國外工程機械主要配套件的基本情況及發展趨勢

工程機械主要配套件有動力元件、傳動元件、液壓元件及電氣元件等。目前工程機械動力元件基本上都用內燃式柴油發動機（簡稱柴油機）；傳動分機械傳動、液力機械傳動、靜液壓傳動、電傳動等。但目前工程機械用得最多、最普遍的為液力機械傳動及靜液壓傳動。整個傳動系統還包括傳動軸、驅動橋等。靜液壓傳動有多種結構形式，有的有傳動軸、驅動橋，有的沒有，視情況而定；液壓元件主要有缸、泵、閥、密封件及液壓附件等。靜液壓元件的泵（主要是變量泵）、馬達（變量與定量），以及相應的減速機等；電氣元件以前對工程機械的影響還并不大，最早的工程機械電氣系統，主要是起動電路及照明電路，系統及元件都非常簡單，起動可以用拖起動，白天干活不用照明，因此，這兩個電路系統出了故障也能勉強維持工作。但工程機械發展到今天，電氣系統及電氣元件已經成了工程機械一個非常關鍵的部分，可以說今天的絕大多數工程機械，電氣系統出了故障根本就不能工作，有的甚至寸步難行，等于一堆廢鋼鐵。因此電氣系統、電器元件目前也是工程機械最關鍵最主要的配套件之一。主要電器元件除傳統的元件外，還有各種傳感器，各種控制元件及微處理機等等。下面就國際上這些工程機械主要配套件的基本情況及發展趨勢談談看法。
１ 國外工程機械主要配套件的基本情況
　　目前國外工程機械主要配套件大多數都生產歷史悠久，技術成熟、供應充足，生產集中度高，品牌效應突出。配套件的發展隨主機的發展而發展，同時配套件自身的發展反過來又促進主機的發展。目前國外工程機械配套件的發展形勢好過主機的發展形勢。
１．１ 目前國外工程機械配套件的發展形勢比較好
　　近些年來國外工程機械有一種發展趨勢，主機制造企業逐步向組裝企業方向發展，配套件逐步由供應商來提供。比如世界上實力最強的主機制造企業美國的卡特彼勒（Caterpillar）、凱斯（Case）、日本的小松（Komatsu）、瑞典的沃爾沃（Volvo）等世界上這些大型的工程機械主機制造企業，其配套件的配套能力也是非常強的，它們的配套件外配的數量也是在逐年大幅度地增長，一些中小工程機械企業就更是如此，配套件逐步主要由零部件制造企業來提供。這樣做有幾大好處，主機企業可集中精力把自己的主機產品作好，減少配套件完全由主機企業自己來承擔的風險，而配套件企業作得更強更大，有能力迅速提高配套件的質量、技術水平，同時能為主機企業提供更多的新產品，這樣更容易促進主機產品的發展。國外工程機械主機企業從1988年達850億美元的銷售額以來，基本上沒有多大變化，而相反這些年來配套件從150億美元，增長到1000億美元，增幅是相當大的。因此，國外工程機械配套件這些年來得到了快速發展。
１．２ 國外工程機械配套件生產歷史悠久、技術成熟、 品種齊全，完全能滿足各種工程機械的配套需求
　　國外許多工程機械主要配套件企業都有50年，甚至100年以上的發展歷史，企業的規模都相對較大，技術十分成熟，品種也非常齊全，幾乎應有盡有。比如目前世界上生產密封件及減振器最大的企業，德國的弗羅伊登貝克（Freudenberg）公司，成立于1849年，生產密封件及減振器已有100多年歷史，其品種應有盡有，從技術上、品種上完全能滿足液壓行業對密封件及密封技術的要求。同時還不斷推出新的密封材料及新的密封結構，推動液壓密封技術不斷向更高技術水平發展。目前世界上最大的中大型發動機制造企業，美國的康明斯（Cummins）發動機制造公司，成立于1919年，也幾乎有近100年的歷史。37.3kW(50馬力)以上的柴油機可以全方位為各種工程機械，甚至所有需要柴油機動力的各種機械配套，在技術上可以完全滿足最苛刻的歐II、歐III排放標準，甚至可以達到歐IV、歐V排放標準。在流體產品領域內，目前世界上最大的流體產品（主要是液壓件、密封件及液壓附件等）制造企業，美國的派克（Parket）公司，成立于1918年，也有近100年歷史，可以提供品種齊全的、高技術水平的液壓件、密封件及所有的液壓附件。