新能源工程机械特点分析

王少波

摘要：实践证明，新能源机械驱动方式是未来工程机械发展必然趋势，新能源机械符合节能环保基本理念，且可为解决能源危机做好准备。当前工程机械无论在其操作舒适性以及节能性上均无法满足实际需求。随着各方面需求不断提升，工程机械将成为重要污染源。基于此需要顺应时代潮流发展新能源工程机械。本文主要分析探讨了新能源工程机械特点，以供参阅。

关键词：新能源;工程機械;特点

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。

1开发新能源工程机械的必然性

为了节能和环保，近十多年来，日、美、俄、德等国加大了新能源工程机械的开发力度，我国一些工程机械厂近年也开发了少量新能源工程机械。理论和实践都证明，开发新能源工程机械、创新工程机械的驱动方式来节能减排，是工程机械可持续发展的必然趋势之一。俄罗斯“TETP”公司在开发通用型市政工程电动车时，阐明其目的为：（1）节能环保;（2）开发工程机械新机种，满足国内需要和出口，扩展发展途径;（3）减轻市政工人劳动强度和提高操作舒适性（电动车效率高、零排放）。日立建机认为，虽然日本工程机械的二氧化碳排放量只占全日本的1%，但节能减排是全民的任务，工程机械也必须做到。卡特彼勒公司指出新能源工程机械有潜在优势，沃尔沃公司强调采用混合动力传动是装载机械技术发展的趋势。德国在“燃料战略一替代能源和创新驱动方式”中提出推动优化传统发动机、合成生物燃料，开发混合动力技术和燃料电池等具体措施。综上所述，开发新能源工程机械是顺应时代进步的潮流。

2新能源工程机械特点

2.1新能源工程机械的低碳环保性

工业企业为我国经济的发展做出了重大的贡献，但在工业化发展过程中，企业的生产、制造环节造成了严重的资源浪费及环境污染问题。机械设备制造环节产生的二氧化碳、二氧化硫及粉尘、微粒等造成严重的空气污染，电力企业技术的落后造成机械生产环节严重的资源浪费，传统变电站运行下，落后的电缆技术等造成了电能输送环节的电力浪费。电力企业的风力发电系统，有效地节约了煤炭资源，减少了煤炭燃烧过程中产生的有毒气体排放，降低了能源的消耗。汽车行业使用的天然气发动机，较传统的柴油机设备而言，减少了20%的二氧化碳排放量，而二氧化硫的排放减少了70%。现代电驱动机械采用电源设备或者蓄电池提供动力，实现了零排放，有效地减少了噪声污染。与传统的内燃机机械相比，混合动力机械节约了20%的燃油，使用过程中的污染物排放量也明显减少。

2.2新能源工程机械的多样性

2.2.1双动力工程机械

双动力工程机械同时安装2台动力机，一台是柴油机或汽油机，另一台是交流电动机或直流电动机，2台动力机在机械上无连接，功能独立，内燃机驱动行走系，电动机驱动作业装置。如美国powerscreen公司开发的双动力移动筛分机，机载内燃机驱动行走系行走到固定作业点后，接上外接交流电源，由机载交流电动机驱动作业机构作业。英国LUCAS维修公司开发的折叠式双动力随车起重机，是一台流动维修用的工程机械，汽车内燃机驱动行走系，可折叠的电动吊车（起重量1000kg）平时平放在车厢板上，使用时安装在车厢边，用车载动力电池供电动吊车作业。德国依发汽车厂开发的ADK汽车起重机，机上装有一台电动机，停在货场作业时，可用货场交流电源插座接入交流电供车载电动机驱动作业机运行。若无外接电源，也可用汽车发动机驱动作业机构。

2.2.2混合动力工程机械

混合动力工程机械主要指在工程机械安装有内燃机或动力模块构成的混合动力源，动力模块主要有发电机/电机+电池+能量管理系统，按照发电机/电机和内燃机连接方式主要存在三种连接方式，分别为串联、并联、混联;按照内燃机或动力模块功率比可将其分为轻度、中度、重度混合几种方式。混合动力工程机械中的柴油机相较于同比能力内燃式工程机械中柴油机更小，例如信号为AR65装载机中装载柴油机功率为37kW，并配备功率为15kW的电机，同等能力内燃机装载柴油机功率为51kW。其次电动机在混合动力工程机械中主要作用是助力驱动，装置中的柴油机可在低油耗、低排放情况下高效运行，通过这些措施可有效促进节油减排，使用混合动力工程机械相较于同种能力工程机械可节约15%～30%的燃油，降低15%～35%的污染排放。当前有较多机械研发及生产厂家，例如俄罗斯某拖拉机厂研制出混合动力推土机，沃尔沃公司研制出混合动力装载机，德国道依茨公司开发出一套科学有效的混合动力模块，可安装在需要的机械装置上。

2.2.3动力电池工程机械

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。

3结束语

总而言之，新能源工程机械主要有动力电池工程机械、双动力工程机械、混合动力工程机械几种，这些工程机械存在其特有机械特点。新能源工程机械将成为未来工程机械重要组成部分，相关部门应该大力扶持新能源工程机械项目发展，为新能源工程机械大力发展奠定坚实基础。

参考文献：

[1]贾晨光.新能源工程机械特点研究[J].中国资源综合利用.2017（09）.

[2]侯林帅.新能源工程机械特点研究[J].中国设备工程.2017（03）.

[3]杨宇程探究新能源工程机械的特点以及研发趋势[J].魅力中国.2017（04）.

（作者单位：呼和浩特中燃城市燃气发展有限公司）