工程机械的节能技术三脚架
2023-06-01 17:25:15
工程机械的节能技术
2. 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。发动机???作在最大功率点时,生产效率最高,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。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。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。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2/4。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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