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  • 裝載機(jī)節(jié)能技術(shù)與專用零部件發(fā)展--柳工研究院黃建兵所長

    http://www.njxszs.com 2015年09月19日        

    一、             輪式裝載機(jī)能量消耗特點(diǎn)
    l       發(fā)動機(jī)能量可以傳遞給傳動系統(tǒng)用于驅(qū)動輪胎使機(jī)器移動,也可以傳遞給液壓系統(tǒng)驅(qū)動工作裝置或轉(zhuǎn)向系統(tǒng)予以工作,完成復(fù)合動作。

    l       在設(shè)計原理上,國內(nèi)裝載機(jī)的發(fā)動機(jī)動力一般優(yōu)先傳遞給液壓系統(tǒng),但液壓、傳動系統(tǒng)同時消耗功率的時間很短
    l       柴油發(fā)動機(jī)的外特性曲線表明,一般最經(jīng)濟(jì)油耗區(qū)在于最大扭矩點(diǎn)

    l       一定負(fù)載下,發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速越高,油耗量越高,裝載機(jī)的動作就越快,效率越高

    l       發(fā)動機(jī)與變矩器匹配的效果會對整機(jī)傳動效率帶來重大影響

    二、裝載機(jī)常用節(jié)能技術(shù)

       1. 減少液壓系統(tǒng)的無用功消耗(如壓力損失)
       2. 優(yōu)化提高發(fā)動機(jī)與變矩器、變速箱的匹配特性
       3. 采用負(fù)荷傳感液壓技術(shù),使消耗功率隨負(fù)載而變
       4. 采用發(fā)動機(jī)節(jié)能技術(shù)并提高機(jī)械效率
       5. 靜液壓傳動系統(tǒng)

    1、減少液壓系統(tǒng)的無用功消耗

    l       普通定量獨(dú)立系統(tǒng)中,裝載機(jī)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的油量全部回到油箱中,沒有產(chǎn)生動能,反而產(chǎn)生了熱量,是較容易浪費(fèi)能量而發(fā)熱的系統(tǒng);

    l       所以相比而言,轉(zhuǎn)向優(yōu)先,雙泵合流系統(tǒng)可以充分利用轉(zhuǎn)向泵的能量而降低了能量消耗;

    l       同軸流量放大器雖然結(jié)構(gòu)緊湊,但是大量的液壓流動,使之成為一個消耗能量的元件之一;

    l       提高泵的工作效率、降低管路壓力損失、濾油器壓力損失、壓力閥壓力損失都可以節(jié)能
    2、優(yōu)化提高發(fā)動機(jī)與變矩器、變速箱的匹配特性

    l       降低發(fā)動機(jī)額定轉(zhuǎn)速,采用大扭矩發(fā)動機(jī);

    l       重新設(shè)計高效率變矩器并優(yōu)化匹配曲線;

    l       采用電液控制多檔位變速箱,匹配三元件變矩器;
    3、采用負(fù)荷傳感液壓技術(shù),使消耗功率隨負(fù)載而變

    l       負(fù)荷傳感的變量液壓系統(tǒng)已經(jīng)在國外裝載機(jī)上廣泛使用,最大優(yōu)點(diǎn)就是節(jié)能效果明顯;

    l       轉(zhuǎn)向動態(tài)負(fù)荷傳感系統(tǒng)也是同時采用的技術(shù)之一,讓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)只是在需要時才供給能量;
    4、采用發(fā)動機(jī)節(jié)能技術(shù)并提高機(jī)械效率

    l       柴油發(fā)動機(jī)的節(jié)能技術(shù)可以從進(jìn)氣、排氣、燃油噴射等方式予以提高改善;

    l       電子控制發(fā)動機(jī)使發(fā)動機(jī)不工作時自動執(zhí)行怠速運(yùn)行狀態(tài),最大程度地節(jié)約能源;

    l       獨(dú)立散熱系統(tǒng),根據(jù)發(fā)動機(jī)水溫、液壓系統(tǒng)、變速箱系統(tǒng)油溫控制合適的散熱風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。

    5、靜液壓傳動系統(tǒng)

    l       靜液壓傳動系統(tǒng)簡而言之就是采用液壓泵驅(qū)動液壓馬達(dá)然后傳遞給傳動系統(tǒng)工作的方式;

    l       設(shè)計良好的靜液壓系統(tǒng)可以最大效率地根據(jù)負(fù)載使用發(fā)動機(jī)功率,節(jié)約大量能量;

    節(jié)能專用零部件發(fā)展

    原有整機(jī)不改變系統(tǒng)的情況下:

    l       一般情況下,選擇節(jié)油的發(fā)動機(jī)是最快捷有效的途徑之一,因此,節(jié)油型發(fā)動機(jī)是未來節(jié)能主要關(guān)鍵零部件;

    l       高效率的液壓元件,包括高效率的液壓齒輪泵、葉片泵,低壓力損失的管路接頭、液壓閥,也是減少能量損耗的關(guān)鍵零部件;

    l       重新優(yōu)化設(shè)計研發(fā)變矩器,提高傳動系統(tǒng)的齒輪傳動效率,減少不必要的機(jī)械摩擦損失,由高質(zhì)量的零部件來節(jié)能。

    節(jié)能新系統(tǒng)

    l       負(fù)荷傳感變量泵是未來液壓節(jié)能主要關(guān)鍵零部件;

    l       中位閉式的液壓控制閥是液壓系統(tǒng)的另一種主要零部件;

    l       轉(zhuǎn)向優(yōu)先閥、負(fù)荷傳感轉(zhuǎn)向器是未來的主要配套元件;

    l       低轉(zhuǎn)速大扭矩發(fā)動機(jī)是重要動力源;

    l       新配套變矩器和變速箱是重要的匹配傳動系統(tǒng);

    l       小型的靜液壓傳動系統(tǒng)將逐步成為主要傳動方式。

    總結(jié)

    l       定量齒輪泵系統(tǒng)由于節(jié)能效果差,將在高端、大型裝載機(jī)中逐步淘汰;

    l       新型增壓發(fā)動機(jī)隨著國家排放法規(guī)的執(zhí)行時間表,逐漸取代現(xiàn)有的自然吸氣發(fā)動機(jī);

    l       液壓閥會集中在高級的先導(dǎo)控制液控閥,閉式回路分配閥,優(yōu)先閥逐步流行起來;

    l       變矩器將進(jìn)行再一次的升級更新;

    l       各裝載機(jī)廠家將各自開發(fā)自己的變速箱等傳動系統(tǒng);

    l       變量柱塞泵不但在未來裝載機(jī)中大量使用,也是目前裝載機(jī)的主要元件,這個產(chǎn)品的國產(chǎn)化將成為今后與未來重要的增長點(diǎn);

    l       負(fù)荷傳感液壓系統(tǒng)在裝載機(jī)上的應(yīng)用一方面與國產(chǎn)零部件發(fā)展情況關(guān)系重大,另一方面也與燃油消耗成本的上升有關(guān);

    l       短期內(nèi),中國客戶并不會為初期采購而付出太多的成本,所以這些關(guān)鍵的核心節(jié)能零部件多依賴于原裝進(jìn)口;

    l       國內(nèi)關(guān)注節(jié)能的裝載機(jī)廠家越來越多,不僅僅是節(jié)能系統(tǒng),而且是其他更先進(jìn)的系統(tǒng)也開始了研究。

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