關于工程機械的節能技術
發布時間：2010-01-14 共1頁
1、整機節能設計
⑴ 合理匹配
工程機械發動機的燃油經濟性，是評價產品主要使用性能的重要經濟指標。而燃油經濟性很程度上取決于發動機和傳動系的匹配。生產效率最高（效率點），但油耗也很高；當發動機工作在最佳比油耗曲線上時，燃油經濟性最好（節能點）。在一個作業循環中，機器處于最功率狀態的時間比重并不。因此，要進行發動機-傳動系的合理匹配分析。
在靜液壓傳動中，根據工程機械重載、低速的工作特點和作業過程中對動力及速度的要求，在發動機、液壓泵、液壓馬達三者間，應用微機和負荷傳感技術，按照設定的工作模式（輕載、重載、空載）實現壓力、流量和功率的節能綜合控制，使液壓系統和發動機的匹配盡可能地保證實際??作點處于效率點和節能點附近，以獲得最高工作效率和最合理的燃油經濟性。
液力機械傳動的最缺點是傳動效率低（變矩器平均傳動效率只有60%左右）。而采用多擋變速器和液力變矩器并結合自動變速控制技術，就能在確保牽引的情況下，將變速器重新“拉回”到高效區工作。
⑵ 合理確定工作載荷
傳統的工程機械設計，無論是對發動機的選型還是對工作參數的選擇，往往是“靠檔選型”、層層加碼，結果是設計裕量系數或功率裕量系數均被自然地放了，最終導致產品結構、尺寸逐級放。很多機械實際上是在“馬拉小車”的工況下工作，能源浪費嚴重。為了節能，應當在全面分析作業機理、條件和工況的前提下，運用優化設計、并行設計、試驗設計或有限元分析等現代設計方法，取代傳統的經驗法、類比法，精??合理地確定工作載荷。
⑶ 盡量減少液壓系統流量和壓力損失
液壓系統回路設計合理與否對液壓工程機械節能影響很。如，在調速回路設計中，應避免將節流閥設置在液壓系統的進油端（進油節流調速）。這樣會使系統油溫升高、效率急劇下降，甚至出現故障。在無特定要求時，一般選用變量泵-定量馬達、定量泵-變量馬達或變量泵-變量馬達等容積式調速回路，因該回路的特點是溫升小、效率高。Volvo公司的裝載機液壓 系統采用的是荷載感應式變量泵，能隨荷載的變化而輸出不同的功率，避免了液壓系統的能量浪費。
另外，在液壓回路的傳統設計中常設置背壓閥，以防機器下坡、溜坡超速，損壞馬達，但卻增加能量損失，解決的辦法是在液壓馬達上加裝具有背壓功能的控制閥。這樣可減少壓力損失，提高系統效率。
⑷ 建立能源回收系統
工程機械在行駛或作業過程中往往頻繁地減速、制動，致使動能轉換成熱能損失了，同時也降低了制動器等的使用壽命。可采用蓄電池、飛輪和蓄能器等方式加以回收儲存。在挖掘機、裝載機、起重機等的動臂、鏟斗、吊具等質量工作裝置的回落、下降過程中都可通過蓄能器將重力勢能儲存起來。統計數據表明，這樣的系統設計可減少能耗1/4。更簡易的節能辦法是，將負荷側液壓油通過必要的連接元件供給液壓系統的另一側，以達到節能的目的。
2、液壓元件的節能
經分析，液壓元件的能量損耗主要是元件本身或相五連接處的泄漏、內摩擦。因此，要減少能量消耗，就得提高液壓泵、馬達、液壓缸、液壓閥和各類液控元件的加工、裝配的精度；選擇性能優良的密封材料，合理設計密封結構和形式；合理選用潤滑、冷卻、散熱方式；不斷改進液壓元件的內部結構，減少內摩擦。
由于各種閥類元件都將不同程度地產生流阻，設計時應力求液壓元件與控制元件的數量最少，以減少流阻和能耗；同時，在回路中應處理好閥類元件的流阻設置、分配和計算，盡可能使閥能在、中開口狀態下工作，以減少非安全需要的溢流量，減少能量損失。采用高度集成閥是節能的有效措施之一，它能成功取代數量眾多的分離式單功能閥類控制元件，既可縮短液流路徑，減少流阻損失，又可使系統和整機結構緊湊，減少自重引起的能耗。
還有，合理選擇管路管徑，優化油管管路布設，都是減少液流阻力、提高系統效率的有效途徑。
3、其他節能措施
加強工程機械潤滑和管理，可減少摩擦、磨損，提高傳動效率。同時，近年來的應用表明，在潤滑油中加入一定量的化學添加劑（節能、減摩）能使運動摩擦表面的微觀凸起部分變軟、平滑。或使添加劑吸附于摩擦副表面，填平微觀凹陷部分，改善油膜狀態，降低摩擦力。節能的措施還有：保證輪胎氣壓正常，增設廢氣渦輪增壓器，采用感溫器控制的風扇離合器，以及對工程機械的正確維護和管理等。
