挖掘机节能减排技术

随着经济的快速发展,能源短缺问题日益突出,对能源消耗大户的挖掘机来说,节能技术的研究刻不容缓。目前,国内外主流挖掘机厂商投入了大量的精力到节能技术研究上,如:动力部分:混合动力、新能源(电动、天然气动力)。液压系统:液压能回收、传统的流量再生及独立控制、vbo、incova及多泵系统。控制系统:自动怠速、全局优化。
1、动力部分
混合动力回转采用纯电机驱动,发动机与主泵之间设有主电机(发电/电动机),采用超级电容作为储电装置;主电机平衡发动机功率,使其在最佳工况附近工作,降低燃油消耗;回转电机利用超级电容中电能驱动上车回转,但回转制动时,回转电机作为发电机发电吸收回转制动能量,提高能量利用率;制造成本较高,市场竞争力较低,但随着零部件成本的降低,存在大规模普及的可能;主电机设置在主泵末端,与发动机、主泵同轴串联;采用油电混合动力回转马达;储电装置为超级电容;主电机平衡发动机功率,使其在最佳工况附近工作,降低燃油消耗;混合动力回转马达,电机发电回收制动能量,提高能量利用率;油电混合动力驱动回转,提高回转操作舒适性以及混合动力系统可靠性;新能源(电动)采用可充电式蓄电池组替代原燃油系统,使用外置式充电机定时给蓄电池组充电。新能源(天然气动力)天然气发动机以天然气(主要成份为甲烷)为动力能源。目前有液化天然气(lng)和压缩天然气(cng)两种供气方式。lng在动力性、安全性、续航能力和维护成本上都优于cng。所以lng比cng更适合在挖挖掘机上使用。
2、液压系统
液压能回收回转制动时的高压油,通过能量回收阀,直接由液压蓄能器回收该高压油;回转启动时,蓄能器释放已回收的高压油,经能量回收阀,补充到回转马达中;通过改进后的发动机与泵控制方案,回转启动时由于蓄能器中已回收的高压油补充,减少主泵对回转的液压油提供,降低整车燃油消耗;动臂下降时,开启能量回收阀、关闭回油阀及开关阀,动臂大腔除再生以外的压力油全部储存入蓄能器;动臂提升时,关闭能量回收阀和回油阀、开启开关阀,蓄能器的液压油驱动液压马达;传统的流量再生及独立控制当工作装置处于无负载下落时,将液压缸某一腔的油引入另一腔,以提高工作装置执行速度的节能技术,称之为再生技术;挖掘机在斗杆挖掘及动臂下降时,采用了该技术。


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