1、混凝土泵绿色节能发展趋势分析摘要：混凝土泵在现代工程建设中应用越来越广泛，主要用于大型混凝土工程的混凝土输送工作中，大大提高了工程的施工效率，促进了建筑行业的发展。随着现代社会能源消耗的不断增长，绿色节能设计成为混凝土泵今后发展的主要方向。 关键词：混凝土泵；绿色节能；设计；应用 中图分类号：TV331 文献标识码： A 随着经济的发展，能源消耗日益加剧，建筑工程机械能耗也在不断攀升，同时人们的环保意识不断增强，各种节能技术不断得到应用，国家对于节能环保事业的发展也越来越重视。因此对混凝土泵进行绿色节能技术开发是建筑机械发展的重要方向，是大势所趋。在进行绿色节能设计时要贯彻“安全、节能、环保、
2、高效、智能”的设计理念，注重节能、高效技术的研究和应用。在基于“成本管理”和“精益生产管理”思想的成套设备及施工生产管理系统，有效管理设备、优化施工，最大限度地为客户创造价值的基础上，全力设计“安全、节能、环保、高效、智能”混凝土泵送设备。本文以某品牌 K 系列混凝土泵送设备为例，对混凝土泵绿色节能技术的应用及发展进行了探讨。 1 K 系列混凝土泵送设备介绍 K 系列混凝土泵送设备涵盖 3460m 混凝土泵车、80120m3/h 车载式混凝土泵等系列产品，其设计紧扣“安全、节能、环保、高效、智能”主题，着力在“轻量化技术、节能技术、高效泵送技术、整车智能化控制技术”上取得突破。如：行业首创的“
3、X 支腿同步伸缩及浮动张紧软管输送技术、具有单侧作业功能的前后多级伸缩双摆腿结构” 、行业领先的“RZ 仿生七节臂技术”等技术的研究应用，大幅提高了设备整体性能。K 系列混凝土泵送设备一经推出，在行业内产生了很大影响，3 桥50m、4 桥 60m 全球最长钢臂架泵车，行业最低油耗等各项指标都引领行业发展，技术水平达到一个新的高度。本文在 K 系列混凝土泵送设备技术的研究应用基础上探讨分析产品轻量化设计、节能技术研究和应用在混凝土泵送施工机械节能环保发展中的重要性。混凝土泵车动力装置应用的是柴油机,因此混凝土泵车应用时的耗能情况主要是由柴油机的经济动力性所决定的。在设计混凝土动力系统时,一般对柴
4、油机的静态特点进行关注,混凝土泵车机使用的柴油机和底盘是由专门的厂家一起提供的。 2 轻量化设计 根据现有研究表明，混凝土泵车臂架长度的增加将带来整车质量呈几何级数增加。为解决臂架长度与底盘载荷限制之间的矛盾，K 系列混凝土泵车采用结构参数化辅助设计、动态仿真及三维有限元分析等计算机辅助设计方法，使部件结构设计轻量化，部件分布最优化，同时通过计算机辅助和实验室测试，对整机稳定性进行校核调整，在确保稳定性、可靠性的前提下最大限度地控制了整机质量。以 4660m 混凝土泵车为例，K 系列混凝土泵车重量减轻见表（表中的数据以配置奔驰底盘为例） 。 表 1K 系列混凝土泵车轻量化效果 从表 1 可发看
5、出通过轻量化设计，K 系列混凝土泵车大幅降低了整机重量，这对节约能源、材料，减少排放有着重要意义。据研究表明，质量 1620t 的载货汽车，每减重 1 000kg，则可降低油耗 6%7%，这意味 K 系列混凝土泵车轻量化设计有效低了降低产品油耗与排污量。因此，减轻混凝土泵车自重对于燃油汽车是节能环保的最有效措施之一。同时混凝土泵车的轻量化是符合社会发展和用户的需求，是当前行业发展的必然趋势，而这一技术引导行业的发展，其中 3 桥 50m、4 桥 60m 全球最长钢臂架泵车是代表产品。 3 节能技术研究和应用 K 系列泵送设备突破了传统的极限功率控制模式，其将泵送系统参数与发动机万有特性曲线实现
