《液压节能技术在电动叉车行业的应用》
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摘 要：本次研究以电动叉车为主题,选取与电动叉车行业发展密切相关的液压节能技术作为研究对象,探讨液压节能技术在电动叉车行业的相关应用问题.具体论述中,先从特征分析的角度,对电动叉车液压传动系统进行了简要说明;然后,结合当前电动叉车行业的节能需求对电动叉车能耗进行分析;并在此基础上按照问题分析与策略选择的逻辑,针对不同类型的液压节能技术及其应用问题进行具体阐述.
关键词：液压节能技术;电动叉车;应用
中国是人口大国,但在人均资源占有率方面相对偏低,因此,面临着进一步发展的资源条件限定.为了有效化解这一矛盾,需要采用一些新的科技手段,在节约能源的同时,满足自身发展的资源需求.以电动叉车行业为例,当前能够借助工业领域的转型升级与经济领域的总体改革,引入液压节能技术,从而使其在整个行业中发挥其具有比较优势的功能.下面结合电动叉车行业发展的一般情况,对主题展开具体分析.
1.电动叉车液压传动系统组成与特征
1.1传动液压系统的组成
电动叉车液压系统是由液压动力源与多个回路共同组成,液压动力源主要是由电动机驱动液压泵来实现;匹配性回路,主要包括了举升、转向、倾斜液压回路.在其工作状态中,会通过各个功能不同的阀门调节控制,实现液压传动.
1.2传动液压系统的特征
众所周知,在电动叉车作业中,包括了运输装卸这个环节,因而在作业实践中,会伴随发生工作状态的非持续性问题、负荷频繁变化的问题、循环启停的问题、重复升降的问题等;而当这些问题频繁发生时,就会使电动叉车液压传动系统中的各类组成构件工作量增加,如各个控制调节阀,就会在诸问题的频繁发生中,因动作频繁而导致液压油发热过度的现象,所以,在这种以作业特征为限定的条件下,实质上会出现较大的能量损耗,从而在整体上降低电动叉车液压系统的工作效率.
2.电动叉车能耗问题分析
2.1能耗分析
电动叉车的能量消耗,由其工作原理的物理特性所决定.具体而言,驱动、转向、倾斜,以及举升四个物理动作中,车轮驱动环节,会因行走电机而产生一定的电能消耗;在转向环节,主要是在动作过程中会对液压能进行一定的消耗;而倾斜动作具有一定的比较优势,耗能较其它环节相对较少,可以忽略不计;而举升负载环节,要实现叉架的升降,进而满足势能与液压能之间的转投.因此,四个环节必然因其物理作业状态而产生各自不同形式的能量转换,以及能量损耗.
2.2能耗试验要求
在电动叉车能耗试验中,按照《平衡重式叉车整机试验方法》（JB/T 3300-2010）所要求的运行工况标准,以“运行状态”和“标准载荷”作为能耗测定对象;按照标准试验方法,采用持续型或不间断式操作与运行方法; 其中的循环试验标准以其基本试验要求的每小时次数为准,能够满足60次/h.
2.3能耗试验过程
首先,在满足试验要求后,要求对整个试验过程进行数据统计,具体包括电流、电压、流量,以及数据采集卡和压力传感器各个要素方面的数据.其次,根据相关数据绘制关系曲线,具体包括各项工况电流和电压,与时间之间关系.第三,在数据统计与关系曲线分析的基础上,获得一次标准化的电動叉车能耗分布数据.本次针对电动叉车耗能试验的结果表明,在其耗能分布方面,主要集中在三个物理动作方面,分别是车轮驱动、转向,以及举升负载的工况.在能耗方面的分布数据依次为4110kJ、907 kJ、3361 kJ;各工况能耗所占比率依次为49.1%、10.8%、40.1%.
2.4能耗试验结果
对三项工况的能耗与百分比进行比较分析,发现,举升与行走占比大于转向工况.第五,进行具体分析后发现,传统叉车液压传动系统中,主要是下降负载时,存在高压油的释放情况,根源在于流溢阀;尤其是当其制动时,制动分泵会因摩擦片的推动问题而生成热能,具体是指车轮动能转化为热能形式.这样,就造成了能耗损失.
3.液压节能技术及其应用
3.1技术选择与应用分析
通过以上分析,可以看出在电动叉车行业,传动液压系统的不足之处在于能耗;而试验结果表明需要采用相应的节能技术对其中的车轮驱动与下降负载工况能耗进行节能处理.但是,液压节能技术的类型较多,如马达驱动液压节能技术、变频液压动力传动节能技术、二次调节静液传动节能技术、负载敏感技术、蓄能器能量回收技术等.当前,我国电动叉车行业处于转型发展时期,电动叉车行业的一般发展情况,既要求解决问题,又需要在生产成本方面有所控制.所以,下面结合当前电动叉车行业的能耗问题,选取与其对应性相对较强的液压节能技术进行应用说明.
3.2以伺服电机-液压泵节能技术为例
电动叉车传动系统中的能耗主要来自于车轮驱动,因此,可以借助马达驱动的节能技术进行解决,针对问题可以选择伺服电机-液压泵技术,此项技术也称马达驱动技术.具体而言,它是以现代电力传动为基础,结合二次元件,以伺服调速功能实现的液压节能技术,以此功能将电动机与液压泵进行组合,从而可以针对液压缸活塞位置比例阀,进行调速控制,并实现下降负载势能的回收.其特点是精准、高效.以下降负载为例,就可以在马达工况的二次元件作用下,将负载热能成功转换为动能,从而使伺服电机对驱动受变频器的有效控制,这样,就能够在转矩响应速度（速度快于毫秒级别）条件限定下,直接把产生的电能反馈到直流电路,并通过超级电容实现电能回收储存.
3.3以变频液压动力传动节能技术为例
在电动叉车的电力系统中,若能够实现供电电源频率的改变,则可以针对其执行机构,完成无级调速.变频调速技术即是满足了这一功能,它能够帮助电动机在其工况作业中,达到高效化.具体而言,在电动叉车液压传动系统中,利用变频液压动力传动节能技术,主要是在整体上构建一个系统化的变转速容积调速体系.这样,节流调流环节与容积控制环节,均能够在变频调节技术支持下,实现节能.当前,该液压节能技术主要是针对传统液压系统中的变量泵进行调整.具体是将交流电动机、变频器与定量泵进行形式化组合,从而针对系统油路,采用控制器实现信息反馈;针对电动机转速,利用变频器进行自动化的信号输出,这样就使整个功率得到了改变;进而减少安全阀数量、简化回路系统、降低能耗损失,最终达到电源有效利用与工况作业效率的提升.另外,在电动机调速范围扩大后,调速的控制性能更佳,其中的噪音控制更好,从而在能耗与噪音污染方面均能够起到节能作用.
4.结束语
总之,生态环保已经成为现代工业转型发展的一个主要方向,在电动叉车行业普遍应用液压节能技术可以更好的促进该行业在整体上实现产业升级,并在我国当前总体经济框架体系构建中,为进一步的能源应用效率提升与工业智能化发展提供一个较好的切入口.尤其是以5G技术为主导的物联网构建与发展中,可以在此基础上,更好的促进电动叉车行业智能化转型到一个能和国际同行业相竞争的新阶段.
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