新能源工程機械特點探討

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摘要：近十多年，許多國家為提倡環(huán)保節(jié)能方針均加大對新能源工程機械的研究及開發(fā)力度，我國一些工程機械廠也開發(fā)出少量新能源機械。本文就新能源機械多樣性特點展開研究，并就當前已研制出的多種型號新能源工程機械進行評述并提出建議。

關(guān)鍵詞：新能源；工程機械；特點

實踐證明，新能源機械驅(qū)動方式是未來工程機械發(fā)展必然趨勢，新能源機械符合節(jié)能環(huán)?；纠砟?，且可為解決能源危機做好準備。當前工程機械無論在其操作舒適性以及節(jié)能性上均無法滿足實際需求。隨著各方面需求不斷提升，工程機械將成為重要污染源?；诖诵枰槕獣r代潮流發(fā)展新能源工程機械。

1新能源工程機械的多樣性

在工程機械中機器的種類眾多，并且每種機器的情況存在一定的差異，由此造成新能源工程機械必然具備多樣性的特點。多樣性主要表現(xiàn)在動力電池工程機械、雙動力工程機械、混合動力工程機械幾種。

1.1動力電池工程機械

動力電池工程機械主要源自于電動汽車行業(yè)，電動汽車在發(fā)展中將以動力電池作為驅(qū)動的汽車統(tǒng)稱為純電動汽車。因此在工程機械中以動力電池驅(qū)動的工程機械便統(tǒng)稱為純電動機械。當前常見純電動機械主要有塔機、升降機等，其動力為交流電。以動力電池作為驅(qū)動的工程機械已經(jīng)存在數(shù)十年之久，如工廠常見蓄電池叉車，其動力為傳統(tǒng)蓄電池。蓄電池叉車在工作中以電能為動力，無排放，零污染。但傳統(tǒng)蓄電池并非密封型，其中電解液易在工作中潑灑出來，對環(huán)境及人身造成一定危害，不易維護。且該電池能量密度較小，需要耗費較長時間對其進行充電，因此導致其性能難以發(fā)揮。隨著蓄電池不斷發(fā)展當前已經(jīng)出現(xiàn)閥控鉛酸蓄電池、膠體電池等，這些電池的出現(xiàn)為研制動力電池工程機械奠定了動力基礎(chǔ)。這些新型電池電解液泄漏情況基本被消除，電池使用過程中無需對其進行維護，且電池能量密度大，可有效降低電池體積和重量，且充電時間極大縮小。例如常見的鎳氫電池、超級電容電池等極大促進動力電池工程機械的開發(fā)，在此基礎(chǔ)上被研制的機種日益增多，例如俄羅斯“TETP”公司研制的通用市政電動車便是以膠體電池作為動力，其動力傳輸為膠體電池——電機——液壓泵——傳動裝置。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)通過分動箱驅(qū)動2個液壓泵，其中一個是柱塞泵，其主要作用是向輪轂油馬達供油；另一個是齒輪泵，供油給作業(yè)機構(gòu)油缸。該機械作業(yè)裝置可進行更換。該裝置具有250kg牽引力，起重高度上限為2m，起重上限為200kg。行駛速度可達10km/h，持續(xù)作業(yè)時間可到達5h。機器配備充電器，可隨地連接充電。日本三菱研發(fā)出電動微型液壓挖掘機，我國高校也開發(fā)出動力電池運輸車及路面清掃車等。

1.2雙動力工程機械

雙動力工程機械主要由兩臺動力裝置提供及其作業(yè)所需動力，一臺是燃油機（柴油機或汽油機），另一臺是電動機。兩臺動力裝置在機械內(nèi)部無連接，具有獨立功能，發(fā)揮不同作用。其中內(nèi)燃機主要作為驅(qū)動行走系，電動機主要驅(qū)動作業(yè)裝置進行作業(yè)。例如美國研制的雙動力移動篩分機，其中內(nèi)燃機驅(qū)動行走裝置到固定作業(yè)點后在通過交流電機驅(qū)動作業(yè)機構(gòu)。英國LUCAS公司研制出的折疊式雙動力裝置，通過內(nèi)燃機驅(qū)動行走，通過電池提供動力進行起吊。

