探究新能源工程機械的特點以及研發(fā)趨勢

楊宇程

摘要：新能源工程機械的發(fā)展已經成為當前工程機械設備研究的主要方向，新能源工程機械的發(fā)展不僅能夠滿足于低碳環(huán)保的要求，也能夠進一步促進工程機械產業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，本文將會對新能源工程機械的特點與研發(fā)趨勢進行簡要的概述。

關鍵詞：新能源；工程機械；新能源與工程機械

隨著我國環(huán)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(yè)過程中會產生較大的污染，且對能源消耗力度較高，對環(huán)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(huán)保，因而開發(fā)新能源工程機械是工程機械可持續(xù)發(fā)展的必然方向之一。

一、新能源工程機械的發(fā)展現狀與特點

當前，我國對于新能源工程機械的研究所涉及的程度并不深，在工程機械制造與設計方面的成果還不是很多，但研究方向主要選擇為清潔無污染的能源開發(fā)為主，比如目前在我國多數城市所普及的電氣混合動力公共汽車，國外一些工程機械廠家所推出的純電動工程機械等等，下面本文將對當前果奶外對于新能源工程機械的研究形式，進一步分析新能源工程機械的發(fā)展現狀與特點。

（一）純天然氣工程機械的發(fā)展現狀及特點。

目前，以天然氣作為新能源燃料的工程機械的發(fā)展比較迅速，純天然氣工程機械的發(fā)展類型主要分為兩種：壓縮天然氣和液化天然氣，在實際應用中，我們可以發(fā)現，液化天然氣的續(xù)航能力更高。以天然氣作為主要動力源的工程機械的結構特點為其內部擁有一部燃氣發(fā)動機，并擁有一組或者單個液化天然氣儲氣瓶，接入相應的汽化裝置以及管路；液化天然氣在作為發(fā)動機動力時，為提高其燃燒力度，需先把液化天然氣變成液態(tài)，然后由管路傳輸到燃氣發(fā)動機內，在發(fā)動機裝置中進一步調整，調整后在發(fā)動機內燃燒，對外輸出的轉速、功率、扭矩等傳遞到耗功裝置，實現動力輸出。經過測試，能源消耗費用節(jié)省30%～40%。目前，國內知名的工程機械廠家已經推出了相應的天然氣機械產品。

（二）動力電池工程機械的發(fā)展現狀及特點。

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(fā)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(yōu)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(huán)境污染低的特點。

（三）混合動力工程機械的發(fā)展現狀及特點。

混合動力技術在工程機械中也得到了一定的應用，目前在工程機械中所采用的混合動力的方式主要集中為：油電混合、油液混合、油電液混合等三種方式。目前，混合動力方案普遍采用的是油電混合的解決方案，借助蓄電池、超級電容等儲能元件，實現柴油機輸出功率和扭矩的均衡控制，達到用功率較小的柴油機來驅動大噸位挖掘機的目的。比如山河智能開發(fā)的 SWE230S 油電混合動力液壓挖掘機在典型的定點挖掘并回轉 90°裝車的工況中，回轉制動回收的能量高達回轉所需 40%；整機節(jié)能效果在 20% 以上，并可有效的提高工作效率。另外，油液動力混合的方式在工程機械中也得到了一定的應用，比如工程機械知名品牌————卡特彼勒推出的 336EH 油液混合動力挖掘機，其在營業(yè)過程中比標準機型降低了25%的能耗，但在性能、動力以及生產成本方面與標準機型并沒有差異。

二、新能源工程機械的研發(fā)趨勢分析

（一）注重解決新能源工程機械的動力性能。

目前大多數新能源工程機械所面臨的制約因素主要包括持續(xù)作業(yè)時間短，動力性能不夠強勁，相對于燃料能源工程機械來說，新能源工程機械在動力性能方面，仍然存在一定的差距，這與工程機械內部結構的設計與優(yōu)化具有一定的關系，以天然氣為動力的工程機械為例，由于燃氣發(fā)動機的燃燒動力輸出上可能要略遜于燃油發(fā)動機，因而動力性能較弱，因而一般以天然氣為動力的工程機械并不能適用于大功率作業(yè)現場。也正是因為新能源機械在應用過程中，沒有傳統然后工程機械的適應性更強，所以也就導致一些新能源汽車在普及與推廣過程中受到了一定的制約。由此可見，解決新能源工程機械的動力性能問題，應該成為未來工程機械研究的重點。

（二）重點解決新能源工程機械相關的配套基礎。

新能源工程機械難以得到較快發(fā)展的另一制約因素在于新能源工程機械的發(fā)展時間比較短，其配套供能設施嚴重不足，導致其并不能得到廣泛的推廣與應用。能源補給站相對較少每個新能源的推行都是一個漫長的過程。新能源工程機械在使用過程中因加氣或供電等能源補給困難而影響其正常運行使用。因此，針對于目前新能源工程機械的發(fā)展來說，所需要重點解決的還是新能源供應方面的問題，如果確保新能源工程機械在實際應用時能夠得到穩(wěn)定的能源供應是解決新能源工程機械推廣的重點內容。

三、總結

總的來說，新能源工程機械的發(fā)展空間比較大，在本文的分析中，我們也不難看出，目前針對于新能源工程機械的研究，國內外已經獲得了不同的研究成果。雖然，當前所推出的新能源工程機械類型在實際應用時也達到了相應的節(jié)能減排的效果，但是，目前新能源工程機械在發(fā)展過程中仍然存在很多的制約因素需要解決。由此可見，新能源工程機械的發(fā)展之路還很漫長。本文重點研究了當前國內外新能源工程機械的發(fā)展現狀及特點，并簡要闡述了未來工程機械發(fā)展過程中所需要解決的技術問題以及發(fā)展問題，通過對新能源工程機械的認識分析奠定了我國新能源技術的施工基礎，對新能源建設有著重大的作用。

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