新能源工程機(jī)械特點(diǎn)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(duì)新能源工程機(jī)械的研究及開發(fā)力度，我國一些工程機(jī)械廠也開發(fā)出少量新能源機(jī)械。本文就新能源機(jī)械多樣性特點(diǎn)展開研究，并就當(dāng)前已研制出的多種型號(hào)新能源工程機(jī)械進(jìn)行評(píng)述并提出建議。

關(guān)鍵詞：新能源；工程機(jī)械；特點(diǎn)

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

1新能源工程機(jī)械的多樣性

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

1.1動(dòng)力電池工程機(jī)械

動(dòng)力電池工程機(jī)械主要源自于電動(dòng)汽車行業(yè)，電動(dòng)汽車在發(fā)展中將以動(dòng)力電池作為驅(qū)動(dòng)的汽車統(tǒng)稱為純電動(dòng)汽車。因此在工程機(jī)械中以動(dòng)力電池驅(qū)動(dòng)的工程機(jī)械便統(tǒng)稱為純電動(dòng)機(jī)械。當(dāng)前常見純電動(dòng)機(jī)械主要有塔機(jī)、升降機(jī)等，其動(dòng)力為交流電。以動(dòng)力電池作為驅(qū)動(dòng)的工程機(jī)械已經(jīng)存在數(shù)十年之久，如工廠常見蓄電池叉車，其動(dòng)力為傳統(tǒng)蓄電池。蓄電池叉車在工作中以電能為動(dòng)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(duì)環(huán)境及人身造成一定危害，不易維護(hù)。且該電池能量密度較小，需要耗費(fèi)較長時(shí)間對(duì)其進(jìn)行充電，因此導(dǎo)致其性能難以發(fā)揮。隨著蓄電池不斷發(fā)展當(dāng)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(dòng)力電池工程機(jī)械奠定了動(dòng)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(duì)其進(jìn)行維護(hù)，且電池能量密度大，可有效降低電池體積和重量，且充電時(shí)間極大縮小。例如常見的鎳氫電池、超級(jí)電容電池等極大促進(jìn)動(dòng)力電池工程機(jī)械的開發(fā)，在此基礎(chǔ)上被研制的機(jī)種日益增多，例如俄羅斯“TETP”公司研制的通用市政電動(dòng)車便是以膠體電池作為動(dòng)力，其動(dòng)力傳輸為膠體電池——電機(jī)——液壓泵——傳動(dòng)裝置。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)通過分動(dòng)箱驅(qū)動(dòng)2個(gè)液壓泵，其中一個(gè)是柱塞泵，其主要作用是向輪轂油馬達(dá)供油；另一個(gè)是齒輪泵，供油給作業(yè)機(jī)構(gòu)油缸。該機(jī)械作業(yè)裝置可進(jìn)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(dá)10km/h，持續(xù)作業(yè)時(shí)間可到達(dá)5h。機(jī)器配備充電器，可隨地連接充電。日本三菱研發(fā)出電動(dòng)微型液壓挖掘機(jī)，我國高校也開發(fā)出動(dòng)力電池運(yùn)輸車及路面清掃車等。

1.2雙動(dòng)力工程機(jī)械

雙動(dòng)力工程機(jī)械主要由兩臺(tái)動(dòng)力裝置提供及其作業(yè)所需動(dòng)力，一臺(tái)是燃油機(jī)（柴油機(jī)或汽油機(jī)），另一臺(tái)是電動(dòng)機(jī)。兩臺(tái)動(dòng)力裝置在機(jī)械內(nèi)部無連接，具有獨(dú)立功能，發(fā)揮不同作用。其中內(nèi)燃機(jī)主要作為驅(qū)動(dòng)行走系，電動(dòng)機(jī)主要驅(qū)動(dòng)作業(yè)裝置進(jìn)行作業(yè)。例如美國研制的雙動(dòng)力移動(dòng)篩分機(jī)，其中內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)行走裝置到固定作業(yè)點(diǎn)后在通過交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)作業(yè)機(jī)構(gòu)。英國LUCAS公司研制出的折疊式雙動(dòng)力裝置，通過內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)行走，通過電池提供動(dòng)力進(jìn)行起吊。

