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1基于系統(tǒng)的環(huán)保節(jié)能研發(fā)

1）新型傳動(dòng)型式新型傳動(dòng)形式包括液力機(jī)械傳動(dòng)、機(jī)械傳動(dòng)、靜液壓傳動(dòng)和電傳動(dòng)等傳動(dòng)形式。這些新型傳動(dòng)形式提高了傳動(dòng)效率，從而達(dá)到了節(jié)能的目的。以靜液壓傳動(dòng)為例，靜液壓傳動(dòng)裝置是以液壓泵和液壓馬達(dá)為主組成，附加各種變量控制單元和傳動(dòng)元件（減速器或變速箱），成為一種無級(jí)變速的傳動(dòng)裝置。它與純機(jī)械傳動(dòng)和液力機(jī)械傳動(dòng)相比，具有高效區(qū)寬、布局靈活、無級(jí)變速、換向方便、控制方式多樣和功率利用合理等眾多優(yōu)點(diǎn)。工程機(jī)械合理運(yùn)用靜液壓傳動(dòng)裝置，則能改善機(jī)構(gòu)性能，提高生產(chǎn)效率，節(jié)省能量消耗，使機(jī)器的品質(zhì)上升到一個(gè)新的階段。隨著該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展和所用元件的完善，采用靜液壓傳動(dòng)裝置的工程機(jī)械會(huì)愈來愈多，市場前景良好。2）DDC直驅(qū)液壓技術(shù)（圖4）相比采用傳統(tǒng)的負(fù)載敏感（LS）系統(tǒng)的液壓挖掘機(jī)，在相同的工作條件下，采用DDC直驅(qū)液壓技術(shù)的挖掘機(jī)節(jié)能39.7%，而效率提高12.9%。

2新能源與工程機(jī)械

新能源作為一種新興的動(dòng)力技術(shù)，在汽車上的成功應(yīng)用與技術(shù)優(yōu)勢為工程機(jī)械的節(jié)能研究提供了較好的借鑒思路。然而，由于工程機(jī)械（以液壓挖掘機(jī)為例）和汽車運(yùn)行工況和環(huán)境的顯著差別，汽車動(dòng)力系統(tǒng)的負(fù)載工況變化較平緩，且無明顯的周期性，而挖掘機(jī)的負(fù)載變化劇烈，周期性強(qiáng)。因此，汽車領(lǐng)域的新能源動(dòng)力相關(guān)共性技術(shù)不能直接移植到工程機(jī)械領(lǐng)域，必須針對(duì)工程機(jī)械的特點(diǎn)，發(fā)展適用于工程機(jī)械的新能源動(dòng)力系統(tǒng)。

2.1新能源技術(shù)在工程機(jī)械領(lǐng)域中的應(yīng)用山河智能裝備股份有限公司是最早將新能源技術(shù)應(yīng)用在工程機(jī)械領(lǐng)域中的企業(yè)之一。山河智能研發(fā)了以液化石油氣發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源的叉車，相比于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，液化石油氣發(fā)動(dòng)機(jī)能大大減少廢氣排放，CO排放減少8%，HC減少75%，NOX也明顯下降。山河智能還推出了蓄電池式電動(dòng)挖掘機(jī)（圖5），移動(dòng)性能好，實(shí)現(xiàn)真正意義上的零排放，適合在封閉半封閉區(qū)域作業(yè)。山河智能還推出了線纜式電動(dòng)挖掘機(jī)。Terex外插式電源驅(qū)動(dòng)挖掘機(jī)（圖7）采用外插式電源供電，適合于小范圍連續(xù)施工條件，零排放，環(huán)境友好。

