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    行业技术/IndustryTechnology

    液压混合动力技术究竟如何?

    发布日期:2014-07-23 浏览次数:
    导读: 近几年,混合动力技术在工程机械上的应用非常热门,吸引了一批制造商去开发尝试,期望能够降低内燃机排放、节约燃油,满足日益严格的排放法规要求。 ...

    近几年,混合动力技术在工程机械上的应用非常热门,吸引了一批制造商去开发尝试,期望能够降低内燃机排放、节约燃油,满足日益严格的排放法规要求。目前,柴油机-电动机混合动力和柴油机-液压混合动力是两种主要的混合动力方式,飞轮机械储能也具有很多优点,但在移动机器领域还没有太多案例。柴油机-电动机混合动力技术在公路车辆如乘用车上得到了成功的应用,但在工程机械应用开发中面临很多困难。

    相比公路车辆,非道路车辆如工程机械复杂的作业工况和恶劣的工作环境增加了储能部件和控制系统的开发难度,所以世界上目前只有小松、沃尔沃、卡特彼勒等企业,最近才在市场上推出了挖掘机、装载机和推土机若干种机型。柴油机-液压混合技术在公路车辆领域难以与柴油机-电动机混合动力技术竞争,但工程机械传动系统通常使用液压传动方式,那么配置蓄能器回收作业机构的势能或行驶制动的动能,就理所当然了。卡特彼勒近期推出的柴油机-液压混合动力机型就是典型的代表,其蓄能部件比蓄电池或电容更适合恶劣环境和工况。

    国内也有很多研究机构和制造商研发混合动力工程机械,但缺乏技术成熟性能稳定地产品,主要是无法掌握核心部件和控制系统的设计与制造关键技术,难以满足工程机械的可靠性和经济性要求。此外,混合动力也不是唯一的解决办法,节能减排的途径很多,如清洁型内燃机、尾气处理系统、高效液压系统及其电力驱动系统等。例如,即使是单一的能源传动方式,新技术的应用也将获得很高的能量利用率,如美国近期研发的单泵单液压缸闭式液压系统,在全液压挖掘机上的测试结果表明提高了30%以上的能量利用率,这是一般的并联和串联式混合动力系统也难以达到的。

    因此,预期未来,无论在在公路还是非公路车辆上,混合动力都将是一个过渡时期的技术。新原理和新材料技术的进步,必将促使电力储能部件的能量密度和功率密度指标有较大的提升,那么功率重量比指标和续航能力将满足工程机械的苛刻要求,统治移动设备的原动机——内燃机将面临挑战,电机作为原动机驱动高效液压系统,或直接作为轮边马达驱动行走装置的方式将会成为未来一种重要传动形式之一。当然内燃机技术也必将在竞争中进步,使用清洁燃料的内燃机就不存在排放问题了;高燃料压缩比的自由活塞发动机热效率将显著提高,其自身就是一个内燃机和液压泵的复合体,体积和重量比传统曲轴连杆式内燃机大幅降低。使用燃料的化学相变能作为原动机的技术研发也已开展多年,其热效率、能量密度等指标也是非常吸引人的,目前在小型移动设备上更具吸引力。

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