件除传统的元件外，还有各种传感器，各种控制元件及微处理机等等。下面就国际上这些工程机械主要配套件的基本情况及发展趋势谈谈看法。
１ 国外工程机械主要配套件的基本情况
目前国外工程机械主要配套件大多数都生产历史悠久，技术成熟、供应充足，生产集中度高，品牌效应突出。配套件的发展随主机的发展而发展，同时配套件自身的发展反过来又促进主机的发展。目前国外工程机械配套件的发展形势好过主机的发展形势。
１．１ 目前国外工程机械配套件的发展形势比较好
近些年来国外工程机械有一种发展趋势，主机制造企业逐步向组装企业方向发展，配套件逐步由供应商来提供。比如世界上实力最强的主机制造企业美国的卡特彼勒（Caterpillar）、凯斯（Case）、日本的小松（Komatsu）、瑞典的沃尔沃（Volvo）等世界上这些大型的工程机械主机制造企业，其配套件的配套能力也是非常强的，它们的配套件外配的数量也是在逐年大幅度地增长，一些中小工程机械企业就更是如此，配套件逐步主要由零部件制造企业来提供。这样做有几大好处，主机企业可集中精力把自己的主机产品作好，减少配套件完全由主机企业自己来承担的风险，而配套件企业作得更强更大，有能力迅速提高配套件的质量、技术水平，同时能为主机企业提供更多的新产品，这样更容易促进主机产品的发展。国外工程机械主机企业从1988年达850亿美元的销售额以来，基本上没有多大变化，而相反这些年来配套件从150亿美元，增长到1000亿美元，增幅是相当大的。因此，国外工程机械配套件这些年来得到了快速发展。
１．２ 国外工程机械配套件生产历史悠久、技术成熟、 品种齐全，完全能满足各种工程机械的配套需求
国外许多工程机械主要配套件企业都有50年，甚至100年以上的发展历史，企业的规模都相对较大，技术十分成熟，品种也非常齐全，几乎应有尽有。比如目前世界上生产密封件及减振器最大的企业，德国的弗罗伊登贝克（Freudenberg）公司，成立于1849年，生产密封件及减振器已有100多年历史，其品种应有尽有，从技术上、品种上完全能满足液压行业对密封件及密封技术的要求。同时还不断推出新的密封材料及新的密封结构，推动液压密封技术不断向更高技术水平发展。目前世界上最大的中大型发动机制造企业，美国的康明斯（Cummins）发动机制造公司，成立于1919年，也几乎有近100年的历史。37.3kW(50马力)以上的柴油机可以全方位为各种工程机械，甚至所有需要柴油机动力的各种机械配套，在技术上可以完全满足最苛刻的欧II、欧III排放标准，甚至可以达到欧IV、欧V排放标准。
在流体产品领域内，目前世界上最大的流体产品（主要是液压件、密封件及液压附件等）制造企业，美国的派克（Parket）公司，成立于1918年，也有近100年历史，可以提供品种齐全的、高技术水平的液压件、密封件及所有的液压附件。目前世界上最大的用于静液压系统的变量液压元件制造企业，德国的博士——力士乐公司，已有200多年的历史，从1953年开始全面制造液压元件，也有50年以上历史。其最具特色的产品是用于静液压传动的变量系统液压元件，无论是斜盘式或斜轴式，闭式（泵控）或开式（阀控）系统液压元件品种都非常齐全，能为各种需要静液压系统元件的工程机械整个系统成套配套。还有世界上最大的传动部件制造企业，德国的ZF公司，成立于1915年，也有近100年历史，能为各种工程机械提供品种齐全的传动部件。在电气配套件方面，世界最大的德国西门子电气公司，以及日本的东芝公司、川崎公司、德国的博士（Bose）公司等，都有50年以上，甚至100年以上的悠久历史，能满足工程机械各种高技术水平的电气系统和电气元件的要求。
１．３ 生产集中度很高
