2.3.2 工程机械液压混合技术和油电混合动力技术的异同点
(1)两种混合动力技术的节能减排控制方法相同
两种混合动力技术节能的主要途径主要包括,运用再生制动技术回收制动动能,减少了能量损耗;通过“削峰填谷”的作用,以使发动机保持运行在高效区域;降低了发动机的装机功率,提高了经济性;通过自动怠速优化控制降低燃油消耗。
两种混合动力技术改善发动机尾气排放的途径主要包括,混合动力整机的经济性提高,直接降低了排放量;优化后的柴油机工作点,降低了污染物排放的强度;柴油机动态过程相对稳定,为发动机排放的后处理降低了技术难度。
(2)能量回收方式具有一定相似性又有所不同
对传统装载机、推土机、压路机等行走驱动型工程机械来说,在减速或者制动时,大部分的动能都以制动蹄片的摩擦、发动机的机械摩擦、泵损耗等形式消耗掉了。由于制动动能在系统中是以机械能的形式存在,而不是电能或者是液压能,因此油电和液压混合动力系统都是采用电动机/发电机或者液压泵/马达对制动动能进行回收。
然而对于液压挖掘机来说,液压挖掘机在动臂下放和转台制动时也存在大量的负负载,由于这部分可回收能量在系统中已经以液压能的形式存在,比如动臂势能以动臂液压缸无杆腔的压力和流量表征,转台制动动能以液压马达制动腔的压力和流量表征。因此,如果采用油电混合动力技术,必须通过发电机把以液压能存在的可回收能量转换成电能储存在电量储存单元中;而如果采用液压混合动力技术,由于系统能量的储存单元本身可以直接储存液压能,所以可回收能量能通过储存单元直接回收,无需通过能量转换单元转换。
(3)辅助单元控制技术具有一定相似性又有所不同
油电混合动力系统采用了电动机/发电机作为发动机的辅助单元,液压混合动力系统采用液压泵/马达作为发动机的辅助单元。电动机/发电机和液压泵/马达都要实现“削峰填谷”的功能,都可以通过转矩耦合的方式把发动机、辅助单元和负载耦合在一起。但两者又具有明显的不同:电动机/发电机可以在开环控制模式时控制其转速,而液压泵/马达和液压蓄能器必须通过安装一个转速传感器,利用闭环控制实现转速控制。此外,液压泵/马达可以实现在近零转速下实现大转矩输出,而电动机在近零转速时很难实现大转矩输出。