淺析工程機(jī)械液壓節(jié)能技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展

王運(yùn)來(lái) 楊濤 張建

摘要：近年來(lái)，工程機(jī)械的數(shù)量及品種大量增加，以至于工程機(jī)械所排放的污染物、消耗的資源、產(chǎn)生的粉塵及噪音等造成的影響驚人，即工程機(jī)械的發(fā)展受到了環(huán)境破壞的嚴(yán)重制約。所以，工程機(jī)械今后的發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)傾向于節(jié)能型、環(huán)保型產(chǎn)品的研發(fā)，即工程機(jī)械的設(shè)計(jì)與制造應(yīng)盡可能滿(mǎn)足生態(tài)環(huán)境發(fā)展的要求。本文對(duì)工程機(jī)械液壓節(jié)能技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析，以促使對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的普及和應(yīng)用

關(guān)鍵詞：工程機(jī)械;節(jié)能液壓技術(shù);現(xiàn)狀與發(fā)展

液壓傳動(dòng)是以流體作為工作介質(zhì)對(duì)能量進(jìn)行傳動(dòng)和控制的一種傳動(dòng)形式。利用有壓的液體經(jīng)由一些機(jī)件控制之后來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。液壓技術(shù)滲透到很多領(lǐng)域，不斷在民用工業(yè)、在機(jī)床、工程機(jī)械、冶金機(jī)械、塑料機(jī)械、農(nóng)林機(jī)械、汽車(chē)、船舶等行業(yè)得到大幅度的應(yīng)用和發(fā)展，而且發(fā)展成為包括傳動(dòng)、控制和檢測(cè)在內(nèi)的一門(mén)完整的自動(dòng)化技術(shù)。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 我國(guó)工程機(jī)械液壓節(jié)能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)的液壓工業(yè)開(kāi)始于20世紀(jì)50年代，目前正處于迅速發(fā)展，提高的階段。其產(chǎn)品最初只用于機(jī)床和鍛壓設(shè)備，后來(lái)才用到拖拉機(jī)和工程機(jī)械上。自從1964年從國(guó)外引進(jìn)一些液壓元件生產(chǎn)技術(shù)，同時(shí)進(jìn)行自行設(shè)計(jì)液壓產(chǎn)品以來(lái)，我國(guó)的液壓件生產(chǎn)已從低壓到高壓形成系列，并在各種機(jī)械設(shè)備上得到了廣泛的使用。工程機(jī)械液壓節(jié)能主要是通過(guò)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(guò)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(wèn)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。

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

第一，負(fù)流量控制。負(fù)流量控制系統(tǒng)最初應(yīng)用在挖掘機(jī)上，該系統(tǒng)可消除開(kāi)中心六通多路閥工作時(shí)產(chǎn)生的旁路節(jié)流損失。相對(duì)于傳統(tǒng)的恒功率變量控制來(lái)說(shuō)，負(fù)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(tài)，取得了十分明顯的節(jié)能效果。

第二，正流量控制系統(tǒng)。正流量控制系統(tǒng)是以負(fù)流量控制技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)節(jié)能技術(shù)，該技術(shù)特點(diǎn)是操作手柄的先導(dǎo)壓力能對(duì)轉(zhuǎn)向閥和泵的排量進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。正流量控制調(diào)節(jié)泵的壓力信號(hào)自先導(dǎo)閥發(fā)出，而泵與主控制閥的動(dòng)作具有高度一致性，這就決定了正流量控制敏感性要優(yōu)于負(fù)流量控制。

（2）LS負(fù)荷敏感控制。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，以達(dá)到提高液壓系統(tǒng)工作效率的目的。

（3）LUDV控制。LUDV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L(fǎng)UDV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(guò)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(lái)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(chē)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(chē)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(chē)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(guò)此種混合動(dòng)力系統(tǒng)的應(yīng)用，汽車(chē)牽引力的控制和能量的傳遞都能夠得以實(shí)現(xiàn)。

2發(fā)展趨勢(shì)

以上所介紹的是目前來(lái)說(shuō)在液壓系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)中運(yùn)用比較多的集中技術(shù)。但目前來(lái)講，工程機(jī)械中對(duì)節(jié)能影響最明顯的仍是系統(tǒng)的功率匹配問(wèn)題。過(guò)去采用的通常是局部功率匹配，這樣的方式很難實(shí)現(xiàn)較為明顯的節(jié)能效果，同時(shí)，在局部功率匹配的過(guò)程中容易出現(xiàn)干涉現(xiàn)象，為節(jié)能造成更大的阻礙。而現(xiàn)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(wèn)題，并能從整體有效的提高液壓系統(tǒng)節(jié)能效果，是工程機(jī)械液壓節(jié)能技術(shù)未來(lái)的研究方向和發(fā)展趨勢(shì)。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，當(dāng)前工程機(jī)械液壓節(jié)能技術(shù)的種類(lèi)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(wèn)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

參考文獻(xiàn)：

[1] 姜曉峰.解析工程機(jī)械液壓節(jié)能技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016，（1）.

[2] 上官兵.工程機(jī)械液壓系統(tǒng)故障監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J].科技資訊，2015，（14）.

作者簡(jiǎn)介：

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

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

王運(yùn)來(lái)（1988-5月），性別：男，民族：漢，籍貫：山東濟(jì)寧，學(xué)歷：本科，職稱(chēng)：助理工程師，工作單位：小松山推工程機(jī)械有限公司，郵編：27200，研究方向：工程機(jī)械制造。

（作者單位：小松山推工程機(jī)械有限公司）