探秘小松混合动力挖掘机HB 205

[铁甲工程机械网原创] 2004 年5月，小松公司推出了世界上第一台试验型混合动力液压挖掘机。2008年6月，小松率先推出世界首台20t级PC200-8型混合动力挖掘机。2012年4月末在福建举行的厦门工程机械展会上，福建小松带着小松HB 205混合动力挖掘机亮相现场，让我们能够仔细地观摩一下这款闻名已久的小松HB 205混合动力挖掘机。

随着全球环境恶化、资源紧缺等问题日益突出，节能减排成为了各大挖掘机生产厂商的研究重点。源自于汽车的混合动力技术，通过不同动力源的联合工作，使其充分发挥各自的优越性以提高能量的利用率，能达到降低油耗与减少有害气体排放的目的，而工程机械在工作原理上和汽车具有很强的共性；因此，混合动力技术被公认为目前最具前景的挖掘机节能方案。

小松HB 205混合动力挖掘机是在使用原普通PC200-8挖掘机基本结构件的基础上，采用并联式混合动力系统，核心部件包括小松新开发的发电／电动机、回转电动马达、逆变／整流器、蓄电器和SAA4D107E-1型发动机。

小松HB 205混合动力挖掘机的三个主参数：工作重量为20300kg ，额定功率为141 ps ,铲斗斗容为0.9 m3 。HB 205同比 PC200-8 相比，在整机质量方面增加了800kg ,发动机的功率略小于PC200-8原型机的150 ps，铲斗斗容则多了0.1 m3 。

从动力系统来看，HB 205 在位于柴油机和液压泵之间加装了辅助动力装置发电／电动机，无负载或者轻负载时，作为发电机向蓄电器充电；重负载时，作为电动机向液压泵输出能量。HB 205 的柴油机型号为SAA4D107E-1，PC200-8的柴油机型号为SAA6D107E-1，也就是说HB205 比PC200-8 少了两个气缸，HB 205 的柴油机排量为4.46 L ，而PC200-8的柴油机的排量为6.69 L 。

假设以柴油机的排量作为能耗参考值，不考虑到动力传递过程的能量损失，理论上HB205 会比PC200-8 减少 33 %的能耗。小松官方声称，这款混合动力型挖掘机同标准型液压挖掘机相比，总共可降低能源消耗达25 % 。这些数据只能算是节油量的参考，具体的节油数值还得看挖掘机的实际工作情况而定。

1.蓄电器 2.逆变／整流器 3.回转电动马达 4.发动机 5.发电／电动机 6.液压泵

液压混合（Hydraulic Hybrid）中主动力源由发动机组成，辅助动力源由发电／电动机、回转电动马达组成，而能量存储单元由蓄电器、逆变／整流器组成。发动机输出的能量主要用于驱动外载，剩余部分机械能通过发电／电动机转化为电能，并通过逆变／整流器储存在蓄电器当中。当发动机的输出功率不足以驱动液压系统时，蓄电器中储存的电能释放出来驱动发电／电动机，辅助发动机共同驱动液压系统。不同于传统的液压驱动，系统中回转平台是由回转电动马达直接驱动的，节省了原本消耗在液压控制阀和液压马达上的能量。

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小松混合动力液压挖掘机系统的能量回收示意图

被回收的能量以电能的形式被储存到蓄电器里，电能主要来是两个方面：其一是来自发动机输出的剩余部分，利用发电／电动机而产生的电能，还有一个是停止回转时的惯性动能被再生转换成电能。这些电能被加以回收利用，作为重负载时的辅助动力。

小松HB 205的底盘结构跟PC200-8挖掘机基本一致，能够保证同样稳定的行走性能。但由于小松HB 205混合动力挖掘机的整机重量较大，其接地比压为46.1 kPa ，而PC200-8的接地比压为45.1 kPa 。

大截面设计的动臂、增加大型加强筋的斗杆、适用一般作业的土方铲斗。斗杆最大挖掘力为127 kN ，铲斗最大挖掘力可达149 kN ，工作装置为0.9 m3 的土方铲斗。

沿用小松一贯风格的驾驶室，让人感觉舒适、祥和。不过HB205的驾驶室前玻璃上方装有遮阳/挡雨板，能有效阻止阳光直射入驾驶员的眼睛，防止驾驶员失误操作，可降低意外事故发生率。

令人眼熟的小松HB205驾驶室的内部空间还算比较宽阔，右操纵杆前方的大型液晶显示屏可以及时地反馈油耗信息和电能流向。但由于HB 205采用了混合动力系统，车内驾驶室的噪音相对会比PC 200-8小一些，驾驶员工作时会感觉到比较安静。

虽然全球各大工程机械生产商都推出了自己的混合动力系统挖掘机，但是针对工程机械工况复杂、负载变化剧烈、工作环境恶劣等特点，混合动力系统在参数优化匹配、控制策略、能量回收技术以及提高可靠性和操控性等方面的关键技术尚未真正成熟，这些问题将是今后工程机械混合动力技术发展与应用的重点。

与传统的挖掘机相比，小松HB 205混合动力液压挖掘机包含了发电／电动机、回转电动马达、逆变／整流器和蓄电器等附加部件，所以价格也相应地要高一些。日常维护方面，该款机器专用的电气配件难以购买、维护人员技术的欠缺等等也是困扰用户购买的因素。

但是中国的工程机械作业时间长，柴油的消耗量大，而且中国的柴油价格并不便宜，每台工程机械一年都得花费掉不少的燃油费，小松HB 205混合动力液压挖掘机杰出的燃油经济性在中国具有很大的市场优势。

以目前的综合情况来看，小松HB 205混合动力挖掘机还未真正接受中国市场的考验而成为主流产品。用户是否愿意接受这样的设备，关键还得看其使用习惯和资金实力。

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