近年來(lái),電子控制噴射技術(shù)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)采用了一系列新技術(shù),包括增加高壓噴射、增壓器帶控制閥、四氣門(mén)技術(shù)、電控燃油噴射技術(shù)、排放控制技術(shù)等,能夠降低燃油噴射量近20%,提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力5%~7%,減少燃油消耗3%,并降低發(fā)動(dòng)機(jī)噪音3分貝,行駛時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)排放能夠達(dá)到歐Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn),甚至能夠滿(mǎn)足將來(lái)更加嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。
現(xiàn)在市場(chǎng)上對(duì)于汽車(chē)起重機(jī)采用一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)(簡(jiǎn)稱(chēng)單發(fā))還是起重作業(yè)和行駛各自用一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)即采用雙發(fā)動(dòng)機(jī)(簡(jiǎn)稱(chēng)雙發(fā)),兩者孰高孰低,是公說(shuō)公有理,婆說(shuō)婆有理,那么,事實(shí)到底如何?單發(fā)還是雙發(fā),最終還是應(yīng)該從用戶(hù)的角度考慮。只有從整體思考,能為用戶(hù)創(chuàng)造產(chǎn)品使用效益的最大化和過(guò)程使用成本的最低化,才是最佳的選擇答案。
一般而言,從購(gòu)買(mǎi)到使用直至最后報(bào)廢,用戶(hù)消費(fèi)汽車(chē)起重機(jī)的相應(yīng)成本包括購(gòu)入成本(一般按一次性計(jì)算)、使用成本(主要包含油費(fèi)及維修費(fèi))及殘值(殘值作為收入,可計(jì)算為負(fù)成本)。本文從考察產(chǎn)品的主要消費(fèi)成本入手,揭示采用發(fā)動(dòng)機(jī)布置所引起的成本差異。
下表為QY70K、LT1070和LTM1070-4.1三種起重機(jī)的相關(guān)對(duì)比參數(shù)。
上表中:比功率按GB7258-2004《機(jī)動(dòng)車(chē)運(yùn)行安全技術(shù)條件》的定義為發(fā)動(dòng)機(jī)最大凈功率(或0.9倍的發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率或0.9倍的發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)定功率)與機(jī)動(dòng)車(chē)最大允許總質(zhì)量之比。GB7258-2004標(biāo)準(zhǔn)要求該值必須大于5。
為了使對(duì)比的一致性,下文將只對(duì)變化的部分進(jìn)行對(duì)應(yīng)分析,其中以車(chē)型一為單發(fā)動(dòng)機(jī)、車(chē)型二為雙發(fā)動(dòng)機(jī)和兩者所必須增加的配置為例,說(shuō)明設(shè)計(jì)中如果采用單發(fā)動(dòng)機(jī)或雙發(fā)動(dòng)機(jī)兩者之間的成本差別。
?。?、購(gòu)入成本比較:
購(gòu)入成本包括外協(xié)、外購(gòu)件的采購(gòu)成本和生產(chǎn)制造成本。
因?yàn)椴捎冒l(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)目不同(單發(fā)或雙發(fā)),在總體布置、結(jié)構(gòu)形式等方面也不相同,必將在需要的零部件方面產(chǎn)生差別,從而造成外協(xié)、外購(gòu)件的采購(gòu)成本和自制件成本相差較大。本文僅考慮發(fā)動(dòng)機(jī)不同造成的差別,生產(chǎn)過(guò)程中的制造成本暫時(shí)不計(jì)。
車(chē)型一(單發(fā))必需增加的零部件:
中心回轉(zhuǎn)體及管路,費(fèi)用約4000元,重量約為120kg。
車(chē)型二(雙發(fā))必需增加的零部件:
