工程機(jī)械液壓節(jié)能技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

陳學(xué)明

摘要：隨著我國工程技術(shù)的不斷發(fā)展，其工程機(jī)械的類型、數(shù)量等也隨之不斷增加。而工程機(jī)械的發(fā)展對(duì)于環(huán)保來說卻是一個(gè)災(zāi)難性的問題：污染物的排放、資源消耗、噪音等已經(jīng)給環(huán)境造成了嚴(yán)重的影響。文中主要分析討論了工程機(jī)械液壓節(jié)能技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)，以為工程機(jī)械未來的發(fā)展指引方向。

關(guān)鍵詞：工程機(jī)械；液壓節(jié)能；發(fā)展

引言

隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)的推進(jìn)，工程建設(shè)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，正是成熟的工程建設(shè)促進(jìn)了工程機(jī)械的發(fā)展。并且現(xiàn)在工程機(jī)械不再是以前單一作業(yè)模式，有了很多種類，數(shù)量也有了很大提高。但是隨著工程機(jī)械的普及應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)工程機(jī)械具有能耗大、污染環(huán)境等缺點(diǎn)，所以，為了保護(hù)環(huán)境和節(jié)約資源必須要對(duì)工程機(jī)械進(jìn)行節(jié)能減排，因此，工程機(jī)械液壓節(jié)能技術(shù)的研究具有很重要的積極意義。

1工程機(jī)械液壓節(jié)能技術(shù)的現(xiàn)狀

工程機(jī)械液壓節(jié)能主要是通過電液比例控制、混合動(dòng)力和變量泵等方式完成的。液壓節(jié)能的方式并不是相互獨(dú)立的，而是相互關(guān)聯(lián)的，只有合理結(jié)合各個(gè)節(jié)能方式就能實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的液壓節(jié)能，提高運(yùn)行效率。

1.1變量泵控制節(jié)能技術(shù)

通過變量泵的方式進(jìn)行液壓節(jié)能是當(dāng)工程機(jī)械的施工空間有很大難度時(shí)，可以調(diào)節(jié)變量泵的排量解決問題，控制壓力感應(yīng)、調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)功率等方法可以減少消耗能源。因?yàn)閼?yīng)用變量泵進(jìn)行液壓節(jié)能具有操作方便、時(shí)效性強(qiáng)、節(jié)能效率高等優(yōu)點(diǎn)，所以在當(dāng)前的工程機(jī)械中采用這種液壓節(jié)能方式是最普遍的。變量泵是通過調(diào)節(jié)排量進(jìn)行控制的，所以在不同的工作情況下調(diào)節(jié)相對(duì)應(yīng)的排量可以減少液壓能浪費(fèi)，使控制更適當(dāng)。變量泵主要有排量控制、LUDV控制以及LS負(fù)載敏感控制。排量控制就是直接改變變量泵的排量，可以調(diào)節(jié)控制壓力達(dá)到所需要的排量值。排量控制包括兩種控制方式，正、負(fù)流量控制。用節(jié)流調(diào)速代替容積調(diào)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(gè)系統(tǒng)的響應(yīng)速度；負(fù)流量控制可以減少換向閥中的空流、節(jié)流損失，在PC系列的挖掘機(jī)中應(yīng)用了負(fù)流量控制。目前大多數(shù)挖掘機(jī)都是應(yīng)用了負(fù)流量控制系統(tǒng)。LS負(fù)荷敏感控制可以把輸出壓力、流量以及負(fù)載的需求調(diào)節(jié)為一致的，可以提高液壓系統(tǒng)工作效率。但是該LS負(fù)荷敏感控制方式存在缺點(diǎn)，當(dāng)液壓閥的開口過大時(shí)，或者是供油量沒有到達(dá)系統(tǒng)要求時(shí)，會(huì)嚴(yán)重影響負(fù)荷元件的運(yùn)動(dòng)速度，從而打破液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定，所以當(dāng)工程機(jī)械的液壓系統(tǒng)的流量很大時(shí)不能應(yīng)用LS負(fù)荷敏感控制方式進(jìn)行液壓節(jié)能。LUDV系統(tǒng)可以彌補(bǔ)LS負(fù)荷敏感控制存在的不足，該系統(tǒng)是單泵單回路系統(tǒng)，區(qū)別于其他的負(fù)載傳感系統(tǒng)，LUDV系統(tǒng)是在節(jié)流閥的后面設(shè)置了壓力補(bǔ)償閥。負(fù)載壓力信號(hào)決定了該系統(tǒng)中梭閥的極限壓力。所以LUDV系統(tǒng)在負(fù)載變化不大的機(jī)械中應(yīng)用較多，如小型裝載機(jī)和小型挖掘機(jī)。

1.2電液比例閥控制節(jié)能技術(shù)

在工程機(jī)械液壓系統(tǒng)中應(yīng)用電液比例閥可以簡(jiǎn)化液壓信號(hào)的傳遞管道，從而應(yīng)用電信號(hào)傳遞液壓數(shù)據(jù)，縮短響應(yīng)時(shí)間，更有利于工程機(jī)械的操作。目前計(jì)算機(jī)技術(shù)有了很大進(jìn)步，可以將計(jì)算機(jī)與液壓系統(tǒng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)電液控制智能化，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控液壓油壓和柴油機(jī)轉(zhuǎn)速等參數(shù)，通過具體數(shù)據(jù)對(duì)工程機(jī)械進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)力調(diào)整，保證液壓系統(tǒng)時(shí)刻工作在高效、節(jié)能的狀態(tài)，避免能量浪費(fèi)。所以，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，發(fā)展電液比例控制智能化是未來主要發(fā)展趨勢(shì)。

