液压挖掘机制动能量的回收系统

针对传统液压挖掘机回转系统能量损失严重的问题,提出并设计一套液压挖掘机回转制动能量回收系统。分析该系统工作原理,以及液压蓄能器的参数匹配,通过AMESim软件建立模型,并进行仿真分析。仿真结果表明:该回转制动能量回收系统使挖掘机回转系统的节能效率达到50%左右,蓄能器进行能量回收的效率达到66.9%,回收能量再利用效率为50.3%,实现了节能减排的目的。     

挖掘机械

<正>单斗挖掘机GJ20156046液压混合动力挖掘机回转能量回收系统的设计和控制[刊,中]/胡均平…//机械科学与技术.—2015,34,(12).—1~6为了解决挖掘机在回转阶段的能量回收再利用问题,基于压力共轨(C PR)液压混合动力技术设计了一个采用两个蓄能器的闭式回转制动能量回收系统。考虑到气体温度与热传递对蓄能器工作状态的影响,建立了系统的数学模型。为了提高回转制动的平稳     

蓄能器在挖掘机节能驱动系统中的仿真研究

液压挖掘机在工作过程中频繁的启动和制动造成很大的能量损失,文中将二次调节技术应用到挖掘机回转液压系统中,利用蓄能器进行能量回收,在必要的时候进行释放,可实现转台能量的回收和再利用.通过AMEsim软件进行仿真试验,判别蓄能器在新的液压系统中的设计是否合理、能否达到节能的目的.     

蓄能器在液压挖掘机能量回收中的仿真研究

液压挖掘机在工作过程中存在着较大的能量损失,其原因是其转台转动惯量大且需要频繁启动和制动,故而进行能量回收方面的研究有着较为重要的意义。针对液压挖掘机回转液压系统,采用蓄能器进行能量回收,并在转台反向启动时予以释放,以实现转台制动能量的回收和再利用。同时,对液压挖掘机能量回收系统中的蓄能器参数的选择进行了分析。在此基础上对节能方法的能量回收机理进行了分析,并利用AMESim软件进行了仿真试验,结果表明,该节能系统节能效果较为明显,液压挖掘机能耗得到了降低。     

基于AMESim液压挖掘机蓄能器回收系统

传统的液压挖掘机的回转装置在工作过程中存在着较大的能量损失,其原因是在工作的过程中整个回转平台有较多的启动和制动。过程中还存在着转动惯量较大,这些都是导致能量损失的原因。针对这一能量损失,通过加入蓄能装置把损失的能量回收再利用。在回转制动过程中蓄能器回收能量,在反转阶段蓄能器释放能量提供能量,并通过AMESim软件进行仿真试验。试验结果表明蓄能器能量回收系统达到了一定的能量回收,节能效果较为显著,能量损失也得到了降低。     

液压混合动力挖掘机回转能量回收系统的设计和控制

为了解决挖掘机在回转阶段的能量回收再利用问题,基于压力共轨(CPR)液压混合动力技术设计了一个采用两个蓄能器的闭式回转制动能量回收系统。考虑到气体温度与热传递对蓄能器工作状态的影响,建立了系统的数学模型。为了提高回转制动的平稳性,减少回转装置的能量损失,设计了自适应模糊滑模控制器对回转速度进行跟踪控制。在Matlab平台上对系统进行仿真,结果表明:自适应模糊滑模控制器有较好鲁棒性、稳定性,可平稳控制回转装置;采用该系统可消除压力共轨系统二次元件之间的压力扰动,能够实现高达49.8%的再生能量用于驱动回转系统,比同吨位的液压挖掘机节能16.7%。     

高低压蓄能器在回转泵控液压系统中应用及仿真

为了提高挖掘机回转系统的运行稳定性,通过引入高低压蓄能器的方式提出了一种回转泵控液压系统,通过相互协同的方式来实现泵控过程,并在Simulink 平台开展了仿真分析。结果表明:单蓄能器和双蓄能器在各运动阶段和泵输出功率基本一致,形成了相同的能量释放与保持特性。相对于单蓄能器,双蓄能器回转系统缩短了约0.5 s的制动时间。高压蓄能器形成较小的油液充放范围,但能够达到较高压力,同时低压蓄能器起到弥补高压蓄能器体积偏小问题。减速制动时,高压蓄能器升高到最大压力后高低压蓄能器开始回收能量,可以更加高效回收能量,显著缩短制动时间。该系统的液压系统设计具有能量回收以及系统自动补油的功能,表现出很好的节能高效性能,对提高挖掘机液压系统运行效率具有一定的理论意义。     

基于二次调节技术的液压挖掘机回转系统节能仿真研究

当前传统液压挖掘机在一次工作循环中,回转过程的能量消耗约占总能量消耗的25%~40%,其中回转动能很大一部分都通过溢流阀损失,最终以热能的形式而散发掉。为此,该文基于二次调节技术构建液压挖掘机回转系统,利用仿真软件AMESim建立了整个系统的仿真模型,并根据液压挖掘机回转90度的典型工况,进行挖掘机回转制动能量回收效率的节能仿真研究,结果表明:系统总的制动能量回收效率可达到η=62.4%,在相同的工况下比普通液压挖掘机节能24.7%。与此同时,该文应用该仿真模型,对影响能量回收效率的因素进行定性研究,结果表明:随着转动惯量的增大或系统压力提高,能量回收效率η及节能效率η_s均增大;而随着蓄能器容积的增大,能量回收效率η几乎不变,节能效率η_s明显减小。     

小型液压挖掘机回转系统能量回收的研究

为了使小型液压挖掘机回转制动过程更加平稳以及制动能量得到回收,提出了一种具有防反转功能的回转制动能量回收系统。通过AMESim软件建立系统仿真模型并进行分析,对能量回收仿真结果进行了模拟试验验证。结果表明:防反转控制有效消除了转台制动时的反转摇晃;在重载工况下,蓄能器仿真得到的能量回收率为64.9%,试验得到的能量回收率为69.2%,达到了良好的节能效果。     

液压挖掘机节能措施及混合动力系统方案

针对挖掘机运行过程中所产生的各种功率损失,分析了现有挖掘机系统的优缺点,综述了挖掘机液压系统节能措施的现状。根据液压泵/马达四象限的工作特性和液压变压器的特点,提出了基于回转装置和基于CPR网络的液压混合动力挖掘机系统的设计方案,采用液压泵/马达回收挖掘机回转/旋转运动制动动能,采用液压变压器回收挖掘机直线运动势能,实现发动机——液压泵——负载之间的合理匹配,能够解决现有挖掘机的传动效率和能量利用率低的问题。