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【摘 要】液压挖掘机是各类生产、建设工程中的常规机械,但在其工作过程中普遍存在能量损失,损耗率可以达到2/3,甚至更高,直接影响到能源利用率和生产成本。近年来,液压挖掘机节能降耗的研发工作取得了诸多成果,目前存在多种节能技术思路,对未来的研发方向具有一定的指导意义。鉴于此,文章结合笔者多年工作经验,对工程机械液压节能技术的发展分析提出了一些建议,仅供参考。
【关键词】工程机械;液压节能技术的发展;分析
引言
持续研究和分析液压机械节能控制技术的开发对高效节约能源资源和提高机械行业智能开发水平至关重要。因此,我们首先要了解和理解液压机械节能控制技术的研究现状以及工程机械液压技术开发的系统控制方式,对工程机械液压节能技术的发展趋势进行有效分析,可以提高工程机械设备的使用质量,从而实现能源资源的有效节约,从而能够持续促进我们工业的可持续稳定发展。
1、工程机械液压节能技术概述
1.1混合动力节能技术
传统的液压挖掘机动力系统工作效率比较低,无法实际匹配负载,这种系统会产生较高的油耗水平,同时具有较大的排放量。为了解决传统液压挖掘机动力系统问题,可以利用混合动力液压挖掘机,促使电池和柴油机共同工作。如果负载比较小,柴油机负责发电机的发电,在蓄电池等储能元件当中储存电能。在大负载工况下,混合動力液压挖掘机会释放储存的电能,可以驱动电机工作,满足峰值负载功率的工作要求。一些混合动力液压挖掘机利用电机驱动液压系统,需要平衡柴油机的输出功率和扭矩。当前我国广泛利用混合动力的液压挖掘机类型为小松HB205-1和卡特彼勒336E型对比传统供电挖掘机,这两种油耗水平比较低,同时也可以降低挖掘机的工作噪音。利用电机控制技术,可以控制每个液压缸,放弃多路阀控制方法,避免发生节流损失问题。但是液压挖掘机动力系统的能量转换过程比较复杂,在这个过程中会损失较多的能量,因此对系统工作技术提出严格要求,这也加大了制作成本,正是因为这些缺点,导致混合动力技术在当前的适用范围比较小。
1.2柴油机电喷控制技术
在现代柴油机当中广泛利用电控喷射和共轨以及涡轮增压中冷技术等,电喷柴油机在汽车领域已经发展的较为成熟,但是在工程机械行业仍旧需要进一步推广。通过控制喷油时间,可以调节柴油机电控喷射系统供电负荷。
2、现代机械中液压技术的应用现状
液压技术已经在西方国家广泛使用,应用了很多电子高新技术、液压和各种新材料,使机械技术更加高效和智能。液压技术目前在我国机械应用主要包括拖拉机的驱动技术、联合收割机的动力换挡、驱动技术等,提高了我国机械电液自动化水平。液压技术能有效地连接农具和拖拉机,在机械应用中,液压技术侧重于过载保护。现代农具中常见的是液压悬挂运动,工件翻转、工件折叠和工件驱动经常应用于联合和双打操作。悬挂技术适用于重量小、工作宽的农具,启动拖拉机液压系统以调节耕种深度。谷类联合收获机可以使用液压驱动技术,无线变速性能可以提高收获机的工作效率,进一步简化机械结构。目前,随着液压技术的不断提高,联合收获机的应用也在不断加深,在脱粒鼓速度、卸载桶控制、离合器操作、自动收获机速度调节等方面已经有了显着发展。这些特点可以看出整个液压转向系统和液压驱动系统对机械作用的积极影响。
3、工程机械液压节能技术的发展分析
3.1液压技术的节能化发展
据了解,我国农机动力已达到高水平,总动力水平为5亿kw左右。但是电力水平过高会增加农业产业的总体能源消耗,因此有必要在此基础上重视农机节能技术的合理应用。应用农机变压器后强调节能,可以降低主机性能,改善应用技术等,满足低能耗要求。业机械设备在应用的过程中,液压油之间,元件间和零件间等都会有相互摩擦的现象。油压油的质量直接影响油泵体积的效率,如果农机在运转过程中损坏了运动表面之间的油膜,摩擦力会增加,油温会增加,影响农机的正常运转,对农机设备造成损害。因此,农机液压技术的节能发展至关重要。
3.2步进梁升降液压控制节能