6、关联，通过车载中央控制器达到最佳匹配。系统选定泵送速度后，车载中央控制器根据泵送压力、系统压力等实际反馈参数，比对系统理想参数曲线，自动调节发动机转速和泵送排量，确保在不影响泵送效率的前提下，使系统始终工作在最佳节能模式，实现发动机万有特性曲线与泵送系统最节能匹配。该技术在行业内率先实现了突破，节能效果优于同行 5%以上，也表明了节能技术的研究与应用在节能环保中具有很大前景。 3.1 混凝土泵车实施节能技术测试 本文应用节能技术，在混凝土泵车正常模式与节能模式（由人工来选择，按动开关即可在两种模式间方便地切换）两种模式下测量了节能工况下不同发动机转速对应不同试验工况下每泵送 1m3 混凝土的实
7、际油耗的测量计算值，和油耗曲线图的数据，见表、图。 表 2 混凝土泵车不同工况下每泵送 1m3 混凝土的实际油耗测试 图 1 混凝土泵车正常模式与节能模式每泵送 1m3 混凝土的油耗曲线图 3.2 混凝土泵车实施节能控制前后比较 3.2.1 节能前后油耗、转速对比 节能前后油耗比较标准：泵送次数相同、泵送压力相同时的泵车节能前后油耗状况。方法：记录正常模式下一分钟泵送次数、压力和油耗、发动机转速，然后在节能模式下，调整排量旋钮，使其工作在泵送次数与正常模式下相同，然后记录当前泵送次数、混凝土泵送压力、油耗、发动机转速。表 3 记录了 5 种工况下的油耗对比数据，图 2、图 3 为工况D 的节能
8、前后转速对比与油耗对比，其他工况对比图略。 表 3 正常模式与节能模式下（稳态）1min 油耗对比 图 2 工况 D 能前后转速对比 图 3 工况 D 节能产后油耗对比 3.2.2 总的油耗、转速对比 总的油耗、转速对比见图 4、图 5。 图 4 节能前后转速对比 图 5 节能前后油耗对比 3.2.3 总体节能效果分析 上述数据表明：混凝土泵车采用节能控制后，燃油消耗明显降低。混凝土泵车在低速工作时，节能效果明显比高速工作好，这是因为一般泵送作业低速工作时负载较小，高速时负载较大，在相同发动机输出功率下，大负载时发动机功率利用率较高（省油空间较小） ，而小负载时发动机功率利用率较低（省油空间较
9、大） 。 根据实验数据，混凝土泵车实施节能控制后，总的节能效果在3%26%之间，平均节能效果在 15%左右，用户常用泵送速度下（如 1min泵送 10、12、14、16 次）节能效果约为 16.5%。 4 节能减排产品的技术瓶颈探讨 混凝土施工机械节能减排技术虽然得到一定的发展，但在节能研究方面目前主要存在以下瓶颈。 1）轻量化技术的研究是当前重要课题，虽然已经取得了很大的成绩，但如何在减轻重量的基础上有效的保证作业稳定性和减少作业的振动幅度是一个长期的课题。 2）如何提高泵送效率从而实现节能减排。目前泵送产品的混凝土吸入效率可达 85%。如何进一步提高混凝土泵吸入效率，也是今后的研究方向，涉
10、及泵送技术和液压控制技术的深度研究。 5 未来节能减排产品的技术发展方向 混凝土施工机械未来节能减排的技术发展方向主要是新材料、新技术、新工艺的应用。随着新材料研究应用技术的成熟，大量的新材料、新技术应用到混凝土泵车上，如碳纤维材料应用到臂架技术、陶瓷材料应用到输送管中。新节能技术研究是节能减排的重要研究方向。同时，智能控制和高效作业研究也是未来节能减排产品的技术发展方向。 参考文献 1王宇扬.多重挤压轻量化不再遥远J.专用汽车，2008，(4)：22-23. 2刘海波.浅析混凝土泵送施工技术J.科技致富向导，2012（9）. 3李权，颜家海，张喜鹏.混凝土泵车动力系统及其高油耗特点的改善措施分析J.2012（13） 4王卫芬混凝土泵的功率匹配J机电产品开发与创新,2009(3).