目前世界上最大的用于靜液壓系統的變量液壓元件制造企業，德國的博士——力士樂公司，已有200多年的歷史，從1953年開始全面制造液壓元件，也有50年以上歷史。其最具特色的產品是用于靜液壓傳動的變量系統液壓元件，無論是斜盤式或斜軸式，閉式（泵控）或開式（閥控）系統液壓元件品種都非常齊全，能為各種需要靜液壓系統元件的工程機械整個系統成套配套。還有世界上最大的傳動部件制造企業，德國的ZF公司，成立于1915年，也有近100年歷史，能為各種工程機械提供品種齊全的傳動部件。在電氣配套件方面，世界最大的德國西門子電氣公司，以及日本的東芝公司、川崎公司、德國的博士（Bose）公司等，都有50年以上，甚至100年以上的悠久歷史，能滿足工程機械各種高技術水平的電氣系統和電氣元件的要求。
１．３ 生產集中度很高
　　生產集中度高是配套行業的一大特征，前面所談到的象弗羅伊登貝克公司，年營業額達50億歐元以上，在歐、美、日等世界主要密封件市場，占據了50%以上的市場份額，在全世界有2.8萬名員工，在中國的無錫、長春也分別建有工廠。以生產中型發動機為主的康明斯公司，2002年其營業額已超過59億美元，在全世界有40多家工廠，有2.5萬名員工，在中國已有8個子公司，幾乎占據了世界流通領域中大型發動機近一半以上市場份額（卡特、小松等自己生產發動機自己用的產品未算在流通域）。世界上幾大主要液壓件制造企業，美國的派克公司、伊頓——威格士（Eaton-Vickers）公司、博士——力士樂(Bosch-Rexroth)公司等幾大公司占據了世界液壓件市場的絕大部分。派克公司2001年營業額已達60億美元以上，職工已達6萬人，在全世界有200多家分公司及工廠。世界上幾大傳動部件制造企業，德國的ZF，美國的德納（Dana），阿里遜公司等占據了世界相當大的傳動部件市場份額。“ZF” 2001年營業額達91億歐元。
　　以上這些例子每一家的年銷售收入都遠遠超過中國工程機械整個配套件行業的年銷售收入。2002年中國工程機械配套件全行業的銷售收入只有26億元人民幣，折合美元不到4億美元，只有弗羅伊登貝克公司、派克公司等十五分之一左右，就連美國一個作小小單一產品——過濾器的美國頗爾公司都不如，頗爾公司年銷售收入為7億美元，也幾乎是我國工程機械配套件全行業年銷售收入的2倍?？梢娛澜绻こ虣C械配套件的集中度非常高。
　　據統計，世界前10幾名最大的工程機械主機企業占了整個工程機械市場的75%以上，世界上前10幾名配套件企業同樣占了整個配套件市場的70%~75%以上。
　　當前世界工程機械配套件企業為進一步提高系統成套配套能力，進一步提高市場競爭力，進一步追求經濟效益最大化，加快企業之間的采購及集團化進程，產品及企業集中度還在繼續進一步提高。1999年由美國伊頓公司以17億美元整體收購世界液壓行業著名的老的名牌企業威格士公司；美國派克公司并購了世界最大的齒輪泵生產企業美國的康摩希爾（Commercial）公司；薩奧（Sauer）公司與丹弗斯（Danfoss）公司合并，日本內田油壓全部賣給力士樂公司，力士樂公司又由博士公司整體收購。2000年英國帕金斯公司以13億美元整體賣給卡特彼勒公司等都說明了世界工程機械配套件企業集中度還在進一步提高。
１．４ 有眾多的世界級名牌產品
　　除前面提到的康明斯發動機，弗羅伊登貝克公司密封件、派克、伊頓——威格士、博士——力士樂液壓件，ZF、德納、阿里遜傳動件等都是世界最著名的企業，其產品都是世界最知名的名牌，產品品種規格多、產銷量大。還有許多單一的、有特色的專用配套件，也有許多世界知名企業及世界名牌產品。比如前面提到的美國頗爾過濾器，小小的過濾器，在世界有20多個子企業，遍布世界各地，年營業額達7億美元以上，占據了很大的國際過濾器市場份額，為世界過濾器最知名品牌?？的ο柟镜凝X輪泵，在世界上最有特色，可稱得上世界齒輪泵的最知名品牌，目前該公司已被派克收購。還有液壓行業比較專業的有特色的世界知名品牌，如美國薩奧公司的變量柱塞泵；哈斯科(Husco)的各類閥，特別是獲得專利技術的負荷傳感控制技術的閥；德國哈威（Have）公司的軸向、徑向柱塞泵，方向、壓力、流量控制閥；日本帝人公司的帶變量馬達的行走減速機等。還有一些其它的世界著名工程機械配套件產品，如美國的蓋瑞特渦輪增壓器，幾乎世界主要大公司的柴油機都用該公司的產品；德國赫施羅特艾德有限公司的回轉支承；美國米其林公司的橡膠輪胎；意大利拍可（Berco）公司的四輪一帶履帶行走裝置等等，都稱得上世界名牌產品。各行各業還有不少世界名牌產品，這里就不一一列舉了。
