淺析工程機械液壓節能技術的現狀及發展

王運來 楊濤 張建

摘要：近年來，工程機械的數量及品種大量增加，以至于工程機械所排放的污染物、消耗的資源、產生的粉塵及噪音等造成的影響驚人，即工程機械的發展受到了環境破壞的嚴重制約。所以，工程機械今后的發展趨勢應傾向于節能型、環保型產品的研發，即工程機械的設計與制造應盡可能滿足生態環境發展的要求。本文對工程機械液壓節能技術的現狀及發展趨勢進行了分析，以促使對該項技術的普及和應用

關鍵詞：工程機械;節能液壓技術;現狀與發展

液壓傳動是以流體作為工作介質對能量進行傳動和控制的一種傳動形式。利用有壓的液體經由一些機件控制之后來傳遞運動和動力。液壓技術滲透到很多領域，不斷在民用工業、在機床、工程機械、冶金機械、塑料機械、農林機械、汽車、船舶等行業得到大幅度的應用和發展，而且發展成為包括傳動、控制和檢測在內的一門完整的自動化技術。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 我國工程機械液壓節能技術發展現狀

我國的液壓工業開始于20世紀50年代，目前正處于迅速發展，提高的階段。其產品最初只用于機床和鍛壓設備，后來才用到拖拉機和工程機械上。自從1964年從國外引進一些液壓元件生產技術，同時進行自行設計液壓產品以來，我國的液壓件生產已從低壓到高壓形成系列，并在各種機械設備上得到了廣泛的使用。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。

（1）排量控制。排量控制是通過直接改變變量泵排量的方式，使控制壓力達到所需要的排量值，排量控制主要包括負流量控制和正流量控制兩種方式。

第一，負流量控制。負流量控制系統最初應用在挖掘機上，該系統可消除開中心六通多路閥工作時產生的旁路節流損失。相對于傳統的恒功率變量控制來說，負流量控制克服了泵總在最大流量、最大功率、最大壓力下工作的極端狀態，取得了十分明顯的節能效果。

第二，正流量控制系統。正流量控制系統是以負流量控制技術為基礎發展起來的一項節能技術，該技術特點是操作手柄的先導壓力能對轉向閥和泵的排量進行調節和控制。正流量控制調節泵的壓力信號自先導閥發出，而泵與主控制閥的動作具有高度一致性，這就決定了正流量控制敏感性要優于負流量控制。

（2）LS負荷敏感控制。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，以達到提高液壓系統工作效率的目的。

（3）LUDV控制。LUDV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?？梢约皶r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發展趨勢

以上所介紹的是目前來說在液壓系統節能技術中運用比較多的集中技術。但目前來講，工程機械中對節能影響最明顯的仍是系統的功率匹配問題。過去采用的通常是局部功率匹配，這樣的方式很難實現較為明顯的節能效果，同時，在局部功率匹配的過程中容易出現干涉現象，為節能造成更大的阻礙。而現在尚不成熟的全局功率匹配比局部功率匹配具有更好的靈活性，而且全局功率匹配能有效的解決干涉問題，并能從整體有效的提高液壓系統節能效果，是工程機械液壓節能技術未來的研究方向和發展趨勢。

3 結語

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

參考文獻：

[1] 姜曉峰.解析工程機械液壓節能技術的現狀及發展趨勢[J].山東工業技術，2016，（1）.

[2] 上官兵.工程機械液壓系統故障監測診斷技術的現狀和發展趨勢[J].科技資訊，2015，（14）.

作者簡介：

楊濤（1987-4月），性別：男，民族：漢，籍貫：山東濟寧，學歷：本科，職稱：助理工程師，工作單位：小松山推工程機械有限公司，郵編：27200，研究方向：工程機械制造。

張建（1984-10月），性別：男，民族：漢，籍貫：山東濟寧，學歷：本科，職稱：助理工程師，工作單位：小松山推工程機械有限公司，郵編：27200，研究方向：工程機械制造。

王運來（1988-5月），性別：男，民族：漢，籍貫：山東濟寧，學歷：本科，職稱：助理工程師，工作單位：小松山推工程機械有限公司，郵編：27200，研究方向：工程機械制造。

（作者單位：小松山推工程機械有限公司）