黃 琳 文

智能液壓混動(dòng)技術(shù)：讓車輛更節(jié)能環(huán)保

黃 琳 文

與使用自動(dòng)變速器的傳統(tǒng)柴油車相比，新型液壓混合動(dòng)力系統(tǒng)在頻繁啟停應(yīng)用中能夠?qū)⒚可加托旭偫锍烫嵘?0%～70%。

Smart Hydraulic Hybrid-power Technology Make More Energysaving and Environmentfriendly Vehicles

Higher efficiency, lower requirement of maintenance, and best cost-effective are the motivations for commercial vehicles to explore new technologies.New generation of hydraulic hybrid-power technology is able to further reduce fuel consumption and emission impact on environment with its advanced capability and reliability.

當(dāng)下日趨嚴(yán)峻的全球經(jīng)濟(jì)環(huán)境使得市場競爭不斷加劇，企業(yè)在利潤率下滑的情況下，紛紛尋找更為先進(jìn)的設(shè)備與技術(shù)，以求得到更高的效率、更低的維護(hù)要求，從而實(shí)現(xiàn)更好的成本效益。

以商用汽車和重型機(jī)械為例，降低燃油消耗是提高效率的關(guān)鍵因素之一。雖然眼下與電動(dòng)混合動(dòng)力技術(shù)相關(guān)的話題關(guān)注度較高，但在實(shí)際應(yīng)用中，電動(dòng)混合動(dòng)力系統(tǒng)并非全部，已經(jīng)取得技術(shù)革新的新一代液壓技術(shù)同樣能夠?qū)崿F(xiàn)更高的效率和更低的燃油消耗。

一場靜悄悄的革命

自18世紀(jì)Bramah和Armstrong首次將帕斯卡原理應(yīng)用于水動(dòng)力液壓機(jī)和起重機(jī)以來，液壓技術(shù)就成為一種常用的工業(yè)工具。雖然近年來不斷面臨來自機(jī)電等其他技術(shù)的挑戰(zhàn)，但液壓混合動(dòng)力技術(shù)始終在工業(yè)領(lǐng)域尤其是重型機(jī)械的發(fā)展過程中扮演著至關(guān)重要的角色。該技術(shù)極其穩(wěn)健可靠，適合在苛刻的工況條件下使用，僅需極少的維護(hù)即能以精確的控制方式提供相當(dāng)大的作用力，是同時(shí)在商業(yè)和技術(shù)上都具備可行性的解決方案之一。

這些先進(jìn)智能液壓系統(tǒng)配備最新的液壓缸、蓄能器、傳感器、過濾器以及高級控制技術(shù)等，經(jīng)適當(dāng)配置，能對作業(yè)設(shè)備的生產(chǎn)率和盈利能力產(chǎn)生顯著影響。

將動(dòng)力與操控完美結(jié)合

最新的液壓技術(shù)具備諸多獨(dú)特優(yōu)勢，包括提升和保持極重負(fù)荷而不需要昂貴的制動(dòng)機(jī)構(gòu)，以及能夠在低速條件下精確控制負(fù)載。同時(shí)，液壓控制系統(tǒng)還能夠在無齒輪傳動(dòng)的情況下施加力矩，并可在惡劣的牽引力條件下保持恒定的工作壓力。

新一代智能液壓控制系統(tǒng)，例如派克漢尼汾公司開發(fā)的IQAN系統(tǒng)，能使車輛設(shè)計(jì)師將所有子系統(tǒng)(包括液壓升降機(jī)系統(tǒng))集成到一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)之中，進(jìn)行精確控制，并盡可能簡化操作。液壓元件與傳動(dòng)系統(tǒng)融為一體，以提供功率控制和檔位選擇等功能。

無論是在作業(yè)現(xiàn)場或通過遠(yuǎn)程控制，智能液壓系統(tǒng)的全面診斷功能能夠最大限度地減少停機(jī)時(shí)間和維護(hù)成本。在某個(gè)控制模塊中加入一臺(tái)筆記本電腦，或是通過駕駛室內(nèi)可編程的操作界面，均可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的功能切換。