通过节能改造后的步进梁升降液压控制原理,由液压技术组、补压装置、压力切换阀组、比例阀组,缸旁阀组和能量回收型平衡液压缸组成。液压技术组分高压组和低压组,高压组负责供油托起步进梁加钢坯(下降时负责回收梁加坯的高压油),低压组只托起空梁(下降时负责回收空梁的低压油)。补压装置中补压泵为液压技术组补压间歇性工作,当高、低压液压技术组压力分别低于设定值时,压力继电器(元件9.3)发讯启动补压泵,当压力达到液压技术正常工作压力时停止补压。压力切换阀组为节能模式与常规模式切换的阀门,原液压站设备与能量回收单元并联,出现故障时能关闭能量回收单元,切至原系统工作状态,以确保生产稳定。节能改造前步进梁升降,原来只有高位、低位两个检测位置,节能改造后多了1个托岗位。从而步进梁提升位置检测元件(如编码器等),需重新更换或调整,除了核对低位(或称为0位),还需重新校核托岗位。因考虑到油缸销轴、步进框架、动静梁平面等磨损情况,托岗位可能会低于实际设置的值,需在程序中做个优化。即低压蓄能组托起空量上升完成超过1秒,仍未到设定的托岗位时,高压液压技术组需提早帮助将空梁继续托起,直到将钢坯完全提升到高位。某厂步进式加热炉液压系统已于2018年11月完成节能改造,改造前油泵电机(电机功率75kW/台)四用一备,改造后只需开启一台油泵电机,经过实测,改造前后加热炉液压系统吨钢电耗平均下降61%。改造后的实践效果表明,在维持现有加热炉步进周期的前提下,更换可回收能量的液压油缸,增设能量回收单元,可将液压泵的工作模式由四用一备,改为一用四备;原液压站设备与改造后的能量回收单元并联,如能量回收单元出现故障时能有效关闭,切至原系统工作状态,以确保生产稳定。由此可见,通过对步进梁下降时的重力势能回收再利用,是步进式加热炉液压系统节能增效改造的有效途径。
3.3工程机械液压节能技术发展趋势
我们想提高工程机械液压节能技术的总体使用水平,就要进一步努力研究关键技术问题和创新方面。例如:对于挖掘机,请对整个设备执行适当的匹配,以便挖掘机在使用过程中具有较高的节能效果。随着我国工业不断快速发展和发展,今后建设机械油压节能技术不断更新时,要提高机械油压节能技术的智能性和系统化发展水平,作为我国未来的主要发展趋势,要确保工业产品生产,实现节约能源,实现资源合理保护等意义。
结束语
综上所述,工程机械液压节能技术的未来发展为工程机械液压节能技术的可持续发展奠定了技术基础。在未来的开发过程中,需要不断改进工程机械液压节能技术,降低能量损失量,提高能源利用率。
参考文献:
[1]王保刚.工程机械液压系统节能技术综述与发展[J].南方农机,2018,49(18):64.
[2]万锋.工程机械液压节能技术的现状及前景探究[J].低碳世界,2018(05):46-47.
[3]何志勇.工程机械液压系统节能技术综述与发展[J].内燃机与配件,2018(06):221-222.
[4]张建新.工程机械液压节能技术的发展研究[J].现代制造技术与装备,2017(10):64-65.
[5]梁天宇.工程机械液压节能技术的现状与发展趋势研究[J].农家参谋,2017(18):205.
【关键词】工程机械;液压节能技术的发展;分析
引言
持续研究和分析液压机械节能控制技术的开发对高效节约能源资源和提高机械行业智能开发水平至关重要。因此,我们首先要了解和理解液压机械节能控制技术的研究现状以及工程机械液压技术开发的系统控制方式,对工程机械液压节能技术的发展趋势进行有效分析,可以提高工程机械设备的使用质量,从而实现能源资源的有效节约,从而能够持续促进我们工业的可持续稳定发展。
1、工程机械液压节能技术概述
1.1混合动力节能技术
传统的液压挖掘机动力系统工作效率比较低,无法实际匹配负载,这种系统会产生较高的油耗水平,同时具有较大的排放量。为了解决传统液压挖掘机动力系统问题,可以利用混合动力液压挖掘机,促使电池和柴油机共同工作。如果负载比较小,柴油机负责发电机的发电,在蓄电池等储能元件当中储存电能。在大负载工况下,混合動力液压挖掘机会释放储存的电能,可以驱动电机工作,满足峰值负载功率的工作要求。一些混合动力液压挖掘机利用电机驱动液压系统,需要平衡柴油机的输出功率和扭矩。当前我国广泛利用混合动力的液压挖掘机类型为小松HB205-1和卡特彼勒336E型对比传统供电挖掘机,这两种油耗水平比较低,同时也可以降低挖掘机的工作噪音。利用电机控制技术,可以控制每个液压缸,放弃多路阀控制方法,避免发生节流损失问题。但是液压挖掘机动力系统的能量转换过程比较复杂,在这个过程中会损失较多的能量,因此对系统工作技术提出严格要求,这也加大了制作成本,正是因为这些缺点,导致混合动力技术在当前的适用范围比较小。
1.2柴油机电喷控制技术
在现代柴油机当中广泛利用电控喷射和共轨以及涡轮增压中冷技术等,电喷柴油机在汽车领域已经发展的较为成熟,但是在工程机械行业仍旧需要进一步推广。通过控制喷油时间,可以调节柴油机电控喷射系统供电负荷。
2、现代机械中液压技术的应用现状
