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新动力新技术将引领工程机械走向“蓝天”

新动力新技术将引领工程机械走向“蓝天”

编辑:admin    来源:未知    发布时间:2013-07-17 11:41    浏览量:
【北京发365bet网 报道】 在2013首届CTO论坛上,三一重机研究院院长曹东辉就挖掘机节能减排技术的报告中提出“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,根据《中华人民共和国2011年国民经济和社会发展统计公报》统计,工程机械单机排量是轿车的4-8倍,工程机械年燃油消耗总量约为民用轿车(保有量为4962万台)的90%。目前,自2010年以来柴油发365bet行业的飞速发展使得燃油价格一路攀登,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,动力部分包括混合动力、新能源(电动、天然气动力) ; 目前工程机械常用的混合动力可大致分为:
; 油电混合(电动回转马达代替液压回转马达)、油液混合(回收储存液压能及其它形式能,以供辅助机械动作)及油电液混合三种形式。
 因为混合动力可以减少机械对柴油发动机的“依赖”程度,同时优化机械的整体性能,所以混合动力在未来具有极大的发展潜力,但是一方面混合动力具有开发难度大、涉及面广的特点,而另一方面又因其相关配套技术还不够完善以及市场对其缺乏信任等原因,所以混合动力虽经历了多年的发展,但其市场销售还是处于比较初级阶段。
           近年来随着美国Tier4排放标准、欧洲ⅢB排放标准和中国国4排放标准的相继出台,工程机械作为排放大户,应该从哪些方面去达到节能减排的目地呢?小编认为柴油机新技术应用和新动力能源的推广,未来必将会随着环境保护的大趋势,给工程机械行业带来新的变革与契机。
新技术助力柴油机节能减排
  柴油发动机因其具有低转速大扭矩和近乎完美的发动机性能曲线特点,被广泛应用在各类工程机械设备上,然而随着近年全球能源紧张和环保意识的提高,传统柴油发电机的低利用率、高排放和大噪音开始受到行业及社会的关注,而为了应对新的发展趋势,各种针对柴油机节能减排的新技术、新产品也相继孕育而生,例如现在工程机械柴油发动机上最常见的柴油共轨、电喷和EGR(废气再循环)等。 柴油共轨是环保发动机中最常见的标志 柴油共轨在新型高压泵、发动机控制单元和各类传感器的作用下,实现向喷油器提供超高压力的柴油(压力可达100MP以上),同时高压共轨对喷油器起到液力蓄力的作用。所以带有高压共轨的柴油机,比传统柴油发动机雾化更好,提供稳定压力的柴油,,以便能更充分的燃烧提升柴油的使用效率。柴油共轨因其具有保压储压的作用,所以对系统密封要求极其严格,一旦系统出现压力泄露将导致发动机无法工作。 电喷喷油器向燃烧室更精准喷射
  电喷喷油器可在电气单元的控制下,按照设定标注及时和精准的向气缸内供油、断油,实现最佳喷射时间和喷油量的控制。而传统的喷油器是机械式的,当高压泵供油时即向气缸喷油、断开即停止喷油,所以使用电喷会比传统的喷油器节省更多的柴油。
; 电喷喷油器虽然可以精准的进行柴油喷射,但是与过去的直喷喷油器相比,结构复杂、成本相对较高且对柴油品质要求苛刻,而国内柴油标注相对发达国家还是比较低,特别是一些小型炼油厂生产出的柴油很难满足电喷喷油器的要求,因此电喷喷油器在国内使用时往往会因柴油而造成早期损坏,另外电子控制方式也增加了故障几率和维修难度。
; EGR系统(废气再循环)是工程机械中常见的一种附加装置,它可将燃烧后的一部分废气再次捕捉,并在冷却器、电控阀等原件作用下,将第一次燃烧未被完全利用的混合气体,同新鲜空气一同送入气缸内再次燃烧,而且由于废气中含有大量的CO2,而CO2不能燃烧却吸取大量的热,使气缸中混合气的燃烧温度降低,从而减少了氮氧化合物的生成量。提高了燃油利用率的同时极大的降低了有害气体排放。
因此,柴油发动机在新技术的帮助下,不但实现了节省燃油和减少排放的目标,而且能符合关于排放的新标准,被各大主机厂家所认可。
  


 混合动力技术的“世界格局”还是以国外大品牌为主,例如主机企业中的(欧系)利勃海尔在2013德国宝马展展出的油电液混合动力概念机样品;(美系)卡特彼勒于2012年,在位于莫斯维尔的工业设计中心发布了第一款混合动力挖掘机Cat336E H;(日系)小松以面向中国市场销售的HB205、HB215油电混合动力等,而国内的一些从主机厂家像山河智能(SWE230S Hybrid )、中联重科(ZE205E-H1)、三一重工(SY215C Hybrid)等,也都早在2010年前后展出了自行研制的混合动力挖掘机新产品(以油电为主),但国内企业由于受到自身研发能力和市场环境的影响,还很难实现批量生产及销售。
 电驱动方面是以大型电动马达取代发动机驱动,在大型机械产品使用的比较多,像日立的EX3600(自重360t满斗斗容21-23立方)、EX5500(自重550t满斗斗容27立方)、EX8000(自重800t满斗斗容40立方)液压挖掘机采用的都是电驱动方式。其优点是性价比高、无排放,另外可使用与发动机驱动的挖掘机通用的液压系统,以及相同的液压行走和前端工作装置,并完全继承了发动机式液压挖掘机的效率高、机动灵活等优点,但在中小型工程机械中使用较少。
 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更适合在挖掘机上使用。
; 并且天然气发动机在使用有几大优点:1.改动小2.使用成本低(与柴油相比可节省35%-40%)3.用产品吨位范围广的特点4.比柴油机故障率低(统计数据),维护成本更低5.尾气比柴油机更清洁。
然而天然气发动机也存在着一些问题有待解决例如:1.LNG发动机与同级别柴油机相比,动力性能上还有差距2.燃料显示不够精准3.不适宜密闭空间的局限性(密闭环境下挥发问题)4.天然气的加注设备需要特殊设计,目前LNG还很难实现在工地上的现场加注,这在一定程度上限制了LNG的大范围推广使用,但是天然气作为未来可代替石油的清洁能源之一有着广阔的应用前景,(我国境内蕴藏着大量天然气资源)相信随着相关配套技术的升级和天然气能源的普及,未来LNG产品将具有广阔的市场空间和使用空间。

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