新能源工程機械特點分析

王少波

摘要：實踐證明，新能源機械驅動方式是未來工程機械發展必然趨勢，新能源機械符合節能環保基本理念，且可為解決能源危機做好準備。當前工程機械無論在其操作舒適性以及節能性上均無法滿足實際需求。隨著各方面需求不斷提升，工程機械將成為重要污染源。基于此需要順應時代潮流發展新能源工程機械。本文主要分析探討了新能源工程機械特點，以供參閱。

關鍵詞：新能源;工程機械;特點

隨著我國環境形勢的不斷嚴峻，新能源工程機械的研究被我國政府所重視，并且在政策和技術上我國政府也給予新能源工程機械的相關支持。另外，從實際應用的角度來說，工程機械本身在工程作業過程中會產生較大的污染，且對能源消耗力度較高，對環境工程危害較大，新能源工程機械本身比傳統燃料工程機械要更為環保，因而開發新能源工程機械是工程機械可持續發展的必然方向之一。

1開發新能源工程機械的必然性

為了節能和環保，近十多年來，日、美、俄、德等國加大了新能源工程機械的開發力度，我國一些工程機械廠近年也開發了少量新能源工程機械。理論和實踐都證明，開發新能源工程機械、創新工程機械的驅動方式來節能減排，是工程機械可持續發展的必然趨勢之一。俄羅斯“TETP”公司在開發通用型市政工程電動車時，闡明其目的為：（1）節能環保;（2）開發工程機械新機種，滿足國內需要和出口，擴展發展途徑;（3）減輕市政工人勞動強度和提高操作舒適性（電動車效率高、零排放）。日立建機認為，雖然日本工程機械的二氧化碳排放量只占全日本的1%，但節能減排是全民的任務，工程機械也必須做到。卡特彼勒公司指出新能源工程機械有潛在優勢，沃爾沃公司強調采用混合動力傳動是裝載機械技術發展的趨勢。德國在“燃料戰略一替代能源和創新驅動方式”中提出推動優化傳統發動機、合成生物燃料，開發混合動力技術和燃料電池等具體措施。綜上所述，開發新能源工程機械是順應時代進步的潮流。

2新能源工程機械特點

2.1新能源工程機械的低碳環保性

工業企業為我國經濟的發展做出了重大的貢獻，但在工業化發展過程中，企業的生產、制造環節造成了嚴重的資源浪費及環境污染問題。機械設備制造環節產生的二氧化碳、二氧化硫及粉塵、微粒等造成嚴重的空氣污染，電力企業技術的落后造成機械生產環節嚴重的資源浪費，傳統變電站運行下，落后的電纜技術等造成了電能輸送環節的電力浪費。電力企業的風力發電系統，有效地節約了煤炭資源，減少了煤炭燃燒過程中產生的有毒氣體排放，降低了能源的消耗。汽車行業使用的天然氣發動機，較傳統的柴油機設備而言，減少了20%的二氧化碳排放量，而二氧化硫的排放減少了70%。現代電驅動機械采用電源設備或者蓄電池提供動力，實現了零排放，有效地減少了噪聲污染。與傳統的內燃機機械相比，混合動力機械節約了20%的燃油，使用過程中的污染物排放量也明顯減少。

2.2新能源工程機械的多樣性

2.2.1雙動力工程機械

雙動力工程機械同時安裝2臺動力機，一臺是柴油機或汽油機，另一臺是交流電動機或直流電動機，2臺動力機在機械上無連接，功能獨立，內燃機驅動行走系，電動機驅動作業裝置。如美國powerscreen公司開發的雙動力移動篩分機，機載內燃機驅動行走系行走到固定作業點后，接上外接交流電源，由機載交流電動機驅動作業機構作業。英國LUCAS維修公司開發的折疊式雙動力隨車起重機，是一臺流動維修用的工程機械，汽車內燃機驅動行走系，可折疊的電動吊車（起重量1000kg）平時平放在車廂板上，使用時安裝在車廂邊，用車載動力電池供電動吊車作業。德國依發汽車廠開發的ADK汽車起重機，機上裝有一臺電動機，停在貨場作業時，可用貨場交流電源插座接入交流電供車載電動機驅動作業機運行。若無外接電源，也可用汽車發動機驅動作業機構。

2.2.2混合動力工程機械

混合動力工程機械主要指在工程機械安裝有內燃機或動力模塊構成的混合動力源，動力模塊主要有發電機/電機+電池+能量管理系統，按照發電機/電機和內燃機連接方式主要存在三種連接方式，分別為串聯、并聯、混聯;按照內燃機或動力模塊功率比可將其分為輕度、中度、重度混合幾種方式。混合動力工程機械中的柴油機相較于同比能力內燃式工程機械中柴油機更小，例如信號為AR65裝載機中裝載柴油機功率為37kW，并配備功率為15kW的電機，同等能力內燃機裝載柴油機功率為51kW。其次電動機在混合動力工程機械中主要作用是助力驅動，裝置中的柴油機可在低油耗、低排放情況下高效運行，通過這些措施可有效促進節油減排，使用混合動力工程機械相較于同種能力工程機械可節約15%～30%的燃油，降低15%～35%的污染排放。當前有較多機械研發及生產廠家，例如俄羅斯某拖拉機廠研制出混合動力推土機，沃爾沃公司研制出混合動力裝載機，德國道依茨公司開發出一套科學有效的混合動力模塊，可安裝在需要的機械裝置上。

2.2.3動力電池工程機械

從本質上來說，動力電池工程機械的動力源為電池，即為純電動工程機械，純電動過程機械在我國早有研究，但研究方向更多的是趨向于小汽車，由于電池技術以及其他因素的限制，目前我國對于動力電池工程機械的研究也比較初步。當然，國外一些品牌推出的純電動工程機械較多，比如日本日立品牌所推出純電動挖掘機。電動工程機械消耗的電能較大，因而大多數電動工程機械工作過程中需要接入380V電網以保障其能發揮出強勁的性能。一般來說，純電動工程機械的智能化程度以及自動化程度較高，其控制器與變頻器進行數據通信，根據負載變化對電機進行變頻調速，并控制電磁比例閥，對斜盤變量泵的吸收功率進行調整，實現最優功率的匹配;回轉時，直接應用回轉電機，通過控制器與回轉電機變頻器進行數據通信，對回轉電機進行變頻調速。純電動工程機械在工作過程中具有噪音低，環境污染低的特點。

3結束語

總而言之，新能源工程機械主要有動力電池工程機械、雙動力工程機械、混合動力工程機械幾種，這些工程機械存在其特有機械特點。新能源工程機械將成為未來工程機械重要組成部分，相關部門應該大力扶持新能源工程機械項目發展，為新能源工程機械大力發展奠定堅實基礎。

參考文獻：

[1]賈晨光.新能源工程機械特點研究[J].中國資源綜合利用.2017（09）.

[2]侯林帥.新能源工程機械特點研究[J].中國設備工程.2017（03）.

[3]楊宇程探究新能源工程機械的特點以及研發趨勢[J].魅力中國.2017（04）.

（作者單位：呼和浩特中燃城市燃氣發展有限公司）