下車(chē)液壓油箱(容量約70升)和濾油器、截止閥、支腿液壓油泵、上車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)、空濾器、消音器、散熱器、分動(dòng)箱、燃油箱、蓄電池、發(fā)動(dòng)機(jī)控制機(jī)構(gòu)及為安裝以上零部件而配備的支架、防護(hù)裝置等,需要增加費(fèi)用105000元,增加重量約為1500kg。
按GB7258-2004標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于比功率規(guī)定,一般隨整車(chē)重量的增加,要求的發(fā)動(dòng)機(jī)功率也要相應(yīng)加大。所以,采用雙發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)因重量增加,必須相應(yīng)提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率,而提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率后,設(shè)計(jì)時(shí)又必須要采取加大傳動(dòng)系統(tǒng)的承載能力,提高制動(dòng)系統(tǒng)的輸出力矩等措施,導(dǎo)致以后運(yùn)行過(guò)程中所增加的相應(yīng)費(fèi)用也不是一個(gè)可忽略的數(shù)目(因計(jì)算繁雜,在此略去)。
采用雙發(fā)動(dòng)機(jī)多余的成本是在購(gòu)車(chē)時(shí)一次性投入的,所以考慮資本的利息,采用雙發(fā)動(dòng)機(jī)的將有更多支出,此處近似計(jì)算為:
?。保埃保埃埃啊粒ǎ保担ィ保啊郑保叮矗担ㄈf(wàn)元)
其中:5%為商業(yè)貸款的平均利率。
小結(jié)1:采用單發(fā)動(dòng)機(jī)比采用雙發(fā)動(dòng)機(jī)至少節(jié)省成本16.45(萬(wàn)元),且重量減少1380kg。
2、使用成本比較:
使用成本主要包含燃油費(fèi)及維護(hù)、修理費(fèi)。
?。?1.油費(fèi)的比較
國(guó)家規(guī)定每臺(tái)機(jī)動(dòng)車(chē)的生命周期為10年(至多可以延長(zhǎng)至12年),鑒于我國(guó)起重機(jī)的總體水平,本文的計(jì)算按10年考慮;在整個(gè)使用周期內(nèi),起重機(jī)的起重作業(yè)時(shí)間與行駛時(shí)間之比在7:3至8:2之間,本文的計(jì)算按7.5:2.5即(3:1)來(lái)考慮。
計(jì)算起重機(jī)終身使用時(shí)間:10×305×8=24400小時(shí);其中10年使用時(shí)間,每年工作按305天計(jì),每天工作按8小時(shí)計(jì)。
上車(chē)的終身使用時(shí)間:24400×3/4=18300小時(shí);
下車(chē)的終身使用時(shí)間:24400×1/4=6100小時(shí)。
采用單、雙發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)于相同起重作業(yè)工況而言,兩者消耗的功率基本相同,但采用單發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),由于兩方面的原因會(huì)增加功率消耗,也即增加耗油量。一是發(fā)動(dòng)機(jī)本身所帶附件,如風(fēng)扇、轉(zhuǎn)向助力油泵、發(fā)電機(jī)等比雙發(fā)動(dòng)機(jī)的上車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率大,在同等條件下,所消耗的附加功率要多一些;二是操作者在進(jìn)行起重作業(yè)時(shí),對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率與負(fù)載吸收功率不能合理匹配,為防止發(fā)動(dòng)機(jī)突然熄火等原因,會(huì)操縱發(fā)動(dòng)機(jī)以更高轉(zhuǎn)速運(yùn)行,造成單發(fā)動(dòng)機(jī)比雙發(fā)動(dòng)機(jī)的上車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率大,從而耗費(fèi)較多的燃料。
根據(jù)表1:LT1070上車(chē)采用的發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為112kw,上車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí),其平均輸出功率一般按照額定功率的75%計(jì)算,即為112kw×75%=84kw計(jì)算。