生产集中度高是配套行业的一大特征，前面所谈到的象弗罗伊登贝克公司，年营业额达50亿欧元以上，在欧、美、日等世界主要密封件市场，占据了50%以上的市场份额，在全世界有2.8万名员工，在中国的无锡、长春也分别建有工厂。以生产中型发动机为主的康明斯公司，2002年其营业额已超过59亿美元，在全世界有40多家工厂，有2.5万名员工，在中国已有8个子公司，几乎占据了世界流通领域中大型发动机近一半以上市场份额（卡特、小松等自己生产发动机自己用的产品未算在流通域）。世界上几大主要液压件制造企业，美国的派克公司、伊顿——威格士（Eaton-Vickers）公司、博士——力士乐(Bosch-Rexroth)公司等几大公司占据了世界液压件市场的绝大部分。派克公司2001年营业额已达60亿美元以上，职工已达6万人，在全世界有200多家分公司及工厂。世界上几大传动部件制造企业，德国的ZF，美国的德纳（Dana），阿里逊公司等占据了世界相当大的传动部件市场份额。“ZF” 2001年营业额达91亿欧元。
以上这些例子每一家的年销售收入都远远超过中国工程机械整个配套件行业的年销售收入。2002年中国工程机械配套件全行业的销售收入只有26亿元人民币，折合美元不到4亿美元，只有弗罗伊登贝克公司、派克公司等十五分之一左右，就连美国一个作小小单一产品——过滤器的美国颇尔公司都不如，颇尔公司年销售收入为7亿美元，也几乎是我国工程机械配套件全行业年销售收入的2倍。可见世界工程机械配套件的集中度非常高。
据统计，世界前10几名最大的工程机械主机企业占了整个工程机械市场的75%以上，世界上前10几名配套件企业同样占了整个配套件市场的70%~75%以上。
当前世界工程机械配套件企业为进一步提高系统成套配套能力，进一步提高市场竞争力，进一步追求经济效益最大化，加快企业之间的采购及集团化进程，产品及企业集中度还在继续进一步提高。1999年由美国伊顿公司以17亿美元整体收购世界液压行业著名的老的名牌企业威格士公司；美国派克公司并购了世界最大的齿轮泵生产企业美国的康摩希尔（Commercial）公司；萨奥（Sauer）公司与丹弗斯（Danfoss）公司合并，日本内田油压全部卖给力士乐公司，力士乐公司又由博士公司整体收购。2000年英国帕金斯公司以13亿美元整体卖给卡特彼勒公司等都说明了世界工程机械配套件企业集中度还在进一步提高。
１．４ 有众多的世界级名牌产品
除前面提到的康明斯发动机，弗罗伊登贝克公司密封件、派克、伊顿——威格士、博士——力士乐液压件，ZF、德纳、阿里逊传动件等都是世界最著名的企业，其产品都是世界最知名的名牌，产品品种规格多、产销量大。
还有许多单一的、有特色的专用配套件，也有许多世界知名企业及世界名牌产品。比如前面提到的美国颇尔过滤器，小小的过滤器，在世界有20多个子企业，遍布世界各地，年营业额达7亿美元以上，占据了很大的国际过滤器市场份额，为世界过滤器最知名品牌。康摩希尔公司的齿轮泵，在世界上最有特色，可称得上世界齿轮泵的最知名品牌，目前该公司已被派克收购。还有液压行业比较专业的有特色的世界知名品牌，如美国萨奥公司的变量柱塞泵；哈斯科(Husco)的各类阀，特别是获得专利技术的负荷传感控制技术的阀；德国哈威（Have）公司的轴向、径向柱塞泵，方向、压力、流量控制阀；日本帝人公司的带变量马达的行走减速机等。还有一些其它的世界著名工程机械配套件产品，如美国的盖瑞特涡轮增压器，几乎世界主要大公司的柴油机都用该公司的产品；德国赫施罗特艾德有限公司的回转支承；美国米其林公司的橡胶轮胎；意大利拍可（Berco）公司的四轮一带履带行走装置等等，都称得上世界名牌产品。各行各业还有不少世界名牌产品，这里就不一一列举了。
１．５ 中小企业有自己专长的特色产品
