关于工程机械的节能技术

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1、整机节能设计

⑴ 合理匹配

工程机械发动机的燃油经济性，是评价产品主要使用性能的重要经济指标。而燃油经济性很大程度上取决于发动机和传动系的匹配。生产效率最高（效率点），但油耗也很高；当发动机工作在最佳比油耗曲线上时，燃油经济性最好（节能点）。在一个作业循环中，机器处于最大功率状态的时间比重并不大。因此，要进行发动机-传动系的合理匹配分析。

在静液压传动中，根据工程机械重载、低速的工作特点和作业过程中对动力及速度的要求，在发动机、液压泵、液压马达三者间，应用微机和负荷传感技术，按照设定的工作模式（轻载、重载、空载）实现压力、流量和功率的节能综合控制，使液压系统和发动机的匹配尽可能地保证实际??作点处于效率点和节能点附近，以获得最高工作效率和最合理的燃油经济性。

液力机械传动的最大缺点是传动效率低（变矩器平均传动效率只有60%左右）。而采用多挡变速器和液力变矩器并结合自动变速控制技术，就能在确保牵引的情况下，将变速器重新“拉回”到高效区工作。

⑵ 合理确定工作载荷

传统的工程机械设计，无论是对发动机的选型还是对工作参数的选择，往往是“靠档选型”、层层加码，结果是设计裕量系数或功率裕量系数均被自然地放大了，最终导致产品结构、尺寸逐级放大。很多机械实际上是在“大马拉小车”的工况下工作，能源浪费严重。为了节能，应当在全面分析作业机理、条件和工况的前提下，运用优化设计、并行设计、试验设计或有限元分析等现代设计方法，取代传统的经验法、类比法，精??合理地确定工作载荷。

⑶ 尽量减少液压系统流量和压力损失

液压系统回路设计合理与否对液压工程机械节能影响很大。如，在调速回路设计中，应避免将节流阀设置在液压系统的进油端（进油节流调速）。这样会使系统油温升高、效率急剧下降，甚至出现故障。在无特定要求时，一般选用变量泵-定量马达、定量泵-变量马达或变量泵-变量马达等容积式调速回路，因该回路的特点是温升小、效率高。Volvo公司的装载机液压 系统采用的是荷载感应式变量泵，能随荷载的变化而输出不同的功率，避免了液压系统的能量浪费。

另外，在液压回路的传统设计中常设置背压阀，以防机器下坡、溜坡超速，损坏马达，但却增加能量损失，解决的办法是在液压马达上加装具有背压功能的控制阀。这样可减少压力损失，提高系统效率。

⑷ 建立能源回收系统

工程机械在行驶或作业过程中往往频繁地减速、制动，致使动能转换成热能损失了，同时也降低了制动器等的使用寿命。可采用蓄电池、飞轮和蓄能器等方式加以回收储存。在挖掘机、装载机、起重机等的动臂、铲斗、吊具等大质量工作装置的回落、下降过程中都可通过蓄能器将重力势能储存起来。统计数据表明，这样的系统设计可减少能耗1/4。更简易的节能办法是，将负荷侧液压油通过必要的连接元件供给液压系统的另一侧，以达到节能的目的。

2、液压元件的节能

经分析，液压元件的能量损耗主要是元件本身或相五连接处的泄漏、内摩擦。因此，要减少能量消耗，就得提高液压泵、马达、液压缸、液压阀和各类液控元件的加工、装配的精度；选择性能优良的密封材料，合理设计密封结构和形式；合理选用润滑、冷却、散热方式；不断改进液压元件的内部结构，减少内摩擦。

由于各种阀类元件都将不同程度地产生流阻，设计时应力求液压元件与控制元件的数量最少，以减少流阻和能耗；同时，在回路中应处理好阀类元件的流阻设置、分配和计算，尽可能使阀能在大、中开口状态下工作，以减少非安全需要的溢流量，减少能量损失。采用高度集成阀是节能的有效措施之一，它能成功取代数量众多的分离式单功能阀类控制元件，既可缩短液流路径，减少流阻损失，又可使系统和整机结构紧凑，减少自重引起的能耗。

还有，合理选择管路管径，优化油管管路布设，都是减少液流阻力、提高系统效率的有效途径。

3、其他节能措施

加强工程机械润滑和管理，可减少摩擦、磨损，提高传动效率。同时，近年来的应用表明，在润滑油中加入一定量的化学添加剂（节能、减摩）能使运动摩擦表面的微观凸起部分变软、平滑。或使添加剂吸附于摩擦副表面，填平微观凹陷部分，改善油膜状态，降低摩擦力。节能的措施还有：保证轮胎气压正常，增设废气涡轮增压器，采用感温器控制的风扇离合器，以及对工程机械的正确维护和管理等。

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