工程机械溷合动力能量回收系统研究.doc

工程机械混合动力能量回收系统研究现状 刘慧燕 （山东交通职业学院，山东 潍坊 261206） 摘要：了国内外混合动力工程机械的研究现状，对比了串联式和并联式混合动力能量回收系统的优缺点及其应用在工程机械上所存在的问题。在此基础上阐述了混合动力工程机械能量回收系统关键技术的研究趋势，总结出并联式混合动力能量回收系统中的控制元件与布局方案具有广阔的应用研究前景。 关键词：混合动力工程机械能量回收Research status of hybrid energy recovery system in construction machinery LiuHuiYan （Shandong Transport Vocational College, Weifang 261206, China） Abstract: The domestic and foreign research status of hybrid construction machinery was analyzed. The advantages and disadvantages of the tandem type and parallel type hybrid energy recovery system were compared, the problem of the application in construction machinery was researched. On this basis, the research trends of the key technologies in hybrid energy recovery system in construction machinery were described. The control element and layout scheme of the parallel hybrid energy recovery system has high theoretical research value and capacious application prospect. Key words: hybrid; construction machinery; energy recovery 0 前言 近年来随着社会发展，液压工程机械的数量大幅增加，并以其能量密度和功率密度高的特点很快成为工程机械行业的主力机型。但随着工程机械品种和数量的不断增加，大量机械所消耗的资源、排放的污染物对能源和环境产生了难以估计的负荷。 随着混合动力汽车的诞生、应用以及量产，其能量回收系统的概念也逐渐被应用到工程机械上。高性能蓄电池和超级电容等电气式能量存储单元的快速发展，的将工程机械每个动作循环中的势能回转平台的动能，通过液压马达和发电机，转化为电能存储二次应用，使得能量的利用率进一步提高传统工程机械的能量利用率较低，仅为20%左右[] [2]。当今能源短缺，油价不断上涨节省燃油提高操作效率就意味着提高了设备的性价比，因此国外各大公司均把节能技术作为发展重点，以提高其产品在世界市场上的竞争力。 在这种情况下我国也将混合动力工程机械的研制提上了日程，混合动力在工程机械上的技术应用已经引起了国家科技部的重视，科技部已经将“新型混合动力工程机械关键技术及系统”项目列入2009年国家高技术研究发展计划（“863”计划）先进制造技术领域的重点项目。国内各挖掘机生产厂家积极与高校科研机构或国外大型工程机械公司联合，在原有机器上进行改进等，在一定程度上提高了挖掘机的效率，但是在新产品的研发上却投入较少。 武汉理工大学做了相关的研究，将轮胎起重机进行混合动力改造。分析了超级电容器的原理、电特性及应用关键技术，仿真验证了超级电容器的电特性。建立了轮胎起重机的混合动力系统数学模型。模型显示同比条件下，采用混合动力技术的UC-25轮胎起重机每个作业循环可节约柴油40%左右，节能效果十分明显[3]。 浙江大学以5吨级液压挖掘机为对象，针对目前挖掘机上存在的动臂、斗杆和铲斗下降后因势能无法回收而造成的能量损失以及由此而引起的液压元器件发热、失效加速磨损等问题，基于工程机械混合动力提出了一种由液压缸、节流阀、变量马达和发电机组成的挖掘机势能回收系统[4]。 目前这些研究都还处于理论研究阶段，均没有样机。国外的工程机械混合动力化起步较早而且发展较快，早在2003年日立建机推出了世界上第一台混合动力轮式装载机；2004年5月，小松公司则研制了世界上第一台试验型混合动力液压挖掘机；随后神钢和卡特彼勒等公司也推出了自己的混合动力挖掘机。 近几年来国外以挖掘机生产企业为代表的工程机械企业已经开始了混合动力新产品的研发，并取得了一定的成绩。2