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液压混合动力装载机的节能研究杨力夫孙辉景军清孟庆禹
近年来，国内外工程机械制造商纷纷开展了在工程机械上应用混合动力系统的研究。液压混合动力作为混合动力技术的一个重要分支，相对于电动混合动力，液压混合动力具有功率密度大、可靠性高、容易实现正反转等优点，在工程机械的行走装置和驱动系统中显示出较强的可应用性。
装载机作业中存在频紫的启动和制动，由于整机质量大，所以减速制动时会释放出大量的能量，因此，采用混合动力技术回收浪费择的制动动能和重物势能成为装载机节能降耗的一项有效措施。本文以轮式装载机为研究对象，分析装载机作业过程中的能耗损失，开发提出轮式装载机的并联式液压混合动力节能方案，并通过仿真和试验研究验证液压混合动力装载机的节能潜力。
1.装载机能耗分析及节能方向
（1）装载机能耗及可回收能量分析
目前的装载机存在着如下问题：
油耗高装载机平均作业速度低，启动制动频繁，燃油消耗量大。以1台ZL50 型装载机为例，正常情况下，平均每装卸1物料要消耗柴油0.12L左右，整机效率低，发动机的输出功率有相当大一部分被浪费掉、
在作业工况下，装载
维修费用高
机频繁地高负载工作，作业强度大，整车不断大幅度地加速和制动，因此装载机的发动机、变矩器、传动轴和制动装置故障频出，维修工作量和维修费用居
万方数据
高不下。
噪声与污染高
由于装载机频紧启
动、制动发动机常处于高油耗、高尾气排放区域，因此装载机作业时发动机喷出浓浓的黑烟，发出震耳欲聋的噪声。
某型液压混合动力轮式装载机基本参数如表1所示，典型的作业工况如图1 所示，装载机能耗对比分别如图2所示，可回收能量对比如图3所示。
其中：E。为装载机需求驱动能量： E,为发动机损失的能量：E,为液压执行机构消耗的能量：E为装载机克服路阻消耗的能量：E,为装载机制动时克服路阻消耗的能量：E，为装载机克服风阻消耗的能量：E为可回收的制动动能：E.为可回收的载荷重物势能：E为下长坡可回
表1轮式装载机的基本参数
参数值
参数名称
车轮有效率径m 发动机功率kw
转速rimin 额定数质量kg 整机质量！最高车速km/h 变速器速比驱动桥速比
0.75 154 2 200 5 000 17 35
2.547/0.683/R1.864 22.85
空款产据满数
满垫卸教
空赖
101520253035
图1装数机的典型作业工况
900 600
能量 300
Ed
Ee
技术解读
Eh
Eb
图2装数机能量分配
600 400 200
ER
EH
E
E
图3装数机可回收能量对比
收的整机重物势能（6m长10°坡），
由图2可见，装载机作业工况行驶速度低，克服风阻消耗的能量很小，可忽略不计：发动机能量损耗、克服路阻消耗的能量和液压执行机构消耗的能量较多。发动机的能量损耗主要由装机功率过大以及正常工况下发动机常处于小负荷、高油耗区域造成，同时也与发动机的制造技术密切相关。路阻等损耗能量与整机的制动强度和质量有关，液压系统的能量损失主要与元件的工作性能有关，面元件的工作性能受工作原理、材料性能和加工工艺的限制。装载机作业工况存在着频繁的制动和下坡，进行能量回收几率多，可回收能量大。对比装载机的可回收能量（见图3）可见，动臀
2011.1 CM&M
工程机械与维修
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