工程機械液壓節能技術的現狀及發展趨勢

劉婷婷

摘 要：隨著自動化控制水平的提升，工程機械液壓節能技術實現了新的突破，呈現出新的發展趨勢。在此背景下，職業院校液壓專業液壓技術教學改革已成為必然。本文主要討論工程機械液壓節能技術現狀及其發展趨勢，提出幾點職業院校液壓專業液壓技術教學改革途徑，希望能給職業院校液壓專業教學改革提供理論幫助。

關鍵詞：工程機械液壓 節能技術 發展趨勢 教學改革

引言

在長久的發展過程中，我國為發展工業、推進國民經濟增長而犧牲了生態環境，對其造成了嚴重的破壞。隨著綠色發展理念的提出，如何堅持工業經濟發展、生態環境保護并舉已經成為工程機械技術發展所面臨的重點、難點問題。為了解決這一問題，人們開始研究與應用各種工程機械節能環保技術，液壓節能技術就是其中之一。^[1]隨著液壓節能技術的應用，國家對液壓專業綜合性人才的需求量不斷增長。面對這一形勢，作為人才儲備基地之一的職業院校應當加強液壓專業液壓技術教學改革，為國家提供綜合性的人才。現對工程機械液壓節能技術現狀、發展趨勢及職業院校液壓專業液壓技術教學改革途徑做以下分析與論述。

一、工程機械液壓節能技術的現狀

工程機械液壓節能技術的核心在于機械的自動控制，目前工程機械液壓系統控制方式有四種，分別為變量泵控制、電液比例控制、多路閥組合控制及混合動力控制，應用于多種不同類型的工程機械。以變量泵控制為主的機械，適用于施工困難程度高的工程，通過控制排量降低能耗。而排量的控制又可分為正流量與負流量控制，前者通過節流調速實現，可增強機械工作效能，后者則可有效防止節流、空流損失現象的發生。以電液比例控制為主的機械，通過加快系統響應速度降低能耗，同時提升機械內部動力系統的靈活性。在此控制中，計算機深度檢測液壓系統運行參數，基于動力系統進行節能改裝。以多路閥組組合控制為主的機械，通過分流控制降低能耗，這種控制方式更加依賴于智能化水平。^[2]以混合動力控制為主的機械，其控制系統分串聯式和并聯式。串聯式的發動機不與動力系統相連，電動機調節轉速與轉矩，發動機提供電能，通過提升機械工作穩定性降低能耗。并聯式的發動機與電動機聯合驅動機械，制動環節中可適當回收發電機制定能量，以實現節能。

二、工程機械液壓節能技術的發展趨勢

現階段，工程機械液壓節能技術呈現出如下發展趨勢：

1.功率節能化

在機械能轉化為壓力能及其反轉換方面，液壓技術已經取得了很大進展，但仍舊存在容積損失和機械損失等能量損耗問題。若能通過減少元件和系統的內部壓力損失、發展低功率電磁閥、改善液壓系統性能等方式減少功率損失，那么壓力能就能得到有效利用，進而提高能量轉換過程的效率。

2.應用成熟化

現階段的液壓節能技術的應用受到了技術上限制，不同工程機械的節能度間差異明顯，所以其應用還有待進一步發展。可以預見的是，若液壓節能技術、節能效率持續提升，那么它就能夠在工程機械中得到廣泛應用，從而逐漸趨向成熟化。^[3]

3.設備智能化

工程機械液壓控制系統除了內部自動控制外，也需要計算機進行外部控制。所以，液壓節能技術和計算機網絡技術的融合是必不可少的。那么，隨著與計算機網絡技術的融合，液壓節能技術勢必會向智能化方向發展。

三、液壓專業液壓技術教學改革途徑

1.開發教學資源

節能是液壓技術發展的重要方向和目標，雖然目前應用液壓節能技術的工程機械的控制方式有四種，但是工程機械涉及的行業領域、節能技術涉及的自動控制原理卻是多方面的。而且，隨著液壓節能技術的發展，相關工程機械的種類、用途也在不斷發生變化。要使當前教學滿足實際需求，教師應當開發液壓節能技術教學資源。^[4]比如說，通過網絡對當地從事工程機械行業的企業進行調研，了解其開發經營的應用液壓節能技術的工程機械型號、結構、工作原理與控制方式，并搜集國內相關研究成果的資料，并將其編制成視頻，用于輔助教學，便于學生了解并學習相關知識。

2.引入項目驅動法

液壓技術教學具有較強的綜合性、實踐性與技術性，教師可通過引入項目驅動法，以項目驅動學生主動學習，并讓學生在合作完成項目的過程中深入理解并掌握所學知識。例如，在實際教學中，給學生布置如下項目“設計基于液壓節能技術的建筑工程機械控制系統，闡述設計背景、設計目的、總體方案，并畫出相關原理圖。”給學生預留充足的時間，比如說一個月或兩個月，讓學生利用課余時間以小組為單位合作完成項目。最后，教師在學期末進行項目方案評比，將評比結果記入學生平時成績。

3.應用虛擬仿真技術

由于教學條件的限制，進入工廠、實訓基地開展液壓節能技術理論教學明顯不會成為可能。為了讓學生更加深刻地認識到液壓控制系統及相關工程機械的結構、原理，教師可在實際教學中應用虛擬仿真技術。例如，使用組態軟件建立工程機械工作仿真圖，讓學生對其進行觀察，鼓勵學生嘗試結合所學知識從中總結其節能原理。再如，使用UG建立工程機械模型圖，利用其中的抓手與分解工具向學生全方位地展示工程機械結構。又如，使用Proteus繪制液壓控制系統原理圖，給學生直觀地展示控制系統各個元件的連接方式。

結語

綜上所述，應用液壓節能技術的工程機械目前主要有四種控制方式，呈現出功率節能化、應用成熟化、設備智能化的發展趨勢。為了使學生更加深刻地認識到液壓節能技術，教師可從實際入手開發相關教學資源，引入項目驅動法，應用虛擬仿真技術，以豐富教學方式方法，進一步推進課堂教學改革。

參考文獻

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[4]凌彥波.工程機械液壓節能技術的現狀及發展趨勢[J].機械管理開發，2017，32（05）：139-140.