工程机械液压节能技术的现状及发展趋势

陈学明

摘要：随着我国工程技术的不断发展，其工程机械的类型、数量等也随之不断增加。而工程机械的发展对于环保来说却是一个灾难性的问题：污染物的排放、资源消耗、噪音等已经给环境造成了严重的影响。文中主要分析讨论了工程机械液压节能技术的现状与发展趋势，以为工程机械未来的发展指引方向。

关键词：工程机械；液压节能；发展

引言

随着我国现代化建设的推进，工程建设有了突飞猛进的发展，正是成熟的工程建设促进了工程机械的发展。并且现在工程机械不再是以前单一作业模式，有了很多种类，数量也有了很大提高。但是随着工程机械的普及应用，发现工程机械具有能耗大、污染环境等缺点，所以，为了保护环境和节约资源必须要对工程机械进行节能减排，因此，工程机械液压節能技术的研究具有很重要的积极意义。

1工程机械液压节能技术的现状

工程机械液压节能主要是通过电液比例控制、混合动力和变量泵等方式完成的。液压节能的方式并不是相互独立的，而是相互关联的，只有合理结合各个节能方式就能实现最优的液压节能，提高运行效率。

1.1变量泵控制节能技术

通过变量泵的方式进行液压节能是当工程机械的施工空间有很大难度时，可以调节变量泵的排量解决问题，控制压力感应、调节发动机功率等方法可以减少消耗能源。因为应用变量泵进行液压节能具有操作方便、时效性强、节能效率高等优点，所以在当前的工程机械中采用这种液压节能方式是最普遍的。变量泵是通过调节排量进行控制的，所以在不同的工作情况下调节相对应的排量可以减少液压能浪费，使控制更适当。变量泵主要有排量控制、LUDV控制以及LS负载敏感控制。排量控制就是直接改变变量泵的排量，可以调节控制压力达到所需要的排量值。排量控制包括两种控制方式，正、负流量控制。用节流调速代替容积调速是正流量控制，这种控制方式需要加装梭阀组，这样就降低了整个系统的响应速度；负流量控制可以减少换向阀中的空流、节流损失，在PC系列的挖掘机中应用了负流量控制。目前大多数挖掘机都是应用了负流量控制系统。LS负荷敏感控制可以把输出压力、流量以及负载的需求调节为一致的，可以提高液压系统工作效率。但是该LS负荷敏感控制方式存在缺点，当液压阀的开口过大时，或者是供油量没有到达系统要求时，会严重影响负荷元件的运动速度，从而打破液压系统的稳定，所以当工程机械的液压系统的流量很大时不能应用LS负荷敏感控制方式进行液压节能。LUDV系统可以弥补LS负荷敏感控制存在的不足，该系统是单泵单回路系统，区别于其他的负载传感系统，LUDV系统是在节流阀的后面设置了压力补偿阀。负载压力信号决定了该系统中梭阀的极限压力。所以LUDV系统在负载变化不大的机械中应用较多，如小型装载机和小型挖掘机。

1.2电液比例阀控制节能技术

在工程机械液压系统中应用电液比例阀可以简化液压信号的传递管道，从而应用电信号传递液压数据，缩短响应时间，更有利于工程机械的操作。目前计算机技术有了很大进步，可以将计算机与液压系统相结合，实现电液控制智能化，应用计算机技术可以实时监控液压油压和柴油机转速等参数，通过具体数据对工程机械进行相应的动力调整，保证液压系统时刻工作在高效、节能的状态，避免能量浪费。所以，应用计算机技术，发展电液比例控制智能化是未来主要发展趋势。

1.3多路阀组合节能技术

目前在工程机械中应用了很多的多路阀，在多路阀系统中，可以采用直通供油的方式对优先回路进行组合；在中位时，直通共有路和并联共有路共同组成并联回路。可以及时对系统压力、发动机功率以及流量进行监测并反馈给传感阀进行全面控制。多路阀组合的智能化程度越高，液压节能效果越明显。

1.4混合动力系统的应用

在汽车以及工程机械上己经获得了较好的应用效果，其中液压挖掘机、城市公交、高级轿车对混合动力系统的应用更为突出。目前，混合动力系统包括电能作为储存的混合动力系统和压力作为储存的混合动力系统两种动力系统，其具体的功能特点如下①电能储存其主要分为混联式混合动力系统、并联式混合动力系统、串联式混合动力系统。该混合动力系统是以电能作为储存的，这种状态下的电动机工作则更为稳定，不仅工作的时间能够得以延长，还能够回收多余的电能促使系统节能的有效达成。②压力储存与传统的动力系统相比，该混合动力系统对零部件的损坏得以减少，同时汽车尾气的排放也得到了一定程度的控制，对环境的保护具有重要的促进作用。除此以外，通过此种混合动力系统的应用，汽车牵引力的控制和能量的传递都能够得以实现。

2工程机械液压系统节能的发展趋势

1）自动化、机电一体化提高。工程机械技术随着科技的发展和进步而不断发展是一个必然趋势，这将同时带动其液压节能技术朝向智能化不断更新发展。工程机械液压节能技术未来的发展趋势会更加充分运用计算机有关技术来提高其自动检测功能，从而实现更加可靠、精准、系统化地监测、控制各项参数，始终保持发动机运行在高效节能的良好工作状态。这将有利于实现液压挖掘机在不同的工作环境自动控制，并大幅提高工作效率，这就需要设计工作人员对于其自动控制和修复功能进行更为严密、安全级别更高的设计，从而推动工程机械液压节能技术的智能化发展。2）依据功率匹配实现液压节能。对于工程机械来说，影响液压节能技术的最关键的因素是系统的功率匹配问题。在调节的过程当中，若想有效匹配发动机与泵，需要合理调节泵的排量，而系统的负载与泵的有效匹配也依赖于泵排量的调节。这就为二者的调节提出了难题。目前，绝大部分挖掘机常采用负载敏感系统和变量泵两个系统。负载敏感系统要求泵对于系统流量和来自于负载压力具备良好的自适应功能，从而实现泵与负载之间的有效匹配，由此得到匹配的功率来确定发动机的工作点，然后实现自动调节工程机械中发动机油门大小的功能，最终实现系统全局功率的匹配。

结束语

综上所述，当前工程机械液压节能技术的种类繁多，且各自具有良好的节能、环保的特点。而在后续的工程机械应用中，还需要进一步促使节能技术的发展和研究，最大程度的解决处理机械运行中出现的各种问题，从而有效节能、保护环境的同时，强化工程机械的运行效率

参考文献：

[1]王有儒.工程机械液压节能技术的现状及发展趋势[J].科技向导，2013，（24）：327.

[2]安阳，叶兵.探究工程机械液压节能技术的现状及发展趋势[J].电子世界，2014，（2）：167.

[3]汪世益，方勇，满忠伟.工程机械液压节能技术的现状及发展趋势[J].工程机械，2016，（9）：54-55.