2011年注冊(cè)建筑師復(fù)習(xí)資料：建筑工程機(jī)械的節(jié)能技術(shù)

　　1、整機(jī)節(jié)能設(shè)計(jì)

　?、?合理匹配

　　工程機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性，是評(píng)價(jià)產(chǎn)品主要使用性能的重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。而燃油經(jīng)濟(jì)性很大程度上取決于發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系的匹配。生產(chǎn)效率最高(效率點(diǎn))，但油耗也很高;當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最佳比油耗曲線上時(shí)，燃油經(jīng)濟(jì)性最好(節(jié)能點(diǎn))。在一個(gè)作業(yè)循環(huán)中，機(jī)器處于最大功率狀態(tài)的時(shí)間比重并不大。因此，要進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)-傳動(dòng)系的合理匹配分析。

　　在靜液壓傳動(dòng)中，根據(jù)工程機(jī)械重載、低速的工作特點(diǎn)和作業(yè)過(guò)程中對(duì)動(dòng)力及速度的要求，在發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓泵、液壓馬達(dá)三者間，應(yīng)用微機(jī)和負(fù)荷傳感技術(shù)，按照設(shè)定的工作模式(輕載、重載、空載)實(shí)現(xiàn)壓力、流量和功率的節(jié)能綜合控制，使液壓系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配盡可能地保證實(shí)際??作點(diǎn)處于效率點(diǎn)和節(jié)能點(diǎn)附近，以獲得最高工作效率和最合理的燃油經(jīng)濟(jì)性。

　　液力機(jī)械傳動(dòng)的最大缺點(diǎn)是傳動(dòng)效率低(變矩器平均傳動(dòng)效率只有60%左右)。而采用多擋變速器和液力變矩器并結(jié)合自動(dòng)變速控制技術(shù)，就能在確保牽引的情況下，將變速器重新“拉回”到高效區(qū)工作。

　?、?合理確定工作載荷

　　傳統(tǒng)的工程機(jī)械設(shè)計(jì)，無(wú)論是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的選型還是對(duì)工作參數(shù)的選擇，往往是“靠檔選型”、層層加碼，結(jié)果是設(shè)計(jì)裕量系數(shù)或功率裕量系數(shù)均被自然地放大了，最終導(dǎo)致產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、尺寸逐級(jí)放大。很多機(jī)械實(shí)際上是在“大馬拉小車”的工況下工作，能源浪費(fèi)嚴(yán)重。為了節(jié)能，應(yīng)當(dāng)在全面分析作業(yè)機(jī)理、條件和工況的前提下，運(yùn)用優(yōu)化設(shè)計(jì)、并行設(shè)計(jì)、試驗(yàn)設(shè)計(jì)或有限元分析等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，取代傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)法、類比法，精??合理地確定工作載荷。

　　⑶ 盡量減少液壓系統(tǒng)流量和壓力損失

　　液壓系統(tǒng)回路設(shè)計(jì)合理與否對(duì)液壓工程機(jī)械節(jié)能影響很大。如，在調(diào)速回路設(shè)計(jì)中，應(yīng)避免將節(jié)流閥設(shè)置在液壓系統(tǒng)的進(jìn)油端(進(jìn)油節(jié)流調(diào)速)。這樣會(huì)使系統(tǒng)油溫升高、效率急劇下降，甚至出現(xiàn)故障。在無(wú)特定要求時(shí)，一般選用變量泵-定量馬達(dá)、定量泵-變量馬達(dá)或變量泵-變量馬達(dá)等容積式調(diào)速回路，因該回路的特點(diǎn)是溫升小、效率高。Volvo公司的裝載機(jī)液壓 系統(tǒng)采用的是荷載感應(yīng)式變量泵，能隨荷載的變化而輸出不同的功率，避免了液壓系統(tǒng)的能量浪費(fèi)。

　　另外，在液壓回路的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中常設(shè)置背壓閥，以防機(jī)器下坡、溜坡超速，損壞馬達(dá)，但卻增加能量損失，解決的辦法是在液壓馬達(dá)上加裝具有背壓功能的控制閥。這樣可減少壓力損失，提高系統(tǒng)效率。

　?、?建立能源回收系統(tǒng)

　　工程機(jī)械在行駛或作業(yè)過(guò)程中往往頻繁地減速、制動(dòng)，致使動(dòng)能轉(zhuǎn)換成熱能損失了，同時(shí)也降低了制動(dòng)器等的使用壽命?？刹捎眯铍姵?、飛輪和蓄能器等方式加以回收儲(chǔ)存。在挖掘機(jī)、裝載機(jī)、起重機(jī)等的動(dòng)臂、鏟斗、吊具等大質(zhì)量工作裝置的回落、下降過(guò)程中都可通過(guò)蓄能器將重力勢(shì)能儲(chǔ)存起來(lái)。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，這樣的系統(tǒng)設(shè)計(jì)可減少能耗1/4。更簡(jiǎn)易的節(jié)能辦法是，將負(fù)荷側(cè)液壓油通過(guò)必要的連接元件供給液壓系統(tǒng)的另一側(cè)，以達(dá)到節(jié)能的目的。

　　2、液壓元件的節(jié)能來(lái)源：

　　經(jīng)分析，液壓元件的能量損耗主要是元件本身或相五連接處的泄漏、內(nèi)摩擦。因此，要減少能量消耗，就得提高液壓泵、馬達(dá)、液壓缸、液壓閥和各類液控元件的加工、裝配的精度;選擇性能優(yōu)良的密封材料，合理設(shè)計(jì)密封結(jié)構(gòu)和形式;合理選用潤(rùn)滑、冷卻、散熱方式;不斷改進(jìn)液壓元件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，減少內(nèi)摩擦。

　　由于各種閥類元件都將不同程度地產(chǎn)生流阻，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)力求液壓元件與控制元件的數(shù)量最少，以減少流阻和能耗;同時(shí)，在回路中應(yīng)處理好閥類元件的流阻設(shè)置、分配和計(jì)算，盡可能使閥能在大、中開(kāi)口狀態(tài)下工作，以減少非安全需要的溢流量，減少能量損失。采用高度集成閥是節(jié)能的有效措施之一，它能成功取代數(shù)量眾多的分離式單功能閥類控制元件，既可縮短液流路徑，減少流阻損失，又可使系統(tǒng)和整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，減少自重引起的能耗。

　　還有，合理選擇管路管徑，優(yōu)化油管管路布設(shè)，都是減少液流阻力、提高系統(tǒng)效率的有效途徑。

　　3、其他節(jié)能措施

　　加強(qiáng)工程機(jī)械潤(rùn)滑和管理，可減少摩擦、磨損，提高傳動(dòng)效率。同時(shí)，近年來(lái)的應(yīng)用表明，在潤(rùn)滑油中加入一定量的化學(xué)添加劑(節(jié)能、減摩)能使運(yùn)動(dòng)摩擦表面的微觀凸起部分變軟、平滑?；蚴固砑觿┪接谀Σ粮北砻?，填平微觀凹陷部分，改善油膜狀態(tài)，降低摩擦力。節(jié)能的措施還有：保證輪胎氣壓正常，增設(shè)廢氣渦輪增壓器，采用感溫器控制的風(fēng)扇離合器，以及對(duì)工程機(jī)械的正確維護(hù)和管理等。

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