节能逻辑 产品制造的高度

【第一工程机械网 独家报道】从制造设备所用的节能材料到发动机节能新技术，从能源回收再利用到作业装置的改进，每一次革新都是一个新的高度，新的高度也在一次次被刷新。节能是否还有未被发现的路径？细节处可以为节能贡献多少功？相信节能设备即将迎来热潮。

随着工程机械品种和数量的不断增加，大量工程机械所消耗的资源、排放的污染物以及施工中产生的噪声、粉尘对环境产生了难以估计的影响，环境和能源已成为影响工程机械发展的新因素。工程机械产品的设计与制造要考虑适应环境生态发展的要求，开发研制环保、节能型产品是今后工程机械行业发展的趋势，因此工程机械的节能技术具有重要的实际意义。

设备制造材料的选择

在各系统及部件设计中所选用的材料尽量是可回收、易分解、能再生，且在加工和使用过程中对环境无害的材料，特别是结构件的设计应尽可能采用比较容易装配和分解的大模块化结构和无毒材料，提高工程机械材料的再生率。

通常来说，延长产品寿命就等于减少了机械的生产量和降低其报废量。降低产品能耗可减少对环境的污染，而减轻产品质量即可减少材料和资源的消耗。要从减少环境负荷的角度，尽可能考虑各系列产品同类零部件的互换性和通用性。为此应在保持主机各项性能参数前提下尽量减少主机和附属作业装置或机具的体积和质量，提高动力传动系统零部件的强度和耐久性能，实现液压系统的轻量化和高效率。工程机械产品在设计初始阶段就要考虑做到报废件处理简单、费用低和污染小，零部件要解体方便、破碎容易，能焚烧处理或可作为燃料回收。

设备发动机以及液压系统的性能提升

以挖掘机为例，混合动力的研制成功就是节能技术的一大突破。无论是对发动机的选型还是对工作参数的选择，应当在全面分析作业机理、条件和工况的前提下，运用优化设计、并行设计、试验设计或有限元分析等现代设计方法，取代传统的经验法、类比法，精确合理地确定工作载荷，以尽量减少液压系统流量和压力损失。液压系统回路设计合理与否对液压工程机械节能影响很大。在无特定要求时，一般选用变量泵-定量马达、定量泵-变量马达或变量泵-变量马达等容积式调速回路，因该回路的特点是温升小、效率高。Volvo公司的装载机液压系统采用的是荷载感应式变量泵，能随荷载的变化而输出不同的功率，避免了液压系统的能量浪费。另外，在液压回路的传统设计中常设置背压阀，以防设备下坡、溜坡超速，损坏马达，但却增加了能量损失，解决的办法是在液压马达上加装具有背压功能的控制阀。这样可减少压力损失，提高系统效率。

能源回收系统的建立工程机械在行驶或作业过程中往往频繁地减速、制动，致使动能转换成热能损失，同时也降低了制动器等的使用寿命。对此可采用蓄电池、飞轮和蓄能器等方式加以回收储存。在挖掘机、装载机、起重机等的动臂、铲斗、吊具等大质量工作装置的回落、下降过程中都可通过蓄能器将重力势能储存起来。统计数据表明，这样的系统设计可减少能耗1/4。更简易的节能办法是，将负荷侧液压油通过必要的连接元件供给液压系统的另一侧，以达到节能的目的。

经分析，液压元件的能量损耗主要是元件本身或相互连接处的泄漏、内摩擦。因此，要减少能量消耗，就得提高液压泵、马达、液压缸、液压阀和各类液控元件加工、装配的精度；选择性能优良的密封材料，合理设计密封结构和形式；合理选用润滑、冷却、散热方式；不断改进液压元件的内部结构，减少内摩擦。由于各种阀类元件都将不同程度地产生流阻，设计时应力求液压元件与控制元件的数量最少，以减少流阻和能耗；同时，在回路中应处理好阀类元件的流阻设置、分配和计算，尽可能使阀能在大、中开口状态下工作，以减少非安全需要的溢流量，减少能量损失。采用高度集成阀是节能的有效措施之一，它能成功取代数量众多的分离式单功能阀类控制元件，这既可缩短液流路径，减少流阻损失，又可使系统和整机结构紧凑，减少自身质量引起的能耗。此外，合理选择管路管径，优化油管管路布设，都是减少液流阻力、提高系统效率的有效途径。

改进作业装置

挖掘机、推土机、装载机等土石方工程机械的主要作业装置是消耗工程机械动力的主要部件。以推土机为例， 据俄罗斯k o m a u y 公司的研究： 推土机发动机发出功率的4 0 %耗于推土板掘削、推运土壤所做的功（克服掘削、推运土壤的阻力等），从机械土力学的观点分析，铲斗、推土板的挖掘阻力与铲斗和推土板的结构、形状、材质以及铲斗或推土刀片参数（形状、硬度、刃角等）有关，改进或优化上述参数，可以降低挖掘阻力，提高功率利用系数。相对降低了单位工作量（土、石方量）的功率需求，从而间接地节约了能源，降低了能耗。

其他节能措施

此外，加强工程机械润滑和管理，可减少摩擦、磨损，提高传动效率。同时，近年来的应用表明，在润滑油中加入一定量的化学添加剂（节能、减摩）能使运动摩擦表面的微观凸起部分变软、平滑。或使添加剂吸附于摩擦副表面，填平微观凹陷部分，改善油膜状态，降低摩擦力。节能的措施还有：保证轮胎气压正常，增设废气涡轮增压器，采用感温器控制的风扇离合器，以及对工程机械的正确维护和管理等。

节能链接

再制造试点获益节能环保

截至2009年底，我国已形成汽车发动机、变速器、转向机、发电机共23万台套的再制造能力。中国汽车工业协会副会长宴一平预计，到2015年我国汽车销量将达到2200万辆，零部件需求将达5500亿元，若其中5%使用再制造零部件，市场将达到255亿元。

目前，国家已将14家整车与零部件制造厂商列入汽车零部件再制造试点企业，其中属于上市公司的有江淮汽车和潍柴动力。潍柴动力旗下专门从事再制造的潍柴再制造有限公司，依托公司旗下健全的服务中心和维修站，已经形成了完善的服务网络，通过这个网络，可以完成发动机的回收、再制造和销售工作。据了解，目前潍柴发动机市场保有量已达200万台，大部分已进入大修和报废阶段。

节能环保理念催热相关绿色工程机械产品

通过政府政策的推动，我国将从提高再制造技术水平、扩大再制造应用领域、培育再制造示范企业、规范旧件回收体系、开拓国内外市场着手，加强法规建设。逐步形成适合我国国情的再制造运行机制和管理模式，实现再制造规模化、市场化、产业化发展，努力将再制造产业培育成为新的经济增长点，推动循环经济形成较大规模，加快建设资源节约型、环境友好型社会。以政策为方向发展我国再制造产业。再制造业的崛起对整个工程机械行业向节能环保方向迈出了结实的一步。