前言

随着经济的发展，全球变暖和能源问题日益突出，日趋严格的工程机械排放法规促使工程机械行业必须解决目前油耗大、排放差的问题。针对工程机械的节能和能量回收技术，国内外众多学者和研究机构都进行了相关的研究，也取得了一定的成果，但没有一本专业书籍将这些技术进行总结。受限于资源获取途径和从事专业的限制，从事工程机械节能和能量回收的研究人员一方面不能全面获取相关资料，另一方面，对于所获取的资料不能进行全面的评价。本书作者自2006年开始，在国内进行了工程节能和能量回收的研究，与日本小松，国内的三一、中联、徐工、厦工、力士德等著名工程机械生产厂家进行了深入的合作，与国内外的研究机构也有技术方面的深入交流。作者总结了十余年的研究心得，并对当前的研究现状、关键技术、未来发展趋势进行了全面分析，编著了《工程机械节能技术及应用》一书，以期为从事工程机械节能和能量回收技术的科研人员和技术人员提供参考，并提供新的研究思路。

本书按照工程机械的节能途径展开，力求全面、系统地分析工程机械的能耗、可回收的能量及节能的途径，介绍节能的基本理论与方法，分析能量回收的各种结构方案、应用实例及系统优缺点。第1章对工程机械的节能技术进行了概述，主要介绍了工程机械节能的意义，以挖掘机为例，分析了工程机械的能量流和可回收的能量，并对工程机械的节能技术进行了总体介绍；第2章重点对动力系统的节能技术进行了详细介绍，主要阐述了传统发动机的功率匹配技术、油电混合动力技术、液压混合动力技术、纯电驱动技术、电喷发动机等技术，尤其对各种技术的结构方案、特点、典型应用及各技术之间的异同等进行了详细的阐述，并对天然气发动机和氢气发动机等新兴技术进行了介绍；第3章介绍了液压节能技术，主要阐述了正流量、负流量、恒功率控制、负载敏感系统、负载口独立调节系统、基于二次调节技术和变压器的节能系统、多泵系统、基于高速开关阀的系统和基于二通矩阵的工程机械液压系统等各种技术的工作原理、节能特性，并介绍了主要的研究进展和应用；第4章对能量回收系统进行简要介绍，主要介绍了能量回收对象的类型、储能元件的特性、能量转换单元的工作原理、能量回收系统的分类等，重点阐述了汽车能量回收技术在工程机械上进行移植的可行性及作业型挖掘机和行走型装载机的能量回收技术异同点等；第5章对电气式能量回收系统进行介绍，重点分析了电气式回收系统的特性和能量转换单元的效率特性等，着重阐述了电气式能量回收系统的关键技术、动臂势能和回转制动能量的电气式能量回收的研究进展；第6章对液压式能量回收系统进行了简单介绍，深刻剖析了液压式能量回收技术的难点和再利用技术的分类与研究进展；第7章重点讨论了能量回收技术在非负负载上的应用，创新性地提出了对溢流损耗能量进行回收的可行性和实现方案、节流阀口的压差损耗能量回收及自动怠速能量回收的工作原理、控制策略，并针对闲散动能的能量回收技术进行了简单介绍；第8章重点讨论了能量回收技术的关键技术和发展趋势，对能量回收技术的未来发展进行了深刻的思考和积极的探索。

本书虽然是对现有节能技术和能量回收技术的总结，但融合了作者十余年从事该领域研究的经验和思考，对于很多现有的技术方案，并不是一味地简单照搬，而是进行了有意义的评析，分析了方案的优缺点、应用场合及与其他方案的对比，力求使读者能够通过阅读本书，选择合适的技术方案进行工程机械节能与能量回收的技术方案选择。而且，本书中的一些方案和结构属于作者的原创性成果，是首次见诸于中文资料，也希望与读者共同探讨。

浙江大学王庆丰教授团队为本书提供了翔实的资料；太原理工大学权龙教授细致地审阅了全书初稿，并给予了中肯的修改意见；哈尔滨工业大学姜继海教授对本文的一些观点给予了中肯的评价。

感谢所有从事工程机械节能与能量回收研究的学者，尤其是本书所有引用的参考文献的作者，为本书的写作提供的基本素材。感谢作者所有课题组的老师和研究生为本书的初稿提出的一些具有建设性的意见，并绘制部分插图和对本书的文字工作所做的基本修订。由于本书的字数较多，参考文献众多，对一些相近的研究，只给出了一部分的参考文献，没有在书中进行详细的罗列，还有一部分参考文献可能存在漏注现象，恳请相关作者的谅解。

作者