探究新能源工程机械的特点以及研发趋势

杨宇程

摘要：新能源工程机械的发展已经成为当前工程机械设备研究的主要方向，新能源工程机械的发展不仅能够满足于低碳环保的要求，也能够进一步促进工程机械产业的创新发展，本文将会对新能源工程机械的特点与研发趋势进行简要的概述。

关键词：新能源；工程机械；新能源与工程机械

随着我国环境形势的不断严峻，新能源工程机械的研究被我国政府所重视，并且在政策和技术上我国政府也给予新能源工程机械的相关支持。另外，从实际应用的角度来说，工程机械本身在工程作业过程中会产生较大的污染，且对能源消耗力度较高，对环境工程危害较大，新能源工程机械本身比传统燃料工程机械要更为环保，因而开发新能源工程机械是工程机械可持续发展的必然方向之一。

一、新能源工程机械的发展现状与特点

当前，我国对于新能源工程机械的研究所涉及的程度并不深，在工程机械制造与设计方面的成果还不是很多，但研究方向主要选择为清洁无污染的能源开发为主，比如目前在我国多数城市所普及的电气混合动力公共汽车，国外一些工程机械厂家所推出的纯电动工程机械等等，下面本文将对当前果奶外对于新能源工程机械的研究形式，进一步分析新能源工程机械的发展现状与特点。

（一）纯天然气工程机械的发展现状及特点。

目前，以天然气作为新能源燃料的工程机械的发展比较迅速，纯天然气工程机械的发展类型主要分为两种：压缩天然气和液化天然气，在实际应用中，我们可以发现，液化天然气的续航能力更高。以天然气作为主要动力源的工程机械的结构特点为其内部拥有一部燃气发动机，并拥有一组或者单个液化天然气储气瓶，接入相应的汽化装置以及管路；液化天然气在作为发动机动力时，为提高其燃烧力度，需先把液化天然气变成液态，然后由管路传输到燃气发动机内，在发动机装置中进一步调整，调整后在发动机内燃烧，对外输出的转速、功率、扭矩等传递到耗功装置，实现动力输出。经过测试，能源消耗费用节省30%～40%。目前，国内知名的工程机械厂家已经推出了相应的天然气机械产品。

（二）动力电池工程机械的发展现状及特点。

从本质上来说，动力电池工程机械的动力源为电池，即为纯电动工程机械，纯电动过程机械在我国早有研究，但研究方向更多的是趋向于小汽车，由于电池技术以及其他因素的限制，目前我国对于动力电池工程机械的研究也比较初步。当然，国外一些品牌推出的纯电动工程机械较多，比如日本日立品牌所推出纯电动挖掘机。电动工程机械消耗的电能较大，因而大多数电动工程机械工作过程中需要接入380V电网以保障其能发挥出强劲的性能。一般来说，纯电动工程机械的智能化程度以及自动化程度较高，其控制器与变频器进行数据通信，根据负载变化对电机进行变频调速，并控制电磁比例阀，对斜盘变量泵的吸收功率进行调整，实现最优功率的匹配；回转时，直接应用回转电机，通过控制器与回转电机变频器进行数据通信，对回转电机进行变频调速。纯电动工程机械在工作过程中具有噪音低，环境污染低的特点。

（三）混合动力工程机械的发展现状及特点。

混合动力技术在工程机械中也得到了一定的应用，目前在工程机械中所采用的混合动力的方式主要集中为：油电混合、油液混合、油电液混合等三种方式。目前，混合动力方案普遍采用的是油电混合的解决方案，借助蓄电池、超级电容等储能元件，实现柴油机输出功率和扭矩的均衡控制，达到用功率较小的柴油机来驱动大吨位挖掘机的目的。比如山河智能开发的 SWE230S 油电混合动力液压挖掘机在典型的定点挖掘并回转 90°装车的工况中，回转制动回收的能量高达回转所需 40%；整机节能效果在 20% 以上，并可有效的提高工作效率。另外，油液动力混合的方式在工程机械中也得到了一定的应用，比如工程机械知名品牌————卡特彼勒推出的 336EH 油液混合动力挖掘机，其在营业过程中比标准机型降低了25%的能耗，但在性能、动力以及生产成本方面与标准机型并没有差异。

二、新能源工程机械的研发趋势分析

（一）注重解决新能源工程机械的动力性能。

目前大多数新能源工程机械所面临的制约因素主要包括持续作业时间短，动力性能不够强劲，相对于燃料能源工程机械来说，新能源工程机械在动力性能方面，仍然存在一定的差距，这与工程机械内部结构的设计与优化具有一定的關系，以天然气为动力的工程机械为例，由于燃气发动机的燃烧动力输出上可能要略逊于燃油发动机，因而动力性能较弱，因而一般以天然气为动力的工程机械并不能适用于大功率作业现场。也正是因为新能源机械在应用过程中，没有传统然后工程机械的适应性更强，所以也就导致一些新能源汽车在普及与推广过程中受到了一定的制约。由此可见，解决新能源工程机械的动力性能问题，应该成为未来工程机械研究的重点。

（二）重点解决新能源工程机械相关的配套基础。

新能源工程机械难以得到较快发展的另一制约因素在于新能源工程机械的发展时间比较短，其配套供能设施严重不足，导致其并不能得到广泛的推广与应用。能源补给站相对较少每个新能源的推行都是一个漫长的过程。新能源工程机械在使用过程中因加气或供电等能源补给困难而影响其正常运行使用。因此，针对于目前新能源工程机械的发展来说，所需要重点解决的还是新能源供应方面的问题，如果确保新能源工程机械在实际应用时能够得到稳定的能源供应是解决新能源工程机械推广的重点内容。

三、总结

总的来说，新能源工程机械的发展空间比较大，在本文的分析中，我们也不难看出，目前针对于新能源工程机械的研究，国内外已经获得了不同的研究成果。虽然，当前所推出的新能源工程机械类型在实际应用时也达到了相应的节能减排的效果，但是，目前新能源工程机械在发展过程中仍然存在很多的制约因素需要解决。由此可见，新能源工程机械的发展之路还很漫长。本文重点研究了当前国内外新能源工程机械的发展现状及特点，并简要阐述了未来工程机械发展过程中所需要解决的技术问题以及发展问题，通过对新能源工程机械的认识分析奠定了我国新能源技术的施工基础，对新能源建设有着重大的作用。

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