1.3混合動力工程機械

混合動力工程機械主要指在工程機械安裝有內(nèi)燃機或動力模塊構(gòu)成的混合動力源，動力模塊主要有發(fā)電機/電機+電池+能量管理系統(tǒng)，按照發(fā)電機/電機和內(nèi)燃機連接方式主要存在三種連接方式，分別為串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)；按照內(nèi)燃機或動力模塊功率比可將其分為輕度、中度、重度混合幾種方式?；旌蟿恿こ虣C械中的柴油機相較于同比能力內(nèi)燃式工程機械中柴油機更小，例如信號為AR65裝載機中裝載柴油機功率為37kW，并配備功率為15kW的電機，同等能力內(nèi)燃機裝載柴油機功率為51kW。其次電動機在混合動力工程機械中主要作用是助力驅(qū)動，裝置中的柴油機可在低油耗、低排放情況下高效運行，通過這些措施可有效促進節(jié)油減排，使用混合動力工程機械相較于同種能力工程機械可節(jié)約15%～30%的燃油，降低15%～35%的污染排放（如圖2）。當前有較多機械研發(fā)及生產(chǎn)廠家，例如俄羅斯某拖拉機廠研制出混合動力推土機，沃爾沃公司研制出混合動力裝載機，德國道依茨公司開發(fā)出一套科學有效的混合動力模塊，可安裝在需要的機械裝置上。

2評述和建議

（1）動力電池工程機械利用電力作為燃料，因此在運行過程中不耗油，對環(huán)境無污染，零排放。雙動力工程機械在工作過程時通過交流電驅(qū)動工作裝置，因此同樣具備不耗油，對環(huán)境無污染?；旌蟿恿こ虣C械具有較低能耗，相較于一般工程機械其污染物排放量極大降低。此外使用混合動力工程機械其行走裝置可與電纜相連，相較于傳統(tǒng)工程機械在結(jié)構(gòu)上降低約60%數(shù)量零部件。（2）動力電池具有較高性能，可推動能源工程機械展開工作。當前動力電池工程機械、混合動力工程機械在生產(chǎn)過程中其成本會高出同等工程機械15%～30%，具體成本與電池品種相關(guān)。電池成本較高是制約新能源工程機械難以普及的重要原因，也是能源工程機械性價比高居不下的重要原因。隨著新能源工程機械不斷發(fā)展，未來動力電池必將量產(chǎn)，之后電池價格會下降，從而有效提升新能源工程機械性價比。（3）當前我國并未建立新能源工程機械標準，例如對新能源工程機械中的混合動力工程機械，僅僅從名稱分析就包括柴油、油電、電驅(qū)動、混合驅(qū)動等多種稱呼，為有效推動工程機械在我國的發(fā)展建議國家相關(guān)部門建立新能源工程機械相關(guān)標準，例如命名標準、工藝標準、性能測試標準、質(zhì)量標準、技術(shù)標準。（4）結(jié)合國外和國內(nèi)已有新能源汽車推廣經(jīng)驗，若要推動工程機械在我國的發(fā)展，應加強對新能源工程機械的宣傳，加深客戶對新能源工程機械的認識，并培養(yǎng)大量售后維護人員，提高售后服務(wù)質(zhì)量和技術(shù)培訓。（5）新能源工程機械仍舊處于發(fā)展初期，該階段存在資金為題，研究單位應該建立多方合作渠道，力求獲得更多支持。國家在新能源工程機械方面應該給予一定扶持，制定科學的扶持政策，多增加融資渠道，為新能源工程機械發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。

3結(jié)語

新能源工程機械主要有動力電池工程機械、雙動力工程機械、混合動力工程機械幾種，這些工程機械存在其特有機械特點。新能源工程機械將成為未來工程機械重要組成部分，相關(guān)部門應該大力扶持新能源工程機械項目發(fā)展，為新能源工程機械大力發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。

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作者：侯林帥 單位：遼寧省沈陽市遼中區(qū)新時代私立高級中學