在這里，通過校中企的建設(shè)，通過“產(chǎn)學(xué)結(jié)合，自主運(yùn)營”的模式，在真實(shí)的酒店工作環(huán)境中，實(shí)習(xí)學(xué)生有機(jī)會(huì)每天和來自各國的留學(xué)生和外教進(jìn)行交流，同時(shí)訓(xùn)練飯店服務(wù)的相關(guān)技能。這使他們鞏固了課內(nèi)所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)踐技能，在工作的過程中鍛煉技能，熟悉服務(wù)流程，為進(jìn)一步走向企業(yè)中的實(shí)習(xí)崗位打下基礎(chǔ)。在以后的工作過程中學(xué)生就不會(huì)覺得業(yè)務(wù)陌生，因此工作起來更能得心應(yīng)手，既達(dá)到了到實(shí)習(xí)企業(yè)鍛煉提高的教學(xué)目標(biāo)，也能滿足、至少是符合企業(yè)的需求，為他們創(chuàng)造更好的效益，以促進(jìn)校外實(shí)習(xí)基地的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)校企合作的良性發(fā)展。

這些用戶友好型系統(tǒng)使得設(shè)備操作變得簡單，無須配備專業(yè)的操作工人，人們只需經(jīng)過簡單培訓(xùn)即可操作各種不同的物料搬運(yùn)設(shè)備進(jìn)行高效作業(yè)。IQAN等產(chǎn)品能夠自動(dòng)計(jì)算最快和最安全的任務(wù)執(zhí)行方式，同時(shí)其內(nèi)置的安全鎖能夠根據(jù)健康和安全規(guī)定做出適當(dāng)響應(yīng)。

利用這種全新物料搬運(yùn)設(shè)備的控制水平，可以精確地控制轉(zhuǎn)向、推進(jìn)其他液壓系統(tǒng)，還可以通過作業(yè)條件的變化調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出，從而實(shí)現(xiàn)更高的工作效率。

相較于電動(dòng)混動(dòng)技術(shù)，該系統(tǒng)已被證明具有多項(xiàng)創(chuàng)新優(yōu)勢，其中包括更好的燃油效率。這將幫助汽車制造商和運(yùn)營商解決當(dāng)下最迫切的工程設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。

IQAN技術(shù)進(jìn)一步簡化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)。最新一代的液壓線性旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器可以在先進(jìn)的電腦控制系統(tǒng)上通過尖端的控制接口進(jìn)行控制。這使得最終用戶能夠通過使用閉環(huán)控制實(shí)現(xiàn)連續(xù)高精密運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)伸縮機(jī)的自動(dòng)垂直升降，并且能夠有效地實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備的狀態(tài)。

使工業(yè)車輛更加節(jié)能環(huán)保

EMB液壓混合傳動(dòng)單元使用一個(gè)先進(jìn)的蓄能器儲(chǔ)存制動(dòng)過程中的能量，然后，儲(chǔ)存在蓄能器中的能量被用于車輛下一次啟動(dòng)時(shí)的加速。一旦能量耗盡，將會(huì)重新啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。不同于在電池中儲(chǔ)存能量的電力混合動(dòng)力系統(tǒng)，液壓混合動(dòng)力系統(tǒng)可以回收和重復(fù)使用70%的制動(dòng)能量。

這種新型液壓混合動(dòng)力系統(tǒng)與機(jī)械傳動(dòng)變速器的不同之處在于，發(fā)動(dòng)機(jī)采用液壓混合動(dòng)力傳動(dòng)單元，具有諸多優(yōu)勢：包括回收和存儲(chǔ)制動(dòng)能量，從而減少制動(dòng)器磨損，以優(yōu)化方式管理發(fā)動(dòng)機(jī)以降低燃油消耗；在發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉狀態(tài)下加速靜止車輛，從而大大減少碳排放量和燃油消耗。

