基于節能需求的液壓混合動力輪式裝載機優化探討

胡加富

【摘 要】眾所周知，裝載機由于整機質量大，而且在作業過程中，會產生頻繁的起動和制動，且在減速制動中，會將大量的能量釋放出來，因此，若對裝載機進行混合動力技術改造，將浪費掉的制動動能以及重物勢能回收，起到節能降耗的作用，全面的提升裝載機的運用價值。本文在分析液壓混合動力輪式裝載機的工作原理的基礎上，探討節能需求下的液壓混合動力輪式裝載機優化措施，旨在裝載機作業提供一定的參考與指導。

【關鍵詞】節能 液壓混合動力輪式裝載機 優化措施

隨著科學技術的不斷發展、進步，近年來，液壓混合動力輪式裝載機引起人們的重視，液壓混合動力的特點為：可靠性高、功率密度大且容易實現正反轉，另外，具有較強的適應性，因此，本文以輪式裝載機為研究對象，一方面淺析液壓混合動力輪式裝載機的工作原理，另一方面，在節能需求下，積極的探索液壓混合動力輪式裝載機優化措施。

1淺析液壓混合動力輪式裝載機的工作原理

液壓混合動力輪式裝載機的工作原理為：裝載機在作業時，一方面依賴液力變矩器以及變速器的驅動作用，完成裝載機行駛，另一方面依賴液壓油泵的驅動作用，完成轉向及裝載工作。并且通過多年的應用實驗發現：裝載機在作業時，所產生的能耗（包括發動機的能量損耗、液壓執行機構的能量損耗、克服路阻所產生的能量損耗等）需要通過技術優化來降低，其中發動機的能量損耗一般來源于裝機功率過大，或者在正常作業時，發動機處于高油耗區域/處于小負荷區域；液壓執行機構的能量損耗、克服路阻所產生的能量損耗往往來自于元件的工作原理、加工工藝、材料性能等的不達標。與此同時，裝載機在抗風阻時，所產生的能量損耗比較低，而且裝載機在運行速度低的情況下（平均行駛車速保持在10km/h），裝載機為了有效的克服風阻，所產生的能量損耗只有5kJ（可以忽略不計），而且裝載機的作業過程，會頻繁發生制動和下坡，因此，能夠回收的能量比較多，而且能夠回收的能量級別一般較大，基于此，實施液壓混合動力輪式改造，利用裝載機的動臂，將重物勢能回收，并且將所運行過程中所產生的制動能量回收，除此之外，還可以利用液壓泵/馬達、溢流閥、液壓蓄能器等裝載機構成部件形成良好的液壓再生系統，并且積極的與發動機聯合，形成雙動力驅動，在裝載機制動時，便可以有效的實現制動能量及重物勢能的回收，將回收的能量儲存在高壓蓄能器中，從而為裝載機的再起動和鏟挖工作提供足夠的能量，保障裝載機的高效運用，同時保障燃油的最佳經濟性（降低液壓工作系統的溢流閥能量損失），提高裝載機的使用壽命。

2探討節能需求下的液壓混合動力輪式裝載機優化措施

2.1考量裝載機的行駛工況

為了優化液壓混合動力輪式裝載機的安全行駛性能，實現節能降耗，需要根據作業環境的實際情況，綜合衡量裝載機的行駛工況，而且經多年的行駛經驗，裝載機的行駛工況主要包括兩大點，即：（1）低速作業工況。在這種工況下，裝載機的前進最高車速一般設置為11.5km/h，倒車時，所設置的最高車速為16.5km/h，這時，裝載機的發動機便會長期處于低效率的部分負荷狀態；（2）高速行駛工況。在這種工況下，往往是指裝載機在到達作業區域前的行駛情況，裝載機的最高行駛速度一般設置為37km/h。液壓混合動力輪式裝載機的這兩種工況的減速頻率存在很大的差異，所產生的再生能量也存在很大差異，因此，需要及時的調整裝載機制動頻率，提升能量的回收率，從而有效的保證裝載機的安全、高效工作，實現作業經濟化、節能化。

2.2增大液壓蓄能器容積

裝載機在作業時，所行駛的車速非常的低，而且為了保障重物勢能及制動能量的最大化回收，提升裝載機的使用性能及壽命，需要盡可能的增大液壓蓄能器容積（以回收裝載機作業空曠情況下制動條件下所產生的全部能量為準），因此，節能需求下的液壓混合動力輪式裝載機優化，需要聯合相關科研人員，積極的探索液壓蓄能器容積增大措施，可以積極的借鑒國外先進技術，融合我國裝載機特點以及裝載機實際作業需求，加強校企合作，開拓出增大液壓蓄能器容積的研究市場。與此同時，通過各項技術的支持，在嚴格的遵循節能原則的基礎上，優化裝載機（混合動力系統）輸出轉矩，保證裝載機在制動情況下所產生的能量損耗最低，可以通過增加小排量的液壓泵/馬達，來降低能量回收成本，且提高裝載機的運行效率及質量。

3結語

總而言之，基于節能需求的液壓混合動力輪式裝載機的優化工作，需要在掌握液壓混合動力輪式裝載機工作原理的基礎上展開，需要根據實際工況，來確定優化措施，且優化后的液壓混合動力輪式裝載機，其工作質量要達到經濟節能效果。本文的分析闡述可能存在一定的片面性，需進一步深入研究。

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