世界上工程机械除实力很强大的配套件企业外，还有数量众多的中小型企业，这类企业美国、日本、西欧都不少。比如美国液压、气动行业，中小企业就有190多家。在欧洲，意大利特别突出，意大利大型配套件企业很少，中小企业很多，这些企业大多数都在100人甚至50人以下。这些众多的中小型配套件企业要在实力强大的大企业的夹缝中求得生存是非常困难的。但有许多这样的中小型企业生存下来了，甚至能长久存在下去，有的生存得还非常不错，主要是这些企业有它们自己的专用技术、特色产品。有的是其它企业，甚至是大企业没有的。比如前面提到的颇尔过滤器、盖瑞特涡轮增压器、康摩希尔公司的齿轮泵、萨奥公司的变量柱塞泵、帝人制机公司的行走马达减速机等，就是属于这类专有的有特色的产品。还有一些中小企业专门为其它公司供某一种或某一部分专门零件或部件，甚至毛坯等。比如有专门为大公司配电磁铁、配锻件、铸件等，因此，中小配套件企业要使自己能生存和发展必须在专字上和精字上下功夫，把自己的专有技术、专有产品作精，作得非常有特色，否则很难在夹缝中长期生存下去。即便是这样，世界上许多这样的中小企业还在不断地寻找新的出路。比如康摩希尔公司加入Parker集团就是寻找新的出路的方法之一。
１．６ 配套件企业与主机企业结成紧密的伙伴联盟关系
在当今世界工程机械市场上，主机企业与配套件企业是密不可分的。配套件企业要生存要发展离不开主机企业，主机企业要生存要发展也离不开配套件企业。即便是世界上实力最强的，主机和大部分配套件都自己生产的，世界工程机械第一块牌子美国卡特彼勒公司在很多方面也要依赖配套件企业，比如在传动部件方面，许多产品是由ZF给它配套件。许多液压件、电器元件是博士—力士乐，甚至其它公司给它配套的，它与这些配套件企业结成了紧密的伙伴联盟关系。卡特有许多新开发产品，新机型的推出，许多技术水平更高的新的配套件是来自于这些配套件公司或者是由卡特设计的，让这些配套件企业帮它生产的。给卡特配套的配套件都打上卡特的商标。这些配套件企业也非常讲信用，只要是卡特专用的产品它们决不原封不动地卖给第三者。可见主机与配套件企业是伙伴战略联盟关系。还有Case公司与Commins结成战略联盟，Commins专为Case生产专用配套的发动机，打上Case的商标等等。因此，主机企业与配套件企业是唇齿相依的关系，只有互相密切配合，互相支持，利益共享，才能求得共同发展。
２ 国外工程机械配套件发展趋势
２．１ 电子技术步入工程机械领域，使工程机械发生了巨大变化
当今世界上工程机械配套件发展的一个最显著的特点是电子控制技术得到越来越广泛的应用，这可能是２０世纪末到２１世纪又一次世界工程机械行业的革命性变化。
世界工程机械诞生100多年来，几次关键性的新配套件的出现引起了工程机械发展史上的革命性变化。第一次是柴油机代替汽油机；第二次是液压操纵代替机械操纵；第三次是液力变矩器的出现，液力机械传动代替机械传动，第四次是行走工程机械的铰接式动力转向代替刚性车架的偏转轮胎转向等都对世界工程机械技术，起到了革命性的推动作用。当前许多电子控制技术的配套件的发展，将又一次带来世界工程机械革命性的技术发展。
当前飞速发展的微电子技术及微电脑技术在工程机械配套件的应用上发展非常快。在控制技术方面，利用体积很小的大规模集成电路、微处理器为核心，对作业操纵进行集成电子控制，逐步发展到包括变速、转向、制动、柴油机等全面的集成电子控制，进而向智能化方向发展。为适应主机的集成电子控制及智能化发展的需要，主要配套件实现用电子化控制改变传统的控制方式，主要是通过机电液一体化来实现配套件的电子控制，且电子控制元件逐步内藏化，使电子、电器元件成为整个配套件不可分割的一部分。比如柴油机从开始的电子喷射到目前出现的全电子控制，变速操纵的微电脑集成控制，作业及转向操纵的电液比例控制等，这些配套件不但本身实现了单一的电子控制或微电脑集成控制，而且还为整机实现电脑集成控制提供了电路接口，为进一步实现智能化打下了基础。