混合動(dòng)力工程機械研究現狀論文
1混合動(dòng)力工程機械研究現狀
在汽車(chē)行業(yè)混合動(dòng)力技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的推廣和使用，為工程機械的節能問(wèn)題提供了一條新的道路，但是汽車(chē)的運作方式和工程機械有明顯的差別，工程機械的負載工況和汽車(chē)的差別較大，工程機械的內部結構比較復雜，能量回收的方式不一樣，給混合動(dòng)力機的研究帶來(lái)了較大的難度。針對工程機械本身的特性，對能量管理和參數匹配進(jìn)行重點(diǎn)研究，研發(fā)出可以節能減排而且容易大面積的推廣和使用的混合動(dòng)力機型�，F在的能源十分緊缺，環(huán)境也越來(lái)越惡劣，混合動(dòng)力技術(shù)的使用是有非常重要的價(jià)值的。在上個(gè)世紀八十年代，由于汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展，間接的提高了工程機械的設計水平。在歐美一些發(fā)達國家，一些工程機械企業(yè)推出了改善后的工程機械產(chǎn)品，這些機械產(chǎn)品在動(dòng)力性、經(jīng)濟性、安全性、舒適性上都有很大的突破�，F在，中國的工程機械行業(yè)也在迅速發(fā)展，中國的很多高校和工程機械企業(yè)也開(kāi)始重視開(kāi)發(fā)混合動(dòng)力工程機械，而且還把少量的機械投入到試用中。
2混合動(dòng)力的系統類(lèi)型
2.1串聯(lián)式混合動(dòng)力系統
發(fā)動(dòng)機、發(fā)電機、電動(dòng)機和外載用“串聯(lián)”的方式組成一個(gè)驅動(dòng)系統。發(fā)電機發(fā)電，把電力傳給發(fā)動(dòng)機，其實(shí)把發(fā)電機和發(fā)動(dòng)機可以看成一個(gè)電力供應系統。發(fā)動(dòng)機不會(huì )直接驅動(dòng)外載，電動(dòng)機可以直接驅動(dòng)外載，在驅動(dòng)的電力有多處的部分可以存儲在儲能裝置里，在電力不足的時(shí)候，可以使用儲能裝置中存儲的電力。而且在外載制動(dòng)的時(shí)候，可以帶動(dòng)發(fā)電機進(jìn)行發(fā)電，并把釋放的電量回收起來(lái)，存儲在儲能裝置中。在串聯(lián)式混合動(dòng)力裝置中，發(fā)動(dòng)機和外載之間不需要其他機械的連接，結構比較簡(jiǎn)單，布置起來(lái)比較方便，對系統和策略的控制比較方便，但是只支持電動(dòng)機驅動(dòng)，這種動(dòng)力類(lèi)型和電驅動(dòng)差不多
2.2并聯(lián)式混合動(dòng)力系統
把發(fā)電機和驅動(dòng)電機用機械連接起來(lái)，再用并聯(lián)的方式安裝外載，并聯(lián)式混合動(dòng)力系統有三種驅動(dòng)模式，有發(fā)動(dòng)機單獨驅動(dòng)模式、電動(dòng)機單獨驅動(dòng)模式、發(fā)電機和電動(dòng)機一起驅動(dòng)模式。在這些驅動(dòng)模式中，發(fā)動(dòng)機驅動(dòng)是主要的驅動(dòng)模式，用電動(dòng)機驅動(dòng)作為發(fā)動(dòng)機驅動(dòng)的輔助。因為發(fā)電機和電動(dòng)機的功率是可以疊加的，所以可以讓發(fā)電機和電動(dòng)機一起驅動(dòng)，降低裝機的功率，這樣動(dòng)力系統的尺寸小、重量輕、價(jià)格低。在發(fā)電機和電動(dòng)機的'共同驅動(dòng)下，用發(fā)動(dòng)機釋放的電力驅動(dòng)外載，多余的機械能用發(fā)電機存儲起來(lái)。當電力不夠用的時(shí)候，可以把發(fā)電機存儲起來(lái)的電力釋放出來(lái)。用發(fā)電機直接驅動(dòng)的方法工作效率會(huì )很高，而且節能效果也比較好。