⑴ 合理匹配
工程機械發動機的燃油經濟性，是評價產品主要使用性能的重要經濟指標。而燃油經濟性很程度上取決于發動機和傳動系的匹配。生產效率最高（效率點），但油耗也很高；當發動機工作在最佳比油耗曲線上時，燃油經濟性最好（節能點）。在一個作業循環中，機器處于最功率狀態的時間比重并不。因此，要進行發動機-傳動系的合理匹配分析。
在靜液壓傳動中，根據工程機械重載、低速的工作特點和作業過程中對動力及速度的要求，在發動機、液壓泵、液壓馬達三者間，應用微機和負荷傳感技術，按照設定的工作模式（輕載、重載、空載）實現壓力、流量和功率的節能綜合控制，使液壓系統和發動機的匹配盡可能地保證實際??作點處于效率點和節能點附近，以獲得最高工作效率和最合理的燃油經濟性。
液力機械傳動的最缺點是傳動效率低（變矩器平均傳動效率只有60%左右）。而采用多擋變速器和液力變矩器并結合自動變速控制技術，就能在確保牽引的情況下，將變速器重新“拉回”到高效區工作。
⑵ 合理確定工作載荷
傳統的工程機械設計，無論是對發動機的選型還是對工作參數的選擇，往往是“靠檔選型”、層層加碼，結果是設計裕量系數或功率裕量系數均被自然地放了，最終導致產品結構、尺寸逐級放。很多機械實際上是在“馬拉小車”的工況下工作，能源浪費嚴重。為了節能，應當在全面分析作業機理、條件和工況的前提下，運用優化設計、并行設計、試驗設計或有限元分析等現代設計方法，取代傳統的經驗法、類比法，精??合理地確定工作載荷。
⑶ 盡量減少液壓系統流量和壓力損失
液壓系統回路設計合理與否對液壓工程機械節能影響很。如，在調速回路設計中，應避免將節流閥設置在液壓系統的進油端（進油節流調速）。這樣會使系統油溫升高、效率急劇下降，甚至出現故障。在無特定要求時，一般選用變量泵-定量馬達、定量泵-變量馬達或變量泵-變量馬達等容積式調速回路，因該回路的特點是溫升小、效率高。Volvo公司的裝載機液壓 系統采用的是荷載感應式變量泵，能隨荷載的變化而輸出不同的功率，避免了液壓系統的能量浪費。
另外，在液壓回路的傳統設計中常設置背壓閥，以防機器下坡、溜坡超速，損壞馬達，但卻增加能量損失，解決的辦法是在液壓馬達上加裝具有背壓功能的控制閥。這樣可減少壓力損失，提高系統效率。
⑷ 建立能源回收系統
工程機械在行駛或作業過程中往往頻繁地減速、制動，致使動能轉換成熱能損失了，同時也降低了制動器等的使用壽命。可采用蓄電池、飛輪和蓄能器等方式加以回收儲存。在挖掘機、裝載機、起重機等的動臂、鏟斗、吊具等質量工作裝置的回落、下降過程中都可通過蓄能器將重力勢能儲存起來。統計數據表明，這樣的系統設計可減少能耗1/4。更簡易的節能辦法是，將負荷側液壓油通過必要的連接元件供給液壓系統的另一側，以達到節能的目的。
2、液壓元件的節能
經分析，液壓元件的能量損耗主要是元件本身或相五連接處的泄漏、內摩擦。因此，要減少能量消耗，就得提高液壓泵、馬達、液壓缸、液壓閥和各類液控元件的加工、裝配的精度；選擇性能優良的密封材料，合理設計密封結構和形式；合理選用潤滑、冷卻、散熱方式；不斷改進液壓元件的內部結構，減少內摩擦。
由于各種閥類元件都將不同程度地產生流阻，設計時應力求液壓元件與控制元件的數量最少，以減少流阻和能耗；同時，在回路中應處理好閥類元件的流阻設置、分配和計算，盡可能使閥能在、中開口狀態下工作，以減少非安全需要的溢流量，減少能量損失。采用高度集成閥是節能的有效措施之一，它能成功取代數量眾多的分離式單功能閥類控制元件，既可縮短液流路徑，減少流阻損失，又可使系統和整機結構緊湊，減少自重引起的能耗。
還有，合理選擇管路管徑，優化油管管路布設，都是減少液流阻力、提高系統效率的有效途徑。
3、其他節能措施
加強工程機械潤滑和管理，可減少摩擦、磨損，提高傳動效率。同時，近年來的應用表明，在潤滑油中加入一定量的化學添加劑（節能、減摩）能使運動摩擦表面的微觀凸起部分變軟、平滑。或使添加劑吸附于摩擦副表面，填平微觀凹陷部分，改善油膜狀態，降低摩擦力。節能的措施還有：保證輪胎氣壓正常，增設廢氣渦輪增壓器，采用感溫器控制的風扇離合器，以及對工程機械的正確維護和管理等。