美國一家制造商Freightliner Custom Chassis Corporation已經(jīng)使用該項(xiàng)最新的液壓混合動(dòng)力技術(shù)測試一種新型系統(tǒng)，以更換UPS運(yùn)輸車輛的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)。UPS公司對測試結(jié)果十分滿意，已承諾購買600輛混合動(dòng)力和替代燃料車輛。

在過去1年里，派克漢尼汾公司對該液壓技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行了現(xiàn)場測試，結(jié)果表明，與使用自動(dòng)變速器的傳統(tǒng)柴油車相比，此液壓系統(tǒng)在頻繁啟停應(yīng)用中能夠?qū)⒚可加托旭偫锍烫嵘?0%～70%。此外，在現(xiàn)場測試之前，美國環(huán)境保護(hù)署在其國家汽車和燃料排放實(shí)驗(yàn)室對系統(tǒng)的燃油效率進(jìn)行了驗(yàn)證。比較發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的電力混合動(dòng)力系統(tǒng)只能將燃油經(jīng)濟(jì)性提高20%～30%(甚至更低)。

尖端的傳感器技術(shù)

競爭激烈的市場意味著給制造成本帶來無情的壓力，將傳感器集成到車輛的液壓系統(tǒng)之中，可以在性能、成本和可靠性之間取得微妙的平衡。

如今，新一代傳感器正在興起，允許設(shè)計(jì)師和機(jī)器操作員等重新考慮更多地使用傳感器所帶來的相對成本和效益。派克漢尼汾IQAN液壓控制平臺(tái)中的傳感器專門為移動(dòng)應(yīng)用而開發(fā)，并且經(jīng)過全新設(shè)計(jì)，以期在苛刻的物理、法規(guī)和商業(yè)環(huán)境中取得良好表現(xiàn)。

IQAN傳感器從根本上消除了許多問題的根源。這些傳感器采用可靠的密封設(shè)計(jì)，可以應(yīng)對各種流體、寬溫度范圍和劇烈振動(dòng)；按照嚴(yán)格的EMI和EMC標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)和測試，最大限度減少成本高昂的下游測試需求；為行走應(yīng)用專門開發(fā)的傳感器簡化了兼容安全系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

堅(jiān)固耐用和易于集成的傳感器使許多新型的先進(jìn)控制應(yīng)用成為可能。使用最新技術(shù)、功能強(qiáng)大的控制計(jì)算機(jī)和快速軟件環(huán)境集成這些傳感器之后，將會(huì)把傳感器的優(yōu)勢提升到一個(gè)全新水平。

更多的傳感器和強(qiáng)大的控制平臺(tái)相結(jié)合，可以讓機(jī)器保持詳細(xì)的性能記錄。為IQAN系統(tǒng)添加詳細(xì)數(shù)據(jù)日志記錄功能不僅簡單易行、成本低，而且還有更深遠(yuǎn)的好處。由于可以輕松記錄和發(fā)現(xiàn)難以診斷的間歇故障或不規(guī)律操作行為，從而極大地降低服務(wù)和維護(hù)成本。

資深設(shè)計(jì)師甚至可以利用配置傳感器的先進(jìn)設(shè)備提供的有價(jià)值信息，獲得下一代設(shè)備設(shè)計(jì)和開發(fā)上的靈感。通過分析在機(jī)器生命周期收集到的數(shù)據(jù)，他們能夠獲得設(shè)備生命周期工況條件下的詳細(xì)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)和知識(shí)讓設(shè)計(jì)工程師能設(shè)計(jì)出更高效、更可靠、更具成本效益的新一代設(shè)備。

憑借更優(yōu)越的性能和更高的可靠性，液壓混合動(dòng)力系統(tǒng)能夠進(jìn)一步減少對燃油的消耗并降低對環(huán)境的影響，是為解決當(dāng)下能源相關(guān)問題而開發(fā)的重要技術(shù)之一。從掛車、公交車、垃圾清運(yùn)車和其他運(yùn)輸車輛，到碼頭搬運(yùn)以及工業(yè)制造各個(gè)領(lǐng)域，這些創(chuàng)新性的智能液壓技術(shù)將擁有廣闊的市場發(fā)展前景。