3串聯(lián)和并聯(lián)混合動(dòng)力的節能效果
為了了解串聯(lián)和并聯(lián)混合動(dòng)力系統的節能效果，把液壓挖掘機的雙泵驅動(dòng)的液壓系統作為實(shí)驗基礎，在液壓系統中加入串聯(lián)和并聯(lián)的動(dòng)力系統，進(jìn)行仿真建模，對液壓挖掘機的工作進(jìn)行仿真計算。對發(fā)動(dòng)機最高、最低功率、輸出的總能量、耗油率和總耗油量進(jìn)行對比，最后得出結論。(1)如果在使用混合動(dòng)力系統的時(shí)候，不要單獨的使用串聯(lián)混合動(dòng)力系統，因為串聯(lián)混合動(dòng)力系統沒(méi)有節能的作用，但是單獨使用串聯(lián)混合動(dòng)力系統可以改變排放物的質(zhì)量，還能降低柴油機的裝機功率。在使用串聯(lián)混合動(dòng)力系統的時(shí)候，柴油機的工作狀況是比較穩定的，可以降低柴油機的裝機功率，節約一部分成本。而且柴油機的工作能力也可以提高，柴油機可以長(cháng)期的在高效區里工作，充分的燃燒燃油，減少耗油量，改善尾氣排放的質(zhì)量。柴油機和電動(dòng)機之間不需要其他機械的連接，所以工作狀況很平穩，而且排放物少。整個(gè)裝置的結構布置十分容易變通，相對比較自由，控制的方式也很簡(jiǎn)單。因為柴油機是與發(fā)電機相連接的，所以輸出的電能要在變頻器里和電池或者電容進(jìn)行交直流轉換，這樣一來(lái)電能的損耗就會(huì )比較大，很難達到節能的作用。(2)單獨使用并聯(lián)混合動(dòng)力系統的節能效果不是很好。但是并聯(lián)混合動(dòng)力系統可以使柴油機的裝機功率有明顯的降低，而且排放物的污染也不是很大。使用并聯(lián)混合動(dòng)力系統的時(shí)候，柴油機輸出的能量只有一些可以用來(lái)發(fā)電，其他的能量都要用在泵的驅動(dòng)上。雖然在部分情況下使用并聯(lián)混合動(dòng)力系統的時(shí)候需要發(fā)電機大量輸出功率。(3)把串聯(lián)混合動(dòng)力和并聯(lián)混合動(dòng)力進(jìn)行比較，串聯(lián)混合動(dòng)力比較占優(yōu)勢，混合動(dòng)力系統還可以給其他的節能方式提供技術(shù)上的支持，把各種節能方法進(jìn)行結合，最終達到高效率節能的目標。
4混合動(dòng)力系統的節能方式
在使用工程機械的時(shí)候，大部分的能量都使用在液壓系統主要控制閥門(mén)的節流口上，這不僅會(huì )浪費大量的能量，還會(huì )使系統的熱量上升。如果可以把浪費的這部分能量回收并進(jìn)行利用，不但可以達到節能的目的，還可以是整個(gè)系統更具有穩定性。要想回收這部分的能量，可以在主控制閥門(mén)的節流口上安裝一個(gè)馬達，用馬達對機構的速度進(jìn)行控制，并將原本浪費的能量?jì)Υ嫫饋?lái)。如果采用馬達對能量進(jìn)行回收，因為馬達的慣量比較大，所以普遍使用性并不是很高，還需要進(jìn)一步的實(shí)驗和研究。因為馬達節能的措施還不是很完善，所以可以使用單獨驅動(dòng)的方式，過(guò)去的工程機械大多采用單泵驅動(dòng)，這樣可以節約成本�？墒遣煌南到y所需要的壓力是不同的，所以泵必須解決外載所需要的壓力。
5結語(yǔ)
如果單獨的使用串聯(lián)混合動(dòng)力系統是沒(méi)有很明顯的節能效果的。雖然可以提高排放物的質(zhì)量，但是從節能的角度來(lái)說(shuō)，還是選擇并聯(lián)混合動(dòng)力系統�；旌蟿�(dòng)力系統為其他的節能方式奠定了基礎，使其他的節能措施具有很好的節能效果�；旌蟿�(dòng)力系統的使用，為節能減排帶來(lái)了重大的影響，應該進(jìn)一步研究混合動(dòng)力系統，促使混合動(dòng)力系統達到更高的節能目標。
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