液压技术已经在西方国家广泛使用,应用了很多电子高新技术、液压和各种新材料,使机械技术更加高效和智能。液压技术目前在我国机械应用主要包括拖拉机的驱动技术、联合收割机的动力换挡、驱动技术等,提高了我国机械电液自动化水平。液压技术能有效地连接农具和拖拉机,在机械应用中,液压技术侧重于过载保护。现代农具中常见的是液压悬挂运动,工件翻转、工件折叠和工件驱动经常应用于联合和双打操作。悬挂技术适用于重量小、工作宽的农具,启动拖拉机液压系统以调节耕种深度。谷类联合收获机可以使用液压驱动技术,无线变速性能可以提高收获机的工作效率,进一步简化机械结构。目前,随着液压技术的不断提高,联合收获机的应用也在不断加深,在脱粒鼓速度、卸载桶控制、离合器操作、自动收获机速度调节等方面已经有了显着发展。这些特点可以看出整个液压转向系统和液压驱动系统对机械作用的积极影响。
3、工程机械液压节能技术的发展分析
3.1液压技术的节能化发展
据了解,我国农机动力已达到高水平,总动力水平为5亿kw左右。但是电力水平过高会增加农业产业的总体能源消耗,因此有必要在此基础上重视农机节能技术的合理应用。应用农机变压器后强调节能,可以降低主机性能,改善应用技术等,满足低能耗要求。业机械设备在应用的过程中,液压油之间,元件间和零件间等都会有相互摩擦的现象。油压油的质量直接影响油泵体积的效率,如果农机在运转过程中损坏了运动表面之间的油膜,摩擦力会增加,油温会增加,影响农机的正常运转,对农机设备造成损害。因此,农机液压技术的节能发展至关重要。
3.2步进梁升降液压控制节能
通过节能改造后的步进梁升降液压控制原理,由液压技术组、补压装置、压力切换阀组、比例阀组,缸旁阀组和能量回收型平衡液压缸组成。液压技术组分高压组和低压组,高压组负责供油托起步进梁加钢坯(下降时负责回收梁加坯的高压油),低压组只托起空梁(下降时负责回收空梁的低压油)。补压装置中补压泵为液压技术组补压间歇性工作,当高、低压液压技术组压力分别低于设定值时,压力继电器(元件9.3)发讯启动补压泵,当压力达到液压技术正常工作压力时停止补压。压力切换阀组为节能模式与常规模式切换的阀门,原液压站设备与能量回收单元并联,出现故障时能关闭能量回收单元,切至原系统工作状态,以确保生产稳定。节能改造前步进梁升降,原来只有高位、低位两个检测位置,节能改造后多了1个托岗位。从而步进梁提升位置检测元件(如编码器等),需重新更换或调整,除了核对低位(或称为0位),还需重新校核托岗位。因考虑到油缸销轴、步进框架、动静梁平面等磨损情况,托岗位可能会低于实际设置的值,需在程序中做个优化。即低压蓄能组托起空量上升完成超过1秒,仍未到设定的托岗位时,高压液压技术组需提早帮助将空梁继续托起,直到将钢坯完全提升到高位。某厂步进式加热炉液压系统已于2018年11月完成节能改造,改造前油泵电机(电机功率75kW/台)四用一备,改造后只需开启一台油泵电机,经过实测,改造前后加热炉液压系统吨钢电耗平均下降61%。改造后的实践效果表明,在维持现有加热炉步进周期的前提下,更换可回收能量的液压油缸,增设能量回收单元,可将液压泵的工作模式由四用一备,改为一用四备;原液压站设备与改造后的能量回收单元并联,如能量回收单元出现故障时能有效关闭,切至原系统工作状态,以确保生产稳定。由此可见,通过对步进梁下降时的重力势能回收再利用,是步进式加热炉液压系统节能增效改造的有效途径。
3.3工程机械液压节能技术发展趋势
我们想提高工程机械液压节能技术的总体使用水平,就要进一步努力研究关键技术问题和创新方面。例如:对于挖掘机,请对整个设备执行适当的匹配,以便挖掘机在使用过程中具有较高的节能效果。随着我国工业不断快速发展和发展,今后建设机械油压节能技术不断更新时,要提高机械油压节能技术的智能性和系统化发展水平,作为我国未来的主要发展趋势,要确保工业产品生产,实现节约能源,实现资源合理保护等意义。
结束语
综上所述,工程机械液压节能技术的未来发展为工程机械液压节能技术的可持续发展奠定了技术基础。在未来的开发过程中,需要不断改进工程机械液压节能技术,降低能量损失量,提高能源利用率。
参考文献:
[1]王保刚.工程机械液压系统节能技术综述与发展[J].南方农机,2018,49(18):64.
[2]万锋.工程机械液压节能技术的现状及前景探究[J].低碳世界,2018(05):46-47.
[3]何志勇.工程机械液压系统节能技术综述与发展[J].内燃机与配件,2018(06):221-222.
[4]张建新.工程机械液压节能技术的发展研究[J].现代制造技术与装备,2017(10):64-65.
[5]梁天宇.工程机械液压节能技术的现状与发展趋势研究[J].农家参谋,2017(18):205.