1.3多路閥組合節(jié)能技術(shù)

目前在工程機(jī)械中應(yīng)用了很多的多路閥，在多路閥系統(tǒng)中，可以采用直通供油的方式對(duì)優(yōu)先回路進(jìn)行組合；在中位時(shí)，直通共有路和并聯(lián)共有路共同組成并聯(lián)回路。可以及時(shí)對(duì)系統(tǒng)壓力、發(fā)動(dòng)機(jī)功率以及流量進(jìn)行監(jiān)測(cè)并反饋給傳感閥進(jìn)行全面控制。多路閥組合的智能化程度越高，液壓節(jié)能效果越明顯。

1.4混合動(dòng)力系統(tǒng)的應(yīng)用

在汽車以及工程機(jī)械上己經(jīng)獲得了較好的應(yīng)用效果，其中液壓挖掘機(jī)、城市公交、高級(jí)轎車對(duì)混合動(dòng)力系統(tǒng)的應(yīng)用更為突出。目前，混合動(dòng)力系統(tǒng)包括電能作為儲(chǔ)存的混合動(dòng)力系統(tǒng)和壓力作為儲(chǔ)存的混合動(dòng)力系統(tǒng)兩種動(dòng)力系統(tǒng)，其具體的功能特點(diǎn)如下①電能儲(chǔ)存其主要分為混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)、并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)、串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)。該混合動(dòng)力系統(tǒng)是以電能作為儲(chǔ)存的，這種狀態(tài)下的電動(dòng)機(jī)工作則更為穩(wěn)定，不僅工作的時(shí)間能夠得以延長(zhǎng)，還能夠回收多余的電能促使系統(tǒng)節(jié)能的有效達(dá)成。②壓力儲(chǔ)存與傳統(tǒng)的動(dòng)力系統(tǒng)相比，該混合動(dòng)力系統(tǒng)對(duì)零部件的損壞得以減少，同時(shí)汽車尾氣的排放也得到了一定程度的控制，對(duì)環(huán)境的保護(hù)具有重要的促進(jìn)作用。除此以外，通過此種混合動(dòng)力系統(tǒng)的應(yīng)用，汽車牽引力的控制和能量的傳遞都能夠得以實(shí)現(xiàn)。

2工程機(jī)械液壓系統(tǒng)節(jié)能的發(fā)展趨勢(shì)

1）自動(dòng)化、機(jī)電一體化提高。工程機(jī)械技術(shù)隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步而不斷發(fā)展是一個(gè)必然趨勢(shì)，這將同時(shí)帶動(dòng)其液壓節(jié)能技術(shù)朝向智能化不斷更新發(fā)展。工程機(jī)械液壓節(jié)能技術(shù)未來的發(fā)展趨勢(shì)會(huì)更加充分運(yùn)用計(jì)算機(jī)有關(guān)技術(shù)來提高其自動(dòng)檢測(cè)功能，從而實(shí)現(xiàn)更加可靠、精準(zhǔn)、系統(tǒng)化地監(jiān)測(cè)、控制各項(xiàng)參數(shù)，始終保持發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在高效節(jié)能的良好工作狀態(tài)。這將有利于實(shí)現(xiàn)液壓挖掘機(jī)在不同的工作環(huán)境自動(dòng)控制，并大幅提高工作效率，這就需要設(shè)計(jì)工作人員對(duì)于其自動(dòng)控制和修復(fù)功能進(jìn)行更為嚴(yán)密、安全級(jí)別更高的設(shè)計(jì)，從而推動(dòng)工程機(jī)械液壓節(jié)能技術(shù)的智能化發(fā)展。2）依據(jù)功率匹配實(shí)現(xiàn)液壓節(jié)能。對(duì)于工程機(jī)械來說，影響液壓節(jié)能技術(shù)的最關(guān)鍵的因素是系統(tǒng)的功率匹配問題。在調(diào)節(jié)的過程當(dāng)中，若想有效匹配發(fā)動(dòng)機(jī)與泵，需要合理調(diào)節(jié)泵的排量，而系統(tǒng)的負(fù)載與泵的有效匹配也依賴于泵排量的調(diào)節(jié)。這就為二者的調(diào)節(jié)提出了難題。目前，絕大部分挖掘機(jī)常采用負(fù)載敏感系統(tǒng)和變量泵兩個(gè)系統(tǒng)。負(fù)載敏感系統(tǒng)要求泵對(duì)于系統(tǒng)流量和來自于負(fù)載壓力具備良好的自適應(yīng)功能，從而實(shí)現(xiàn)泵與負(fù)載之間的有效匹配，由此得到匹配的功率來確定發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)，然后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)工程機(jī)械中發(fā)動(dòng)機(jī)油門大小的功能，最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)全局功率的匹配。

結(jié)束語

綜上所述，當(dāng)前工程機(jī)械液壓節(jié)能技術(shù)的種類繁多，且各自具有良好的節(jié)能、環(huán)保的特點(diǎn)。而在后續(xù)的工程機(jī)械應(yīng)用中，還需要進(jìn)一步促使節(jié)能技術(shù)的發(fā)展和研究，最大程度的解決處理機(jī)械運(yùn)行中出現(xiàn)的各種問題，從而有效節(jié)能、保護(hù)環(huán)境的同時(shí)，強(qiáng)化工程機(jī)械的運(yùn)行效率

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