混合动力工程车辆发展现状
摘要: 全球性的能源危机、环境污染,让工程机械领域承受着巨大的节能环保压力。鉴于混合动力技术在乘用车上的成功应用和普及,世界各大厂商纷
全球性的能源危机、环境污染,让工程机械领域承受着巨大的节能环保压力。鉴于混合动力技术在乘用车上的成功应用和普及,世界各大厂商纷纷将该技术应用于工程机械制造,混合动力系统成为工程机械车辆节能减排的重要途径之一。
国外工程混合动力车辆
目前,对于混合动力工程车辆的研究多集中在混合动力装载机和挖掘机方面。
下表为国外混合动力挖掘机产品的节能效果,产品节油率在25%—40%之间。
混合动力工程机械最早兴起在日本,目前国外对混合动力工程车辆的研究处于领先地位,日立建机、阿特拉斯、沃尔沃、卡特彼勒、川崎等都推出了各自的混合动力工程车辆产品或样机,国内方面主要是柳工、徐工等展出了自己的产品样机。下面我们一起了解一下国内外混合动力工程车辆的研究现状。
国外工程混合动力车辆
目前,对于混合动力工程车辆的研究多集中在混合动力装载机和挖掘机方面。
2003年,日本日立建机研制了世界上第一台采用混合动力技术的轮式装载机,这是混合动力技术在工程车辆上的首次成功应用。
2004年,小松研制出世界上第一台混合动力挖掘机的试验机型。
2006年阿特拉斯公司研制出AR65-Hybrid混合动力装载机,采用静液传动技术。
2008年在美国拉斯维加斯CONEXPO工程机械博览会上,沃尔沃公司展出了一款混合动力装载机----L220F Hybrid。该机是在原机 L220F装载机的基础上,采用同轴并联式混合动力系统结构,采用电动/发电机作为辅助动力。L220F Hybrid采用了轻度混合动力系统方案,在常规作业中电机不工作,只当发动机工作在较低效率状态时起辅助动力作用。在车辆启动过程中,电机提供辅助动力快速启动发动机,可以有效降低油耗改善排放。
2010年在德国慕尼黑展会上,美国卡特彼勒公司展出了966K XE混合动力轮式装载机。该在原机966K的基础上采用了先进的动力总成CVT全自动变速器,将发动机的动力通过两条路径传递:一路通过机械方式传递,一路通过液压泵和液压马达传递。
2011年在美国拉斯维加斯CONEXPO工程机械博览会上,日本川崎公司展出了65ZHybrid混合动力轮式装载机。约翰·迪尔公司展出了644K Hybrid轮式混合动力装载机,采用串联式油电混合动力系统结构,发动机同时驱动工作液压系统,电机驱动变速器。发电机提供能量给电动机来驱动一个简化的三挡变速器,该变速器没有倒挡而是通过电动机反转实现倒挡。混合动力系统可以回收部分减速刹车能量,通过反向驱动电动机降低发动机负荷,降低油耗,在满足正常工作前提下,644K Hybrid可以节能约25%。在bauma2013展会,卡特彼勒又推出336EH型混合动力挖掘机,利勃海尔推出R9XX概念型混合动力挖掘机,德国阿特拉斯推出了装备有ECO'nergy系统的混合动力挖掘机。
下表为国外混合动力挖掘机产品的节能效果,产品节油率在25%—40%之间。
国内混合动力工程车辆
国内工程车辆生产厂商对于混合动力技术方面的研究还处于起步阶段,柳工、徐工、三一重工、詹阳动力重工、山河智能、厦工等正在研发混合动力工程车辆,取得了一定的成绩,推出了部分产品样机。国内一些高校如浙江大学、吉林大学、中南大学等也投入人力、物力进行了很多科研类的项目,初步形成新能源工程机械研发和技术理念,但是我国在混合动力技术方面与日本、欧美企业存在巨大差距。
2010年上海BaumaChina展上,柳工展出了CLG862-HYBRID混合动力装载机,采用发动机和ISG电机并联的油电混合动力结构,采用超级电容作为储能元件。柳工表示该机可实现不同工况下的转矩合成及平均化,对比传统CLG862装载机省油约10.5%。
徐工展出了ZLSOGS轮式混合动力装载机,该机采用液压混合动力系统结构,可以有效回收制动能量和重物势能。徐工表示其制动能量回收率最高可达75%,回收的能量能够在车辆启动、加速和铲掘过程中提供辅助动力,提高整机的动力性能。
下表为展会上部分国内混合动力挖掘机的节能效果,节油率在10%-20%之间。
总结:
毫无疑问,新能源已经成为工程机械车辆的发展方向。以上现状可以看出,国外企业不断有新的产品推出,同时政府在政策和运行方面都给予了很大扶持。我国新能源工程机械研究起步较晚,虽然有了很大发展,但是无论在产品数量还节能效果方面,与国际先进水平有一定的差距,笔者认为政府应该借鉴新能源商用车和乘用车的运行模式,多出台一些鼓励政策,加大企业研发力度,培养更多的技术人才,才能使我国的新能源工程机械车辆发展步入快车道!