2.2工程機(jī)械中的混合動(dòng)力技術(shù)混合動(dòng)力技術(shù)被認(rèn)為是目前工程機(jī)械最具應(yīng)用前景的新能源技術(shù)。混合動(dòng)力工程機(jī)械產(chǎn)品類型涉及到挖掘機(jī)、裝載機(jī)、起重機(jī)、推土機(jī)、叉車、牽引車等多種工程機(jī)械產(chǎn)品。液壓挖掘機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)的研究尤為引人注目。2004年5月，小松研制出了世界上第一臺(tái)混合動(dòng)力液壓挖掘機(jī)的試驗(yàn)機(jī)。該樣機(jī)采用并聯(lián)方案，柴油機(jī)輸出的能量主要用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載，多余或不足的部分能量由發(fā)電機(jī)或電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)化補(bǔ)充。相關(guān)報(bào)道稱，該機(jī)型與普通型液壓挖掘機(jī)相比可降低約25％的能源消耗。山河智能開發(fā)的SWE230S油電混合動(dòng)力液壓挖掘機(jī)在典型的定點(diǎn)挖掘并回轉(zhuǎn)90°裝車的工況中，回轉(zhuǎn)制動(dòng)回收的能量高達(dá)回轉(zhuǎn)所需40%；整機(jī)節(jié)能效果在20%以上，并可有效的提高工作效率。此后，山河智能又推出了多款基于油液混合動(dòng)力的節(jié)能型挖掘機(jī)。此外，卡特彼勒推出了336EH油液混合動(dòng)力挖掘機(jī)，油耗比標(biāo)準(zhǔn)機(jī)型降低可達(dá)25%，而在性能、動(dòng)力、力量、速度和生產(chǎn)方面與標(biāo)準(zhǔn)機(jī)型無異，幫助客戶實(shí)現(xiàn)大幅節(jié)省燃油的需求；Manulorraine公司的ECO’energy系統(tǒng)應(yīng)用在Atlas的180型輪式挖掘機(jī)上。混合動(dòng)力技術(shù)也在其它工程機(jī)械上取得了較為廣泛的應(yīng)用。沃爾沃在2009年巴黎INTERMAT展展出了油電混合動(dòng)力裝載機(jī)；Kawasaki在2011年拉斯維加斯展展示了油電混合動(dòng)力裝載機(jī)；STILL和徐工也分別研發(fā)了油電混合動(dòng)力叉車以及油液混合動(dòng)力裝載機(jī)。

3混合動(dòng)力技術(shù)在國內(nèi)發(fā)展的幾點(diǎn)思考

3.1中國混合動(dòng)力工程機(jī)械產(chǎn)業(yè)化的必要性1）發(fā)展混合動(dòng)力對(duì)縮小與國外挖掘機(jī)差距的重要意義國內(nèi)工程機(jī)械的核心技術(shù)大部分掌握在國外的一些配套企業(yè)，從關(guān)鍵元件到系統(tǒng)大部分都是從國外引進(jìn)。其主要原因是國外對(duì)相關(guān)元件及技術(shù)研究有了幾十年甚至上百年的積累，而國內(nèi)企業(yè)大部分都是從上世紀(jì)90年代甚至更晚才開始著手這方面的工作，其差距不是短時(shí)間內(nèi)能消除的。然而，混合動(dòng)力作為一種新興技術(shù)，對(duì)挖掘機(jī)的節(jié)能減排起著十分重要的作用。國內(nèi)對(duì)于這項(xiàng)技術(shù)的研究并不比國外晚很多，并且從目前來看，在技術(shù)上的差距也是比較小的，可以說是在同一起跑線上。因此，這對(duì)于國內(nèi)的工程機(jī)械生產(chǎn)廠商來說是一次難得的機(jī)會(huì)，是一次與國外同行同臺(tái)競技的機(jī)會(huì)，對(duì)于縮小與國外工程機(jī)械產(chǎn)品差距與提高自身產(chǎn)品競爭力具有十分重要的意義。2）發(fā)展混合動(dòng)力對(duì)激發(fā)行業(yè)自主創(chuàng)新意識(shí)的重要意義混合動(dòng)力技術(shù)作為一項(xiàng)新型的能源模式，具有對(duì)制造及工藝水平的依賴相對(duì)較小、中國主機(jī)廠家企業(yè)的創(chuàng)新余地大、創(chuàng)新成本相對(duì)較低且見效快等特點(diǎn)，這將有利于國內(nèi)主機(jī)廠家投入資源進(jìn)行創(chuàng)新研究，有利于激發(fā)行業(yè)的自主創(chuàng)新意識(shí)。只有不斷實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新，掌握具有自主支持產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，才能使我國工程機(jī)械行業(yè)在與國外工程機(jī)械產(chǎn)品的激烈競爭中立于不敗之地。

