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  液压小型挖掘机油电与油液混合动力系统对比

  在油电混合动力系统的启示下后来研究者又开发了与之相似的采用液压泵/马达与蓄能器作为辅助动力源元件的油液混合动力系统。但其混合特性和动力表现与油电混合系统有巨大区别。相比其他现有技术,液压技术具有更高的功率密度,因此蓄能器比蓄电池有更高的功率体积比。且在无论是在回收动臂势能还是回转动能时具有优势。综合分析两种系统:油电混合动力系统和油液混合动力系统的主要性能。

  1)  采用电动/发电机与电池组合的油电混合动力系统其功率密度一般约为 30-100W/kg,而采用液压系/马达与液压蓄能器组合的油液混合动力的功率密度则可达到500-1000W/kg。这使得在要求达到相同冲放能条件下,油电混合动力系统需要更多的电池组。相比之下功率密度极大的油液混合动力系统能够更方便实现快速的吸收或释放巨大的能量。而由于小型挖掘机工作周期较短,油电混合动力系统的高能量密度的优势却无从体现。虽然油电混合中可使用具有高功率密度的超级电容,但是其控制算法复杂,开发难度较大以及高额的生产成本都使其市场前景比较暗淡。综合以上两点在面对瞬时功率需求大,负载变化频繁而且剧烈工况时,油液混合动力系统具有巨大优势。
液压小型挖掘机油电与油液混合动力系统对比
  2)综合成本低

  液压元件经过多年发展,技术完善,产品可靠且成系列。故泵/马达与蓄能器作为能量转换元件,企业将会有更多的选择,这使得油液混合动力系统在收回额外成本上有巨大优势。此外混合动力系统具有降低系统发热与装机功率,提高系统以及提高设备的可靠性和工作寿命等优点,从而在一定程度上进一步降低设备的制造和维护成本。另外,工程机械在其使用寿命内的燃油成本约占-使用成本的25%。2016年1-11月中国小型挖掘机产量99688.0台,同比增长15.6%。如果加上已经在使用的液压小型挖掘机。我国的液压小型挖掘机数量这可用千千万万来形容了。因此油液混合动力技术的应用,可显著的降低企业的使用成本,符合低碳经济,绿色增长的技术理念势必为我国的增添更多的  “无霾日”。美国卡特彼勒公司曾对上文所述336EH型油液混合动力液压小型挖掘机综合使用成本进行估算:由于较传统小型挖掘机有巨大的燃油经济性,在一年到18个月便可收回混合动力小型挖掘机的额外成本投入。UPS公司曾对其产品油液混合动力运输卡车综合使用成本进行计算,结果显示采用混合动力系统所增加的成本7000美元,用户在3年内便可收回,并在其完整使用寿命内,持续为用户节省超过50000美元的燃油、刹车保养等费用。

  油液混合动力系统不同于油电混合动力系统采用泵/马达、蓄能器代替发电/电动机、电池组,构成辅助动力系统。液压元件本身具有功率密度高,易于维护等特点。结合液压小型挖掘机本身具有液压系统,在能量回收,动力耦合上有天然优势,因此油电混合动力系统在液压小型挖掘机上具有更广泛的应用空间。
液压小型挖掘机油电与油液混合动力系统对比
  综上所述,对于需要应对功率、负载变化剧烈工况的重型卡车、液压小型挖掘机等大型工程机械,油液混合动力系统不失为一种优秀的解决方案。无论是其高功率密度优势,还是成熟低廉的液压元件市场都为油液混合动力系统提供了广阔的发展前景。因此,开展将油液混合动力系统作为节能技术研究方向,对于液压小型挖掘机节能技术推广及其市场化都具有重要而积极的意义。
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