本书将可回收能量分为传统的机械臂势能、旋转运动制动动能和新型的液压压差损耗能量等三大类，详细介绍各类电气式、液压式能量回收系统的工作原理、技术难点以及关键技术等，并介绍能量回收技术的典型应用。
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
目 录
前 言
第１章 工程机械能耗分析与节能
途径１
１.１ 工程机械节能的意义１
１.２ 液压挖掘机液压系统概述３
１.２.１ 液压系统工作原理４
１.２.２ 功能控制油路８
１.３ 液压挖掘机能耗分析１３
１.３.１ 仿真模型法１３
１.３.２ 测试样机法１８
１.３.３ 能量流分析法３４
１.４ 液压挖掘机各执行机构的可回收
能量和工况分析３９
１.４.１ 各执行机构的可回收能量
分析３９
１.４.２ 动臂驱动液压缸可回收工况
的特性分析４３
１.４.３ 上车机构可回收工况的特
性分析４５
１.５ 工程机械节能途径４６
１.５.１ 动力节能技术４６
１.５.２ 液压节能技术４７
１.５.３ 能量回收技术４７
参考文献４８
第２章 工程机械动力节能技术４９
２.１ 基于传统发动机功率匹配的控制
技术４９
２.１.１ 分工况控制４９
２.１.２ 转速感应控制５０
２.１.３ 自动怠速控制５１
２.１.４ 恒功率控制５１
２.１.５ 变功率控制５２
２.１.６ 发动机的停缸控制５２
２.２ 油电混合动力技术５４
２.２.１ 油电混合动力技术概述５４
２.２.２ 油电混合动力系统的优点５６
２.２.３ 油电混合动力技术的特点５７
２.２.４ 车辆混合动力技术在工程机
械领域的移植性６１
２.２.５ 油电混合动力技术的研究
进展６４
２.２.６ 油电混合动力技术的应用
实例７７
２.３ 液压混合动力技术８１
２.３.１ 液压混合动力技术概述８１
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８２
２.３.３ 工程机械液压混合技术的
瓶颈８２
２.３.４ 液压混合动力技术的研究
进展８３
２.３.５ 液压混合动力装载机技术
分析９０
２.４ 纯电驱动技术９７
２.４.１ 纯电动的优点９７
２.４.２ 纯电动结构方案９９
２.４.３ 纯电动工程机械的关键
技术１００
２.４.４ 纯电动挖掘机的研究进展１０２
２.４.５ 纯电动挖掘机典型案例１０５
２.５ 电喷发动机应用技术１０９
２.５.１ 电喷发动机与传统发动机调
速特性的不同点１０９
２.５.２ 电喷发动机阶跃加载试验及
分析１１０
２.６ 液压自由活塞发动机技术１１０
２.７ 天然气发动机技术１１２
２.７.１ ＣＮＧ发动机１１２
２.７.２ ＬＮＧ发动机１１５
２.７.３ 天然气发动机的应用１１６
２.８ 氢气发动机１１７
参考文献１１９
第３章 液压节能技术１２１
３.１ 基于液压元件效率优化１２１
３.１.１ 液压泵的效率优化１２２
３.１.２ 液压控制元件的节能１２３
３.２ 负流量、正流量系统１２４
３.２.１ 负流量系统１２４
３.２.２ 正流量系统１２９
３.２.３ 新型复合流量控制系统１３２
３.３ 恒功率控制１３４
３.３.１ 全功率控制１３５
３.３.２ 分功率控制１３６
３.３.３ 交叉功率控制１３６
３.４ 负载敏感系统１３７
３.４.１ 工作原理１３７
３.４.２ 节能特性分析１４１
３.４.３ 操控特性分析１４２
３.４.４ 主要研究进展１４３
３.５ 负载口独立调节系统１４５
３.５.１ 负载口独立调节工作原理１４５
３.５.２ 负载口独立调节控制阀
简介１４８
３.５.３ 负载口独立调节技术研究
进展１４９
３.６ 泵控液压系统１５２
３.６.１ 变排量定转速控制１５２
３.６.２ 变转速定排量控制１５３
３.６.３ 变转速变排量复合控制１５５
３.６.４ 泵控的应用分析１５６
３.６.５ 泵控在工程机械中的应用１６１
３.７ 基于二次调节技术的节能１６２
３.７.１ 工作原理１６２
３.７.２ 控制方式１６３
３.７.３ 二次调节系统特性分析１６６
３.７.４ 优势分析１６７
３.７.５ 二次调节技术的发展１６７
３.８ 基于液压变压器的节能技术１６９
３.８.１ 工作原理１７０
３.８.２ 特性分析１７１
３.８.３ 国内外研究现状１７２
３.８.４ 液压变压器在工程机械中的
应用１７６
３.９ 多泵系统１７７
３.９.１ 工作原理１７７
３.９.２ 节能分析１７８
３.９.３ 多泵系统的应用１７８
３.１０ 基于高速开关阀的液压
系统１７９
３.１０.１ 高速开关阀简介１７９
３.１０.２ 高速开关阀节能原理１８０
３.１０.３ 高速开关阀的应用１８０
３.１１ 基于二通矩阵的工程机械
液压系统１８１
３.１１.１ 二通矩阵工程机械液压系
统节能原理１８１
３.１１.２ 二通矩阵工程机械液压系
统的应用１８１
参考文献１８３
第４
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