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      力士樂液壓啟-停技術有效提高工程機械燃油經濟性

      時間:2019-11-25 16:07:33  來源:  作者:  瀏覽量: 254
      簡介:   多年來,液壓技術已被證明非常適合移動設備用來解決其面臨的不斷發展的挑戰。更高的性能要求催生了壓力更高的液壓泵和馬達。對更優控制和

        多年來,液壓技術已被證明非常適合移動設備用來解決其面臨的不斷發展的挑戰。更高的性能要求催生了壓力更高的液壓泵和馬達。對更優控制和更高精度的需求帶來了電液和“智能”液壓系統。

        對高效、高燃油經濟性的需求和環境保護意識刺激了油液混合動力技術的發展。首先在設備的動力傳動系統如垃圾搬運車上應用,最近在新一代的油液混合動力挖掘機上也頻頻出現。

        現在,同樣對于高效率、高燃油經濟性、發動機低排放和低噪音的需求促使了液壓技術下一步的重大進展,即發動機直接起-停系統。

        在功能上,發動機直接起-停系統檢測到發動機在特定的時間怠速的時候,系統會將發動機完全關閉。接下來系統會等候響應操作者的要求,如觸碰控制器或者油門踏板等動作,然后通過液壓系統起動發動機并對機械或者車輛提供驅動。

        發動機直接起-停技術首先在公路設備上得到了應用。最先在轎車、卡車和運輸車輛上使用,已經證明它們可以帶來顯著的燃油經濟性優勢,在一些城市路況中可以高達6%。由于建筑機械在很多種施工情況下間歇性的工作特點,直接起-停系統被認為在建筑機械上有更高的節能潛力。例如輪式裝載機或挖掘機在短時間內挖掘、升降或運送物料后,然后可能會怠速很長時間。

        為了解決建筑施工、材料運送、工業設施中這種普遍存在的怠速情況,許多液壓系統供應商開始開發直接起-停技術,其中一些商家已經在展會如慕尼黑的2013 bauma展上進行了展示。在那里林德液壓公司和博世力士樂公司都展出了他們的直接起-停技術。

        林德液壓公司的自動起-停系統的主要部分是MPR50型電控泵,在發動機運轉時該泵用來給緊湊型液壓蓄能器充油。當林德液壓公司的LINC電控單元檢測到行駛和工作功能處于暫停狀態時,發動機將被關閉。當操作員觸碰踏板或者移動方向盤或操縱桿時,能量由蓄能器通過出油閥組件傳給MPR泵,這時MPR泵作為起動馬達工作。

        林德公司自動起-停技術的主要部分是電控中壓MPR50型泵。該泵的典型應用是為液壓功能供給液壓油,現在對其添加了起-停功能,在發動機運轉時該泵對緊湊的液壓蓄能器充油。當林德液壓公司的LINC電控單元檢測到駕駛和工作處于暫停狀態時,將會關閉發動機。

        當操作員觸碰踏板或者移動方向盤或操縱桿時,能量由蓄能器通過出油閥組件傳給MPR泵,這時MPR泵的作用就像是起動電機,然后柴油機被提升到預先設置的轉速。

        林德公司表示,液壓起動過程比使用電動機起動快4倍,在測試中起動過程通常不超過1.4秒,確保機械快速進入準備工作狀態而感覺不到任何時間延遲。

        公司表示他們已經在鏟車上測量了起-停技術的節油潛力。雖然對蓄能器的主動充油過程可能會導致燃油消耗的升高,但將蓄能器的充油循環和提升發動機起動速度的效率結合,在一定程度上抵消了燃油的消耗。

        林德公司計算了柴油機怠速的燃油消耗后發現,當怠速時間超過2.5秒后,關閉發動機所帶來的節油優勢將超過重新起動發動機消耗的能量。

        林德公司表示,節油效果很大程度上取決于建筑機械的種類,也取決于個人使用習慣和工作中斷持續的時間。由于系統的設計很緊湊,液壓蓄能器和起-停出油閥組件的位置可以隨意布置,帶有液壓工作模塊的建筑機械無需修改設計就可以根據需要增設起-停功能。

        除了燃油經濟性改善和發動機尾氣排放降低外,林德公司表示直接起-停功能還可以降低噪音,這是機械可以在居民區工作的重要因素。

        博世力士樂公司在2013 bauma展上也展出了其直接起-停技術,而且在阿特拉斯-魏豪森(Atlas Weyhausen)的4噸AR 60型輪式裝載機上可選裝該系統。

        雖然類似的起動系統已經在一些轎車上廣泛使用,博世力士樂公司表示在非道路機械上應用的關鍵是機械工況的變化。除了保證行進之外,機械還必須有足夠的動力進行挖掘、推舉或運載工作。在有足夠的能量儲備進行液壓起動的前提下,當機械不行進也不工作時內燃機才能被關閉。

        博世力士樂公司的直接起-停系統是基于該公司的液壓飛輪系統(HFW)設計的,其HFW系統包括軸向活塞泵、液壓控制閥、液壓蓄能器和控制器??刂破髋c傳動裝置和/或液壓工作部分連接,并使用機械上已存在的油箱、濾清器和冷卻系統工作。HFW系統的設計目的是獲取液壓能,隨后根據需要將能量傳給機械,或是在能量使用峰值時為發動機提供動力支持,或是驅動直接起-停功能。

       

        博世力士樂公司的液壓起-停系統布置圖,該系統可選裝在Atlas Weyhausen的AR 60型輪式裝載機上。

        軸向活塞單元被發動機驅動并為蓄能器充油。當蓄能器釋放能量的時候,軸向活塞單元作為液壓馬達反過來驅動發動機。電子單元估計壓力是否足以重新起動柴油機并在發動機關閉的時候估計使用者的動力需求。當傳動裝置或液力工作部分需要動力的時候,起-停系統會立即使用蓄能器的存儲的能量重起柴油機。發動機幾乎可以無任何時間延遲地上升至工作需要的轉速。

        博世力士樂公司表示,直接起-停功能也可以在不額外添加HFW系統中所需要的泵/電機單元的情況下實現。唯一的必要條件是需要“停泊版”的液壓工作泵。如果需要,這個停泊泵也可以作為液壓馬達來重起柴油機。

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