單發(fā)動(dòng)機(jī)由于上述兩方面的原因,比雙發(fā)動(dòng)機(jī)各多消耗10%的燃油(兩個(gè)方面各多消耗5%)。所以,單發(fā)動(dòng)機(jī)在整個(gè)起重作業(yè)生命周期平均要多消耗的燃油量為:
18300×210×84×10%÷1000÷0.9=35868(升)
其中:210——所采用的發(fā)動(dòng)機(jī)的平均燃油消耗量(以上所列發(fā)動(dòng)機(jī)的平均燃油消耗量在200~220g/kw.h,這里取值為210g/kw.h);
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1/1000為g轉(zhuǎn)化為kg的系數(shù)。
按目前平均每升燃油銷(xiāo)售價(jià)約4元計(jì)算,則采用單發(fā)動(dòng)機(jī)在10年間共增加耗油成本:
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但是,從另一方面考慮,按GB7258-2004機(jī)動(dòng)車(chē)運(yùn)行安全技術(shù)條件規(guī)定,一般隨整車(chē)重量的增加,要求的發(fā)動(dòng)機(jī)功率也要相應(yīng)加大。采用雙發(fā)動(dòng)機(jī)的整車(chē)重量(只考慮發(fā)動(dòng)機(jī)變動(dòng)部分)增加了1380kg,會(huì)額外加大行車(chē)的耗油量,額外加大行車(chē)的耗油量占整車(chē)耗油量的比例為:1380÷46000=0.03。
?。蹋裕保埃罚跋萝?chē)采用的發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為261kw,車(chē)輛行駛時(shí),其平均輸出功率一般按照額定功率的75%計(jì)算,即為261kW×75%=195.75kw計(jì)算。
?。保澳觊g共增加使用耗油成本費(fèi)用近似計(jì)算值為:
6100×210×195.75×0.03÷1000÷0.9×4≈3.34(萬(wàn)元)
綜合考慮上述兩方面情況:采用雙發(fā)動(dòng)機(jī)比采用單發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)省的成本為:14.35-3.34=11.01(萬(wàn)元)
?。玻玻S修成本比較
在正常使用周期內(nèi),起重機(jī)用的發(fā)動(dòng)機(jī)都需要進(jìn)行下列檢查、維護(hù)和保養(yǎng)工作。對(duì)潤(rùn)滑系統(tǒng),每年至少需要更換柴油機(jī)潤(rùn)滑油一次,同時(shí)需要更換機(jī)油濾清器或?yàn)V芯;對(duì)冷卻系統(tǒng),每二至三年需更換防凍液,每年入冬前要檢查、調(diào)整冷卻液冰點(diǎn),有水濾清器的還需要清洗或更換濾芯;對(duì)燃燒系統(tǒng),每年要清洗或更換燃油濾清器濾芯(包括粗濾和精濾),檢查和調(diào)整噴油嘴開(kāi)啟壓力,在試驗(yàn)臺(tái)上檢查和調(diào)整噴油泵;對(duì)進(jìn)氣系統(tǒng),檢查空濾器保養(yǎng)指示器或指示燈,按要求定期清潔或更換空氣濾清器濾芯(包括主濾芯和安全濾芯),清理空濾器集塵杯,檢查和緊固進(jìn)氣管路,檢查增壓器軸承間隙。其它維護(hù)和保養(yǎng)的還有活塞及環(huán)、軸瓦、皮帶、氣門(mén)及推桿、正時(shí)齒輪室等工作。
在正常使用周期內(nèi),還要考慮到發(fā)動(dòng)機(jī)一至兩次大修和兩至四次中修。
因此,從維護(hù)和保養(yǎng)方面來(lái)講,采用雙發(fā)動(dòng)機(jī)比用單發(fā)動(dòng)機(jī)的維修成本要增加,按平均每年的維修成本5000元計(jì)算,多一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī),十年需多支付5萬(wàn)元維修成本。
小結(jié)2:綜合耗油費(fèi)和維修成本,采用雙發(fā)動(dòng)機(jī)比采用單發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)省的成本為:11.01-5=6.01(萬(wàn)元)。
考慮殘值,在十年后,采用單發(fā)動(dòng)機(jī)和雙發(fā)動(dòng)機(jī)相差很小,此處忽略不計(jì)。
總結(jié):采用單發(fā)動(dòng)機(jī)比采用雙發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)省成本為:16.45-6.01=10.44(萬(wàn)元)。