摘要：随着我国基础建设的飞速发展，旋挖钻机在工程机械领域的地位也不断提高，但是作为一种长时间工作的大功率工程机械设备，其能耗是相当巨大的。本文根据旋挖钻机液压系统配置及节能技术展开研究。
关键词：旋挖钻机液压；节能新技术；
1旋挖钻机节能技术的研究现状
随着工业技术在世界范围得到重视和发展，环境污染和能源短缺问题变得越来越严重。作为工作时间长、功率消耗大的工程机械，旋挖钻机要在各种复杂的工况下作业，而在作业过程中，会遭遇十分频繁的负荷变化，并且有时变化范围极大，以至于造成油耗高，排放差的现状，因此，研发一些有效的节能减排技术是刻不容缓的。对旋挖钻机进行节能研究有助于使整个系统降低发热，使系统设计更加简化，使系统设备有更高的可靠性，使工作寿命大大延长，使系统的装机功率大为降低，这样最终会使设备的成本在一定程度上得到节约。设备节能的好坏直接制约着自身的寿命、经济性和可靠性。液压系统是工程机械的核心，旋挖钻机亦不例外。未来，不同规格旋挖钻机的研发和改进都将朝着一个相同的方向发展，那就是全液压驱动，旋挖钻机采用全液压驱动是其发展的必然趋势，因此液压系统节能的好坏是整个旋挖钻机节能的关键和重要突破口。时下比较有效和热门的旋挖钻机节能技术包括混合动力技术、现代液压控制技术、功率匹配技术等。
2旋挖钻机节能技术的发展趋势
2.1旋挖钻机动力系统节能控制技术
发动机的控制技术的优劣在很大程度上影响着整机的节能性，当旋挖钻机在作业过程中，造成能量损失的最大原因是由于发动机、液压泵及负载三者之间的匹配性不合理。分别把负载和液压泵，液压泵与发动机相匹配，最后再将发动机、液压泵和负载三者结合起来作为一个整体来考虑，这样一来，不仅能够有效地提高液压系统效率，而且在一定程度上节省能源消耗。总的来说，液压系统匹配的要达到的目标就在于通过匹配能够使系统的输出流量满足驱动负载所需要的流量；输出压力与负载所需要的压力相适应或稍大于负载压力现如今，旋挖钻机已经朝着全液压驱动方向发展，主要是指在其作业过程中的动力头的旋转，上车的回转，主卷扬的提升或下放等功能都是通过液压系统中相对应的液压回路来实现的。而液压系统普遍以液压油作为工作介质，发动机输出的机械能通过液压泵可以转变为液压能并进一步传递，然后通过液压油缸或液压马达等执行机构将液压能再次转换为机械能。为了更好的匹配液压系统的工作，旋挖钻机的原动力都采用柴油发动机。主要是因为柴油发动机有着功率大、经济性能好的优点。
2.2负荷传感控制系统
负荷传感所实现的功能是使按需供给工程机械所需的流量，不会供给多余的流量，这样一来使工程机械就可以通过按需供油的方式达到节能降耗的目的。负荷传感控制能使泵提供的输出压力和流量与负载的需求自动适应，泵所输出的压力与负载的最高压力相匹配，这样就不仅可以大幅度的提高液压系统效率，还可以使其更易于操纵。因为负荷传感控制系统是包含了节流调速和容积调速的控制系统，所以其也具备着节流调速和容积调速两者的优点。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆负荷传感系统既可以像换向滑阀一样具有很好的微调性能又具有负荷操作性能，因此在整个滑阀阀芯的运动行程中，液压泵所输出的流量始终等于执行元件所需要的流量，这样就不会产生多余的流量损失。负荷传感系统相对于单一的负载有着巨大的优势，液压泵的输出压力略高于负载压力，不仅只损失了小部分能量，其压差仅在2MPa以内，而且没有产生溢流损失、很少的发热量、带来很高的效率，因此被誉为较为理想的节能系统。如果相对于多个负载则需要梭阀组来为系统反馈负荷传感信号，但是当泵的流量不足，无法满足液压系统所需的流量时，系统就会出现较为明显的缺点：根据液压系统自身的特性，即液压系统的流量优先去满足那些压力较低的液压支路，这样就会使那些液压系统中压力较高的液压支路由于流量不足而不能正常工作，不能进行复合动作，失去了这种协调的能力。为了能够解决这种负荷传感系统中的不协调负荷动作问题，我们可以将压力补偿的措施应用于多路阀中，在多路阀中集成了流量分配型压力补偿阀进行调节，使得所有支路所获得的压力都相当，这样的话，无论系统所提供的流量足够与否，执行元件都可以将所得到的流量进行按比例的分配，从而保持了复合运动所需要的协调性和稳定性。
2.3混合动力技术
国内外多家公司已经将混合动力技术成功的应用于挖掘机上，而作为从挖掘机技术中发展起来的旋挖钻机，混合动力型旋挖钻机已离我们不再遥远。有了混合动力技术，我们可以联合主卷扬下放势能回收技术，可以达到节能的效果，将回收的势能转化成电能暂时贮存在一个超级电容中，当旋挖钻机主卷扬提升或者动力头旋转时可以为其提供更大的提升力或者更大的扭矩。混合动力旋挖钻机动力系统是通过一个功率切换阀块来转换柴油机与电动机之间的动力。
2.4主卷扬快速下放合流技术
采用合适的主卷扬下放控制技术，可以通过提高主卷扬的下放速度，从而缩短工作周期，使其成孔效率大大提高。目前采用最多的主卷扬下放控制技术是快速下放合流技术。主卷扬快速下放合流技术实际上就是在主卷扬下放管路上安装了一个特殊设计的合流阀块，然后利用再生原理，将主卷扬马达的回油与两个主泵输出的流量进行合流，也就是说主卷扬马达的回油只有一部分回到油箱，绝大部分会经过合流阀重新返回主卷扬马达继续参与工作。
2.5主卷扬系统下放势能回收技术
旋挖钻机是一种广泛用于桩基础施工现场为灌注桩进行钻孔施工的桩工机械，是机电液一体化的大型工程机械设备。旋挖钻机的液压系统十分复杂，尤其拥有众多的工作装置，主要工作装置有动力头、加压油缸和主卷扬。主卷扬装置主要被用于完成提放钻杆和钻具以及实现钻进过程中的浮动功能。由于钻杆与钻具质量很大，而且在作业过程中的下放又非常频繁，所以会一次次释放出大量的重力势能。但是这些能量基本上都被消耗在平衡阀的节流阀口上，这就会产生大量无用的发热功率，不仅浪费了能量，而且增加了系统的热负荷，导致液压元件的使用寿命大大降低，最终影响了整个系统的作业性能。因此，势能回收的重要性可见一斑，已经成为一项旋挖钻机用于节能降耗的有效措施。
参考文献：
[1]沈锋，张立新.全液压旋挖钻机液压系统设计与分析[J].液压液力，2005（4）.
[2]张奕.工程机械液压系统分析及故障诊断[M].北京：人民交通出版社，2008.
[3]黄德莹.液压系统节能理念的应用与分析[J].建设机械技术与管理，2010（4）.
论文作者:李金龙,张焰明
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/25
标签：钻机论文; 流量论文; 负载论文; 液压论文; 液压系统论文; 技术论文; 负荷论文; 《基层建设》2019年第7期论文;