1.3混合動(dòng)力工程機(jī)械

混合動(dòng)力工程機(jī)械主要指在工程機(jī)械安裝有內(nèi)燃機(jī)或動(dòng)力模塊構(gòu)成的混合動(dòng)力源，動(dòng)力模塊主要有發(fā)電機(jī)/電機(jī)+電池+能量管理系統(tǒng)，按照發(fā)電機(jī)/電機(jī)和內(nèi)燃機(jī)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(jī)或動(dòng)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?dòng)力工程機(jī)械中的柴油機(jī)相較于同比能力內(nèi)燃式工程機(jī)械中柴油機(jī)更小，例如信號(hào)為AR65裝載機(jī)中裝載柴油機(jī)功率為37kW，并配備功率為15kW的電機(jī)，同等能力內(nèi)燃機(jī)裝載柴油機(jī)功率為51kW。其次電動(dòng)機(jī)在混合動(dòng)力工程機(jī)械中主要作用是助力驅(qū)動(dòng)，裝置中的柴油機(jī)可在低油耗、低排放情況下高效運(yùn)行，通過這些措施可有效促進(jìn)節(jié)油減排，使用混合動(dòng)力工程機(jī)械相較于同種能力工程機(jī)械可節(jié)約15%～30%的燃油，降低15%～35%的污染排放（如圖2）。當(dāng)前有較多機(jī)械研發(fā)及生產(chǎn)廠家，例如俄羅斯某拖拉機(jī)廠研制出混合動(dòng)力推土機(jī)，沃爾沃公司研制出混合動(dòng)力裝載機(jī)，德國道依茨公司開發(fā)出一套科學(xué)有效的混合動(dòng)力模塊，可安裝在需要的機(jī)械裝置上。

2評(píng)述和建議

（1）動(dòng)力電池工程機(jī)械利用電力作為燃料，因此在運(yùn)行過程中不耗油，對(duì)環(huán)境無污染，零排放。雙動(dòng)力工程機(jī)械在工作過程時(shí)通過交流電驅(qū)動(dòng)工作裝置，因此同樣具備不耗油，對(duì)環(huán)境無污染?；旌蟿?dòng)力工程機(jī)械具有較低能耗，相較于一般工程機(jī)械其污染物排放量極大降低。此外使用混合動(dòng)力工程機(jī)械其行走裝置可與電纜相連，相較于傳統(tǒng)工程機(jī)械在結(jié)構(gòu)上降低約60%數(shù)量零部件。（2）動(dòng)力電池具有較高性能，可推動(dòng)能源工程機(jī)械展開工作。當(dāng)前動(dòng)力電池工程機(jī)械、混合動(dòng)力工程機(jī)械在生產(chǎn)過程中其成本會(huì)高出同等工程機(jī)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(jī)械難以普及的重要原因，也是能源工程機(jī)械性價(jià)比高居不下的重要原因。隨著新能源工程機(jī)械不斷發(fā)展，未來動(dòng)力電池必將量產(chǎn)，之后電池價(jià)格會(huì)下降，從而有效提升新能源工程機(jī)械性價(jià)比。（3）當(dāng)前我國并未建立新能源工程機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)，例如對(duì)新能源工程機(jī)械中的混合動(dòng)力工程機(jī)械，僅僅從名稱分析就包括柴油、油電、電驅(qū)動(dòng)、混合驅(qū)動(dòng)等多種稱呼，為有效推動(dòng)工程機(jī)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(jī)械相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，例如命名標(biāo)準(zhǔn)、工藝標(biāo)準(zhǔn)、性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。（4）結(jié)合國外和國內(nèi)已有新能源汽車推廣經(jīng)驗(yàn)，若要推動(dòng)工程機(jī)械在我國的發(fā)展，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)新能源工程機(jī)械的宣傳，加深客戶對(duì)新能源工程機(jī)械的認(rèn)識(shí)，并培養(yǎng)大量售后維護(hù)人員，提高售后服務(wù)質(zhì)量和技術(shù)培訓(xùn)。（5）新能源工程機(jī)械仍舊處于發(fā)展初期，該階段存在資金為題，研究單位應(yīng)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(jī)械方面應(yīng)該給予一定扶持，制定科學(xué)的扶持政策，多增加融資渠道，為新能源工程機(jī)械發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

3結(jié)語

新能源工程機(jī)械主要有動(dòng)力電池工程機(jī)械、雙動(dòng)力工程機(jī)械、混合動(dòng)力工程機(jī)械幾種，這些工程機(jī)械存在其特有機(jī)械特點(diǎn)。新能源工程機(jī)械將成為未來工程機(jī)械重要組成部分，相關(guān)部門應(yīng)該大力扶持新能源工程機(jī)械項(xiàng)目發(fā)展，為新能源工程機(jī)械大力發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)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(shí)代私立高級(jí)中學(xué)