智能化也是从简单逐步到复杂，从单个项目逐步到全面，这方面目前世界上也刚刚在起步。如卡特彼勒G一代轮式装载机，有带智能化的微电脑集成操纵控制，但仍保留了原来的操纵控制系统，同时作业操纵还未实现智能化。柳工今年3月份与中南大学及上海宝信公司合作，尝试搞了一台摇控智能化装载机，进行了试验，对智能化工程机械有了初步认识。微电子及微电脑控制技术在工程机械及配套件上的广泛应用，使整机操纵的安全舒适性、节能及环保、作业质量及效率等都有可能达到最佳程度，因此电子控制技术在工程机械及配套件上的应用与发展，会带来世界工程机械技术发展史上的又一次革命。除控制技术外，其它方面，如微电脑控制的智能化电子监测系统及故障诊断系统，智能化自动润滑系统，自动电子称量系统等都得到了越来越广泛的应用。
２．２ 当前世界工程机械向两极方向发展，特别是向小型化及微型化方向发展的趋势特别明显
世界上通常把74.6 kW（100马力）以下的工程机械称为小型工程机械。小型工程机械主要产品有小型挖掘机、小型装载机、滑移转向装载机、挖掘装载机、小型伸缩臂装卸机、小型推土机、压路机等。世界上近10年来，74.6 kW(100马力)以上到298 kW (400马力)之间的中等型号工程机械基本上没有大的发展，近几年来还有下降趋势。但小型工程机械一直成快速发展之势，特别是在欧美发展很快。在日本发展也特别明显，近几年日本的整个工程机械市场下降很严重，但小型工程机械仍呈上升趋势。目前世界上最小的液压挖掘机，整机质量只有0.4 t，斗容量0.02 m3,发动机功率只有7 kW。康明斯发动机公司以前只生产37 kW (50马力)以上的中大型发动机，近年来公司看到了小型及微型工程机械的发展形势，也迅速投入了小型发动机的研制。这两年来先后开发了5种型号的A系列小型发动机，功率从13.4~44.7 kW (18~60马力)，使康明斯发动机的功率从原来最小的37 kW (50马力)向下延伸到13.4 kW (18马力)。随着主机向小型化方向发展，配套件也明显地、比较迅速地向小型方向发展。
２．３ 静液压技术在工程机械上的应用越来越普遍
目前国外工程机械最新技术发展的另一个显著特点是静液压传动得到越来越普遍地应用。静液压传动其传动效率比液力机械传动高出十几个百分点。
近年来世界上各主要工程机械制造企业，发动机功率在74.6 kW（100马力）以下的小型工程机械，基本上都采用了静液压传动。采用静液压传动后，泵与马达基本上都是变量的，且泵的出油方向可变，不但传动效率比液力机械传动高出十多个百分点，而且还可非常方便地实现电液变速操纵的电子控制，可与动力分配很好地配合，保证在各种速度下得到尽可能大的牵引力，达到最佳的高效节能效果， 同时还可采用液压制动。静液压制动理论上讲是无磨损的，因而减少了制动系统的维护保养，并提高了制动的可靠性。采用静液压传动后，整机布置发生了变化，驱动马达 通过一个简单的传动箱固定在后桥上，传动箱另一端用传动轴与前桥相连，发动机横置，这样后悬短，后罩小，拓展了驾驶员的后视野。
目前静液传动与液力机械传动相比唯一的缺点是成本太高，如果将成本降到与液力机械传动差不多，液力机械传动将会被静液压传动所取代。
我国工程机械配套件企业通过“七五”、“八五”、“九五”的大规模技术改造及技术引进，与国外企业合资、合作，无论是产品品种、产量、数量、质量及技术水平都得到了飞速发展。但与世界工程机械配套件相比，在企业规模、品牌、品种、质量及可靠性，产品技术及制造技术等方面还存在着巨大差距，希望配套企业加强行业的整合，加强科研开发工作，尽快赶上世界先进水平，为我国工程机械事业的发展做出更大的贡献。
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