工程機械液壓節能技術的現狀及發展趨勢

陳學明

摘要：隨著我國工程技術的不斷發展，其工程機械的類型、數量等也隨之不斷增加。而工程機械的發展對于環保來說卻是一個災難性的問題：污染物的排放、資源消耗、噪音等已經給環境造成了嚴重的影響。文中主要分析討論了工程機械液壓節能技術的現狀與發展趨勢，以為工程機械未來的發展指引方向。

關鍵詞：工程機械；液壓節能；發展

引言

隨著我國現代化建設的推進，工程建設有了突飛猛進的發展，正是成熟的工程建設促進了工程機械的發展。并且現在工程機械不再是以前單一作業模式，有了很多種類，數量也有了很大提高。但是隨著工程機械的普及應用，發現工程機械具有能耗大、污染環境等缺點，所以，為了保護環境和節約資源必須要對工程機械進行節能減排，因此，工程機械液壓節能技術的研究具有很重要的積極意義。

1工程機械液壓節能技術的現狀

工程機械液壓節能主要是通過電液比例控制、混合動力和變量泵等方式完成的。液壓節能的方式并不是相互獨立的，而是相互關聯的，只有合理結合各個節能方式就能實現最優的液壓節能，提高運行效率。

1.1變量泵控制節能技術

通過變量泵的方式進行液壓節能是當工程機械的施工空間有很大難度時，可以調節變量泵的排量解決問題，控制壓力感應、調節發動機功率等方法可以減少消耗能源。因為應用變量泵進行液壓節能具有操作方便、時效性強、節能效率高等優點，所以在當前的工程機械中采用這種液壓節能方式是最普遍的。變量泵是通過調節排量進行控制的，所以在不同的工作情況下調節相對應的排量可以減少液壓能浪費，使控制更適當。變量泵主要有排量控制、LUDV控制以及LS負載敏感控制。排量控制就是直接改變變量泵的排量，可以調節控制壓力達到所需要的排量值。排量控制包括兩種控制方式，正、負流量控制。用節流調速代替容積調速是正流量控制，這種控制方式需要加裝梭閥組，這樣就降低了整個系統的響應速度；負流量控制可以減少換向閥中的空流、節流損失，在PC系列的挖掘機中應用了負流量控制。目前大多數挖掘機都是應用了負流量控制系統。LS負荷敏感控制可以把輸出壓力、流量以及負載的需求調節為一致的，可以提高液壓系統工作效率。但是該LS負荷敏感控制方式存在缺點，當液壓閥的開口過大時，或者是供油量沒有到達系統要求時，會嚴重影響負荷元件的運動速度，從而打破液壓系統的穩定，所以當工程機械的液壓系統的流量很大時不能應用LS負荷敏感控制方式進行液壓節能。LUDV系統可以彌補LS負荷敏感控制存在的不足，該系統是單泵單回路系統，區別于其他的負載傳感系統，LUDV系統是在節流閥的后面設置了壓力補償閥。負載壓力信號決定了該系統中梭閥的極限壓力。所以LUDV系統在負載變化不大的機械中應用較多，如小型裝載機和小型挖掘機。

1.2電液比例閥控制節能技術

在工程機械液壓系統中應用電液比例閥可以簡化液壓信號的傳遞管道，從而應用電信號傳遞液壓數據，縮短響應時間，更有利于工程機械的操作。目前計算機技術有了很大進步，可以將計算機與液壓系統相結合，實現電液控制智能化，應用計算機技術可以實時監控液壓油壓和柴油機轉速等參數，通過具體數據對工程機械進行相應的動力調整，保證液壓系統時刻工作在高效、節能的狀態，避免能量浪費。所以，應用計算機技術，發展電液比例控制智能化是未來主要發展趨勢。

1.3多路閥組合節能技術

目前在工程機械中應用了很多的多路閥，在多路閥系統中，可以采用直通供油的方式對優先回路進行組合；在中位時，直通共有路和并聯共有路共同組成并聯回路。可以及時對系統壓力、發動機功率以及流量進行監測并反饋給傳感閥進行全面控制。多路閥組合的智能化程度越高，液壓節能效果越明顯。

1.4混合動力系統的應用

在汽車以及工程機械上己經獲得了較好的應用效果，其中液壓挖掘機、城市公交、高級轎車對混合動力系統的應用更為突出。目前，混合動力系統包括電能作為儲存的混合動力系統和壓力作為儲存的混合動力系統兩種動力系統，其具體的功能特點如下①電能儲存其主要分為混聯式混合動力系統、并聯式混合動力系統、串聯式混合動力系統。該混合動力系統是以電能作為儲存的，這種狀態下的電動機工作則更為穩定，不僅工作的時間能夠得以延長，還能夠回收多余的電能促使系統節能的有效達成。②壓力儲存與傳統的動力系統相比，該混合動力系統對零部件的損壞得以減少，同時汽車尾氣的排放也得到了一定程度的控制，對環境的保護具有重要的促進作用。除此以外，通過此種混合動力系統的應用，汽車牽引力的控制和能量的傳遞都能夠得以實現。

2工程機械液壓系統節能的發展趨勢

1）自動化、機電一體化提高。工程機械技術隨著科技的發展和進步而不斷發展是一個必然趨勢，這將同時帶動其液壓節能技術朝向智能化不斷更新發展。工程機械液壓節能技術未來的發展趨勢會更加充分運用計算機有關技術來提高其自動檢測功能，從而實現更加可靠、精準、系統化地監測、控制各項參數，始終保持發動機運行在高效節能的良好工作狀態。這將有利于實現液壓挖掘機在不同的工作環境自動控制，并大幅提高工作效率，這就需要設計工作人員對于其自動控制和修復功能進行更為嚴密、安全級別更高的設計，從而推動工程機械液壓節能技術的智能化發展。2）依據功率匹配實現液壓節能。對于工程機械來說，影響液壓節能技術的最關鍵的因素是系統的功率匹配問題。在調節的過程當中，若想有效匹配發動機與泵，需要合理調節泵的排量，而系統的負載與泵的有效匹配也依賴于泵排量的調節。這就為二者的調節提出了難題。目前，絕大部分挖掘機常采用負載敏感系統和變量泵兩個系統。負載敏感系統要求泵對于系統流量和來自于負載壓力具備良好的自適應功能，從而實現泵與負載之間的有效匹配，由此得到匹配的功率來確定發動機的工作點，然后實現自動調節工程機械中發動機油門大小的功能，最終實現系統全局功率的匹配。

結束語

綜上所述，當前工程機械液壓節能技術的種類繁多，且各自具有良好的節能、環保的特點。而在后續的工程機械應用中，還需要進一步促使節能技術的發展和研究，最大程度的解決處理機械運行中出現的各種問題，從而有效節能、保護環境的同時，強化工程機械的運行效率

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