3.2中國混合動(dòng)力工程機(jī)械產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中亟待解　　決的問題近年來，我國混合動(dòng)力工程機(jī)械行業(yè)發(fā)展迅速，以山河智能為代表的部分企業(yè)和院校已達(dá)到世界領(lǐng)先水平，但我國混合動(dòng)力工程機(jī)械行業(yè)距離產(chǎn)業(yè)化仍有一定距離。首先，我國混合動(dòng)力工程機(jī)械目前基本上都處于試驗(yàn)樣機(jī)階段，混合動(dòng)力技術(shù)不夠成熟，許多核心的關(guān)鍵的技術(shù)還未掌握。如何達(dá)到產(chǎn)品的性能要求，特別是可靠性要求，以及如何被市場所接受成為商品，將是主要技術(shù)問題。其次，我國混合動(dòng)力工程機(jī)械行業(yè)缺乏相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，急需相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來提高該產(chǎn)品的安全性（約束儲(chǔ)能元件的種類、電壓等級(jí)等）；需要標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范其使用、報(bào)廢及回收等流程；需要行之有效的標(biāo)準(zhǔn)真正的檢測整機(jī)的油耗，反映整機(jī)的節(jié)油指標(biāo)。另外，由于國外對(duì)相關(guān)元件及技術(shù)研究有了幾十年甚至上百年的積累，工程機(jī)械配套件基本都從國外進(jìn)口，不但價(jià)格高，而且供貨還得不到保證。而國內(nèi)目前基本上都沒有工程機(jī)械產(chǎn)品配套件的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，考慮到工程機(jī)械配套件數(shù)量一般比較少，因此國內(nèi)配套件生產(chǎn)成本無法壓縮，嚴(yán)重制約了混合動(dòng)力工程機(jī)械行業(yè)的發(fā)展。更為重要的是，大部分廠商在混合動(dòng)力工程機(jī)械工程化、商品化上謹(jǐn)慎投入，加上用戶環(huán)境保護(hù)意識(shí)不夠，對(duì)節(jié)能產(chǎn)品的認(rèn)識(shí)不夠，往往只重視設(shè)備的初始購置成本，忽視節(jié)能產(chǎn)品在后期使用中帶來的經(jīng)濟(jì)效益，這已成為了制約我國混合動(dòng)力工程機(jī)械進(jìn)一步產(chǎn)業(yè)化的瓶頸。

3.3政府對(duì)混合動(dòng)力工程機(jī)械產(chǎn)業(yè)化的促進(jìn)作用1）市場引導(dǎo)加大政府干預(yù)力度，通過合理的市場導(dǎo)向，提高節(jié)能型產(chǎn)品的市場接受度，鼓勵(lì)行業(yè)內(nèi)部通過不斷的資源整合和擴(kuò)大，實(shí)現(xiàn)技術(shù)成果共享，實(shí)現(xiàn)企業(yè)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，加速能耗高、排放差的產(chǎn)品的升級(jí)換代化，引導(dǎo)企業(yè)走正確的轉(zhuǎn)型升級(jí)之路，真正實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力工程機(jī)械產(chǎn)業(yè)化。2）項(xiàng)目扶持加大工程機(jī)械節(jié)能產(chǎn)品的項(xiàng)目扶持，加強(qiáng)協(xié)調(diào)與引導(dǎo)，通過政策支持等一系列的扶持措施，幫助混合動(dòng)力工程機(jī)械行業(yè)迅速成熟壯大。同時(shí)，積極引進(jìn)相關(guān)專業(yè)人才，鼓勵(lì)和促進(jìn)科研機(jī)構(gòu)和高等院校培養(yǎng)高素質(zhì)技術(shù)人才，為今后的混合動(dòng)力工程機(jī)械行業(yè)的發(fā)展進(jìn)行人才儲(chǔ)備計(jì)劃。3）廣泛宣傳加大工程機(jī)械環(huán)保節(jié)能方面的宣傳，既能增強(qiáng)廠商研發(fā)混合動(dòng)力工程機(jī)械的信心以增加研發(fā)投入，又能加強(qiáng)用戶的環(huán)境保護(hù)的意識(shí)，加深用戶對(duì)節(jié)能型產(chǎn)品的理解，擴(kuò)大節(jié)能型工程機(jī)械的市場需求，從兩個(gè)方面推動(dòng)混合動(dòng)力工程機(jī)械的產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程。4）補(bǔ)貼政策對(duì)混合動(dòng)力產(chǎn)品出臺(tái)相應(yīng)的扶持補(bǔ)貼政策，一方面能改善企業(yè)在關(guān)鍵技術(shù)上的投入狀況，避免企業(yè)陷入資金鏈上的困境，另一方面能鼓勵(lì)消費(fèi)者主動(dòng)購買節(jié)能型產(chǎn)品，反過來又能刺激企業(yè)加大研發(fā)關(guān)鍵技術(shù)的自己投入，以獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，這將是使企業(yè)、用戶、環(huán)境三贏的舉措。

4結(jié)語

工程機(jī)械行業(yè)通過新規(guī)范、新技術(shù)、新能源的應(yīng)用，在環(huán)保節(jié)能領(lǐng)域取得了顯著的成績，然而我們應(yīng)該清醒地認(rèn)識(shí)到，節(jié)能減排所面臨的形勢依然十分嚴(yán)峻，節(jié)能減排技術(shù)所存在的提升空間依然很大。環(huán)保與節(jié)能是全球可持續(xù)發(fā)展的共同任務(wù)，中國工程機(jī)械行業(yè)應(yīng)該進(jìn)一步推動(dòng)建立以政府為引導(dǎo)、企業(yè)為主體、產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的節(jié)能減排技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用推廣體系，加快節(jié)能減排技術(shù)的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化推廣，與全社會(huì)一道，共創(chuàng)美好未來。

作者：張大慶 單位：山河智能裝備股份有限公司