浅谈机械工程及其节能控制技术

李彦飞

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摘要：在经济发展进程中，生产作业的机械化水平也越来越高，这些都得益于机械工程的普及运用。在现代机械工程领域的完善和优化中，注重机械工程应用的节能控制，能够改善机械作业的整体效能，对经济生产有着重要的推动作用。

关键词：机械工程；节能控制；能耗；功率

1 机械工程与节能概述相关概述

1.1 机械工程

机械工程是通过利用机械原理，在机械领域进行开发设计，并制造出能够完成各种任务目标的机械设备和机械技术。机械工程将机械作为一个领域进行研究，形成了独立的，具有科学研究和应用价值的学科。机械工程在社会生产中有着重要的作用，能够依托于机械工程来解决劳动力效率等方面的问题。

1.2 节能

随着机械工程在社会经济发展过程中的普及，也带来了新的问题，即机械工程的能耗问题。机械工程是以能源为动力基础，在目前节能减排方针政策指引下，如果能够将节能理念和技术与机械工程进行结合，是机械工程得以持续性发展的重要基础。机械工程的研发也要从节能角度去进行探讨,通过清洁能源、可再生能源的应用，使机械工程不仅可以具备有效的经济效益，同时也能够具备更大的社会效益，降低对传统能源的消耗。

2 机械工程节能技术的发展现状分析

机械工程节能技术在目前已经有着较大的突破。在人们对清洁能源了解和掌握的基础上，也积极进行了机械工程节能的研发。在从整机层面、元器件层面和高新技术层面去融入节能理念。创新优化机械工程的动力装置、控制装置等，使机械工程能够实现清洁能源的应用。但由于机械工程节能技术仍然属于探索过程中，机械工程节能技术仍然有较大的进步空间。另外，由于现代科学领域将不同专业进行了细致的划分，使得机械工程与能源工程等领域被人为分割。机械工程专业主要以掌握机械工程方面的知识技能为主，对节能技术、能源特征等了解不足，阻碍了节能技术与机械工程更好的结合，很多节能领域的新技术、新工艺难以快速高效地应用于机械工程的完善和发展中，使得机械工程节能方面的知识融合存在壁垒和限制。这就需要在机械工程节能开发研究中，重视专业领域的拓展和专业综合化发展，在机械工程实践应用中充分地融合节能控制原理和技术，为现代机械工程节能水平的提升奠定基础。

3 机械工程节能控制技术的措施

机械工程节能控制技术，应当结合生产作业实际需求，从整机节能设计技术、液压元件节能技术以及其他相关节能技术等途径去综合考虑。通过提高机械工程应用环节的能耗控制效果，使机械作业效率与经济性都能够得到保证。机械工程实现高效节能的过程中，要重视研发力量的投入，并拓展节能控制范围、深化节能控制实施，使机械工程领域得以持续健康发展。

3.1 整机节能设计技术

机械工程整机节能设计主要以工程机械整体为研究重点，综合考虑到机械的动力装置、传动结构等，保证起工作负荷的科学合理性。机械的能耗主要为提供动力基础做准备，也就是工程机械内部的发动机装置，是最重要的动力来源，也是能源的消耗核心。以节能控制为依托的机械工程应用中，需要对发动机动力燃料的消耗情况进行全面准确的分析，并采集到相应的动力数据，做出能源使用与机械有效功率二者的曲线图，并确定最佳的能耗点，也就是生产动力输出的效率点和经济点。一般而言这两个方面是存在差异的，也就是当机械设备功率效率最高时，燃料的消耗也会增加。当机械设备的燃料实现最经济的点时，发动机并不能处于最高功率。这就需要在机械工程节能控制上，综合分析机械生产过程中对功率的需求。一般来说，生产作业过程中并不需要设备一直处于最高功率水平，这就为节能控制提供了前提。机械工程节能研究中，基于生产作业实际情况，可以在功率与节能两个层面进行科学分析，找到最佳的匹配点，即满足正常的生产动力要求，同时尽可能降低能耗。在机械工程的设计上，需要合理确定动力负载，也就是对发动机的生产作业参数进行科学计算，根据机械设备的应用情况来配置相应动力档次的发动机，并且发动机参数档应当向上一级靠，避免出现“小马拉大车”的情况，这种状态会对发动机造成损害，使发动机能耗增加，造成不必要的能源浪费。

3.2 液压元件节能技术

机械工程节能控制技术运用中，还要关注液压元件的节能。液压节能技术是目前在机械工程领域的一种新的探索，利用液压节能技术来降低机械生产作业过程中的能耗。液压元件是机械设备结构的重要构成，如果液压元件在应用过程中存在摩擦、渗漏等情况，都会造成能耗的增加。为了提高液压节能控制效果，需要从液压元件的性能等方面予以优化。机械中的液压元件主要包括了液压阀门、液压油缸、液压泵等，这些机械结构在生产加工过程中，需要以节能为目标去提高精度和性能。如在液压阀门的加工中，可以选择密闭性能更好的材料作为液压元件的生产基础，从而使液压阀门具有更好的连接性，同时能过长持续稳定地承载机械设备内部燃料的输送和开关控制等。除了材料工艺方面，还要对液压元件的结构等予以改进，如科学合理地完善液压泵的结构，使液压泵在油料的泵出过程更为安全可靠和高效。各个液压元件的内外壁要提高顺滑性，从选择适当的润滑剂等方面着手，避免或者降低液压元件之间的摩擦，也能够显著提高节能控制成效。

3.3 其他相关节能技术

在机械工程节能控制中，处理整机节能和液压节能以外，还有其他需要关注的节能控制内容，如从管理层面入手去提高节能成效。由于机械工程在生产作业中基本处于连续性的运转状态，对机械结构的磨损也较大。在节能控制管理中可以采用一些具有性能缓和效果的添加剂，如软化润滑剂等，涂抹或者喷洒在机械结构内部，这些措施会改变机械传送带的情况，如传送带表面的一些微小凸起可以在添加剂作用下软化，从而降低运行摩擦损耗。在机械工程的节能设计方面，可以增加一些辅助性的装置，如降温风扇装置等。由于机械处于长时间生产运行时，机械结构会出现发热的情况，发热会增加机械设备对燃料的消耗，通过采用降温风扇可以很好地应对这种能耗浪费问题。另外，随时太阳能等清洁能源的技术逐渐成熟，可以研究探讨在机械设备上通过链路连接太阳能电池板，将太阳能和传统能源进行结合，在机械结构中采用双能源供给模式，当太阳能充沛时可以自动调整动力链路，输入太阳能作为生产作业的动力，从而可以大大降低能耗消耗，提高机械工程整体节能水平。

4 结束语

机械工程及其节能控制技术，是机械工程领域今年来重点的研究方向。基于节能控制能够实现对能源和环境的保护。尤其是在当前能源紧张的局势下，加快机械工程节能技术研发设计，对国家经济发展和机械工程实践成效的提升都有着重要价值。

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