１．５ 中小企業有自己專長的特色產品
　　世界上工程機械除實力很強大的配套件企業外，還有數量眾多的中小型企業，這類企業美國、日本、西歐都不少。比如美國液壓、氣動行業，中小企業就有190多家。在歐洲，意大利特別突出，意大利大型配套件企業很少，中小企業很多，這些企業大多數都在100人甚至50人以下。這些眾多的中小型配套件企業要在實力強大的大企業的夾縫中求得生存是非常困難的。但有許多這樣的中小型企業生存下來了，甚至能長久存在下去，有的生存得還非常不錯，主要是這些企業有它們自己的專用技術、特色產品。有的是其它企業，甚至是大企業沒有的。比如前面提到的頗爾過濾器、蓋瑞特渦輪增壓器、康摩希爾公司的齒輪泵、薩奧公司的變量柱塞泵、帝人制機公司的行走馬達減速機等，就是屬于這類專有的有特色的產品。還有一些中小企業專門為其它公司供某一種或某一部分專門零件或部件，甚至毛坯等。比如有專門為大公司配電磁鐵、配鍛件、鑄件等，因此，中小配套件企業要使自己能生存和發展必須在專字上和精字上下功夫，把自己的專有技術、專有產品作精，作得非常有特色，否則很難在夾縫中長期生存下去。即便是這樣，世界上許多這樣的中小企業還在不斷地尋找新的出路。比如康摩希爾公司加入Parker集團就是尋找新的出路的方法之一。
１．６ 配套件企業與主機企業結成緊密的伙伴聯盟關系
　　在當今世界工程機械市場上，主機企業與配套件企業是密不可分的。配套件企業要生存要發展離不開主機企業，主機企業要生存要發展也離不開配套件企業。即便是世界上實力最強的，主機和大部分配套件都自己生產的，世界工程機械第一塊牌子美國卡特彼勒公司在很多方面也要依賴配套件企業，比如在傳動部件方面，許多產品是由ZF給它配套件。許多液壓件、電器元件是博士—力士樂，甚至其它公司給它配套的，它與這些配套件企業結成了緊密的伙伴聯盟關系?？ㄌ赜性S多新開發產品，新機型的推出，許多技術水平更高的新的配套件是來自于這些配套件公司或者是由卡特設計的，讓這些配套件企業幫它生產的。給卡特配套的配套件都打上卡特的商標。這些配套件企業也非常講信用，只要是卡特專用的產品它們決不原封不動地賣給第三者?？梢娭鳈C與配套件企業是伙伴戰略聯盟關系。還有Case公司與Commins結成戰略聯盟，Commins專為Case生產專用配套的發動機，打上Case的商標等等。因此，主機企業與配套件企業是唇齒相依的關系，只有互相密切配合，互相支持，利益共享，才能求得共同發展。
２ 國外工程機械配套件發展趨勢
２．１ 電子技術步入工程機械領域，使工程機械發生 了巨大變化
　　當今世界上工程機械配套件發展的一個最顯著的特點是電子控制技術得到越來越廣泛的應用，這可能是２０世紀末到２１世紀又一次世界工程機械行業的革命性變化。世界工程機械誕生100多年來，幾次關鍵性的新配套件的出現引起了工程機械發展史上的革命性變化。第一次是柴油機代替汽油機；第二次是液壓操縱代替機械操縱；第三次是液力變矩器的出現，液力機械傳動代替機械傳動，第四次是行走工程機械的鉸接式動力轉向代替剛性車架的偏轉輪胎轉向等都對世界工程機械技術，起到了革命性的推動作用。當前許多電子控制技術的配套件的發展，將又一次帶來世界工程機械革命性的技術發展。
