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  小型液压挖掘机的节能技术的研究


  随着全球经济的快速发展,各国对环境保护与节能减排的重视程度也越来越高。液压挖掘机作为土木工程建设的主要工程机械之一,由于其用量大、油耗高、效率低,逐渐成为节能技术研究人士关注的主要对象之一。


  造成小型液压挖掘机总效率低下的主要原因之一就是在其正常作业时,液压系统通过节流把大量的液压能转化成热能。这不仅造成了大量的能源浪费,还使得挖掘机必须安装相应的油液冷却设备,冷却设备的能耗进一步增加了挖掘机的油耗,降低了其效率。
小型液压挖掘机的节能技术的研究

  目前,小型液压挖掘机在我国的保有量高达上百万,其作为工程机械的核心之一,在土方工程建设中的地位举足轻重。随着人们对环境保护与节能减排意识逐渐增强,液压挖掘机因为能耗高、效率低等问题,其节能技术的研究得到了越来越多企业与高校的重视。


  小型液压挖掘机节能技术的研究背景及意义


  随着世界能源短缺和生态环境恶化等问题的日益严重,环境保护、节能减排等已成为全世界关注的焦点。为了应对以上问题,世界各国已加强了对环保、节能、提高能效等技术的研发和产业化投入。


  我国能源消耗总量每年都在递增,且增长较快,2014年我国一次能源总消耗约 42.6 亿吨标准煤,但是,据中国产业信息网统计,我国仅创造了全世界 11%左右的 GDP,单位 GDP 能耗是国际水平的 2 倍,是美国的 4倍。

小型液压挖掘机的节能技术的研究
  在我国,工业能耗占总能耗的 70%左右,是主要能耗。在工程机械领域,液压挖掘机以其功能多、对工作环境要求较低、经济实用等优点被称为“工程机械 龙头老大”。20 世纪 80 年代,受我国大规模城镇化和基础设施建设政策的影响,我国小型液压挖掘机销售总量大幅增加。


  我国液压挖掘机的销售同比增长率一直为正,2011 年其销售量达到顶峰。近几年我国受经济危机的影响,液压挖掘机的销售量略有减少,但其使用年限在 10 年以内的液压挖掘机市场保有量多达 131 万台。 传统液压挖掘机因其工况复杂、负载种类较多,导致总效率只有 20%左右,可以看出液压系统的效率仅有 30%左右,是导致液压挖掘机效率低下的主要原因之一。


  导致液压挖掘机的液压系统效率低的主要原因有:节流损失、溢流损失、沿程功率损失、摩擦功率损失、负负载工况时的势能损失、功率匹配不合理引起的损失、散热装置消耗等。这些损失的能量大部分都转化为热能,其中小部分散发到了大气,而另外一大部分都传递到液压元件和液压油中,从而使液压系统温度升高,并带来许多危害。
小型液压挖掘机的节能技术的研究

  其主要危害如下:


  1)  加快橡胶密封软化和老化,进而使系统密封效果变差,导致液压系统失效;


  2)  液压油粘度下降,不利于润滑油膜的形成,加速液压系统内部运动部件的磨损,导致系统泄漏增加,容积效率下降;


  3)  热膨胀改变了不同材料的运动副之间的间隙,导致工作不灵敏或卡死,使工作的性能和精度降低;


  4)  当油温超过 55℃时,将加剧液压油的氧化,使其使用寿命缩短;


  5)  使油中的空气分离压降低,易于产生气穴,导致系统的使用寿命降低。 液压挖掘机液压系统效率低下是导致其总效率低下的主要原因之一,其液压系统节能技术的研究,不仅有利于降低能耗提高效率,还可以减缓液压升温速度,缓解高温带来的危害,进一步减少因冷却液压油额外消耗的能量。因此挖掘机液压系统节能技术的研究对工程机械的节能减排、减少油耗和提高经济效益都有重大意义。
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