　　當前飛速發展的微電子技術及微電腦技術在工程機械配套件的應用上發展非常快。在控制技術方面，利用體積很小的大規模集成電路、微處理器為核心，對作業操縱進行集成電子控制，逐步發展到包括變速、轉向、制動、柴油機等全面的集成電子控制，進而向智能化方向發展。為適應主機的集成電子控制及智能化發展的需要，主要配套件實現用電子化控制改變傳統的控制方式，主要是通過機電液一體化來實現配套件的電子控制，且電子控制元件逐步內藏化，使電子、電器元件成為整個配套件不可分割的一部分。比如柴油機從開始的電子噴射到目前出現的全電子控制，變速操縱的微電腦集成控制，作業及轉向操縱的電液比例控制等，這些配套件不但本身實現了單一的電子控制或微電腦集成控制，而且還為整機實現電腦集成控制提供了電路接口，為進一步實現智能化打下了基礎。智能化也是從簡單逐步到復雜，從單個項目逐步到全面，這方面目前世界上也剛剛在起步。如卡特彼勒G一代輪式裝載機，有帶智能化的微電腦集成操縱控制，但仍保留了原來的操縱控制系統，同時作業操縱還未實現智能化。柳工今年3月份與中南大學及上海寶信公司合作，嘗試搞了一臺搖控智能化裝載機，進行了試驗，對智能化工程機械有了初步認識。微電子及微電腦控制技術在工程機械及配套件上的廣泛應用，使整機操縱的安全舒適性、節能及環保、作業質量及效率等都有可能達到最佳程度，因此電子控制技術在工程機械及配套件上的應用與發展，會帶來世界工程機械技術發展史上的又一次革命。除控制技術外，其它方面，如微電腦控制的智能化電子監測系統及故障診斷系統，智能化自動潤滑系統，自動電子稱量系統等都得到了越來越廣泛的應用。
２．２ 當前世界工程機械向兩極方向發展，特別是向小型化及微型化方向發展的趨勢特別明顯
　　世界上通常把74.6 kW（100馬力）以下的工程機械稱為小型工程機械。小型工程機械主要產品有小型挖掘機、小型裝載機、滑移轉向裝載機、挖掘裝載機、小型伸縮臂裝卸機、小型推土機、壓路機等。世界上近10年來，74.6 kW(100馬力)以上到298 kW (400馬力)之間的中等型號工程機械基本上沒有大的發展，近幾年來還有下降趨勢。但小型工程機械一直成快速發展之勢，特別是在歐美發展很快。在日本發展也特別明顯，近幾年日本的整個工程機械市場下降很嚴重，但小型工程機械仍呈上升趨勢。目前世界上最小的液壓挖掘機，整機質量只有0.4 t，斗容量0.02 m3,發動機功率只有7 kW?？得魉拱l動機公司以前只生產37 kW (50馬力)以上的中大型發動機，近年來公司看到了小型及微型工程機械的發展形勢，也迅速投入了小型發動機的研制。這兩年來先后開發了5種型號的A系列小型發動機，功率從13.4~44.7 kW (18~60馬力)，使康明斯發動機的功率從原來最小的37 kW (50馬力)向下延伸到13.4 kW (18馬力)。隨著主機向小型化方向發展，配套件也明顯地、比較迅速地向小型方向發展。
２．３ 靜液壓技術在工程機械上的應用越來越普遍
　　目前國外工程機械最新技術發展的另一個顯著特點是靜液壓傳動得到越來越普遍地應用。靜液壓傳動其傳動效率比液力機械傳動高出十幾個百分點。近年來世界上各主要工程機械制造企業，發動機功率在74.6 kW（100馬力）以下的小型工程機械，基本上都采用了靜液壓傳動。采用靜液壓傳動后，泵與馬達基本上都是變量的，且泵的出油方向可變，不但傳動效率比液力機械傳動高出十多個百分點，而且還可非常方便地實現電液變速操縱的電子控制，可與動力分配很好地配合，保證在各種速度下得到盡可能大的牽引力，達到最佳的高效節能效果， 同時還可采用液壓制動。靜液壓制動理論上講是無磨損的，因而減少了制動系統的維護保養，并提高了制動的可靠性。采用靜液壓傳動后，整機布置發生了變化，驅動馬達 通過一個簡單的傳動箱固定在后橋上，傳動箱另一端用傳動軸與前橋相連，發動機橫置，這樣后懸短，后罩小，拓展了駕駛員的后視野。
　　目前靜液傳動與液力機械傳動相比唯一的缺點是成本太高，如果將成本降到與液力機械傳動差不多，液力機械傳動將會被靜液壓傳動所取代。
　　我國工程機械配套件企業通過“七五”、“八五”、“九五”的大規模技術改造及技術引進，與國外企業合資、合作，無論是產品品種、產量、數量、質量及技術水平都得到了飛速發展。但與世界工程機械配套件相比，在企業規模、品牌、品種、質量及可靠性，產品技術及制造技術等方面還存在著巨大差距，希望配套企業加強行業的整合，加強科研開發工作，盡快趕上世界先進水平，為我國工程機械事業的發展做出更大的貢獻