液压混合动力在挖掘机上应用研究

挖掘机在工作过程中制动频繁,能量损耗大,为了回收制动回转过程中的的能量,设计了液压混合动力挖掘机的回转系统,利用蓄能器回收制动能量。阐述了液压混合动力的工作原理,并进行了试验研究和分析。结果表明:液压混合动力降低了液压泵的功率损耗和液压马达的压力波动;在节能方面,蓄能器的能量回收效率达到74.75%,达到了节能的目的。     

轮边驱动液压混合动力车辆能量回收系统性能研究

合理配置系统各主要参数,是影响混合动力车辆制动性能及节能效果的关键问题。以轮边驱动液压混合动力车辆为原型,分析了轮边驱动液压混合动力车辆能量回收系统的工作原理,以原型车的1/4为基础,对辅助动力元件（蓄能器）、二次元件（液压泵/马达）的参数进行了理论分析;建立了能量回收系统的AMESim仿真模型,进行仿真分析;搭建了试验台架,开展试验验证。结果表明：在满足制动性能要求的前提下,增大蓄能器容积以及降低蓄能器最小工作压力有利于回收制动能量;二次元件的排量对制动性能的影响比较大,对制动能量的回收率影响很小;蓄能器工作压力越低,能量密度越大。     

基于CPR网络的全液压混合动力挖掘机

针对挖掘机运行过程中所产生的能量损失,分析了现有全液压挖掘机系统的优缺点,综述了挖掘机节能技术的发展状况。依据液压泵/马达(二次元件)四象限工作特性和液压变压器的特点,建立了基于CPR网络的全液压混合动力挖掘机系统,采用液压泵/马达回收挖掘机旋转运动制动动能,采用液压变压器回收挖掘机直线运动势能,解决了现有挖掘机的传动效率和能量利用率低的问题。     

混合动力液压挖掘机动臂能量回收方案设计与仿真研究

节能技术在我国日益受到重视,工程机械的节能技术也得到了快速的发展,进行能量回收再利用提高工作效率是液压挖掘机节能技术的发展方向.针对混合动力液压挖掘机动臂势能回收中存在的匹配问题,提出了一种基于平衡控制原理的能量回收控制方法,并对新方案,进行了理论分析与模拟仿真.根据理论分析和仿真研究,改进后的挖掘机动臂势能回收系统回收效率明显提高.     

基于能量回收再利用的液压挖掘机回转系统节能研究

为了提高液压挖掘机的节能性,通过分析一个标准工作循环中液压系统各执行元件能耗情况,证明了液压挖掘机回转系统节能研究的必要性。以挖掘机回转系统为研究对象,引入了能量回收再利用的节能技术,配置了一种具有节能效果的新型回转液压系统,利用Matlab仿真软件对该系统进行了仿真研究,得出了相关参数对液压挖掘机的节能性的影响,并进行了实验验证,对液压挖掘机节能研究具有一定的理论意义和实用价值。     

基于混合动力技术的液压挖掘机节能方案研究

为进一步提高液压挖掘机的节能效果,提出了以混合动力源代替单一柴油机动力系统的新型节能方法.通过分析液压挖掘机的工况特点和发动机工作点波动情况,证明了混合动力技术在液压挖掘机节能中的必要性和可行性.建立了5 t级串、并联混合动力挖掘机的仿真模型,并以采集的同等级动力配置的液压挖掘机工作负载作为仿真的载荷谱.以模型仿真和试验测试为研究手段,对比分析了原型系统和串/并联混合动力系统的节能效果、系统成本和动力性能,得出了并联式混合动力系统是目前最适合液压挖掘机的节能方案的结论.仿真和试验结果表明,该方案能进一步提高液压挖掘机的节能效果.     

卷板机液压系统的能量回收与节能管理研究

为有效改善卷板机液压系统的节流和溢流损失等问题，引入能量回收单元，对其节能效果进行研究。根据卷板机液压系统的工作原理，确立能量损失类型和计算方法，设计蓄能器控制方案。采用三腔液压缸作为动力执行元件，通过AMESim对能量回收单元的动态响应特性进行仿真。结果表明，能量回收单元能够将液压泵的功耗降低50%以上，蓄能器对液压缸的动力响应没有明显影响。     

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。     

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。     

液压挖掘机回转能量回收系统研究

为提高液压挖掘机的能量利用率,提出一种以液压蓄能器为储能元件的回转能量回收系统;对回收系统的主要元件进行数学建模,并在此基础上搭建回收系统仿真模型;对回收能量的再利用方案合理性、蓄能器参数对系统能量回收与再利用的影响以及增加能量回收系统后整机的操控性进行仿真评价。仿真结果表明:该能量回收系统在单回转工况下能够实现整机41.99%的能量回收与再利用,且能保证整机的良好操控性能。最后,通过实验验证能量回收与再利用方案的可行性以及仿真模型的正确性。     

22吨液压挖掘机能量损失的研究

针对液压挖掘机在工作过程中存在的大量能量损失,以22t液压挖掘机为研究对象,基于MATLAB软件的Simulink和SimScape建立了整机的仿真模型,并分析了在液压挖掘机内的能量分配和能量损失。在此基础上研究得出采用闭环的液压系统的混合动力液压挖掘机可以减少系统的能量损失,达到节能的目的。     

混合动力液压挖掘机动力控制策略的研究

设计了一套液压挖掘机的节能液压系统,并且提出了具有超级电容混合动力液压挖掘机的全新结构和动力控制策略。通过计算机仿真,得出了对22吨并联式混合动力液压挖掘机的最优配置。     

油液混合动力挖掘机建模与参数匹配仿真研究

为提高油液混合动力系统挖掘机的节油效果及操控性能,对某21 t油液混合动力挖掘机进行了参数匹配仿真研究。基于元件样本曲线及试验测试曲线,建立混合动力挖掘机数学模型和整机AMESim/Simulink联合仿真模型。根据动力源驱动结构、工作原理及负载特性,确定了释放策略。利用AMESim/Simulink联合仿真,分析不同辅助马达与蓄能器参数对燃油消耗量的影响,并依此确定系统匹配参数。仿真对比分析了参数匹配后的混合动力系统与原系统动臂油缸下降速度、发动机输出扭矩、燃油消耗量、燃油消耗率。结果表明,相对于原系统,节油率为12.5%,节油效果显著。     

超大型液压挖掘机混合式动臂势能回收系统设计及仿真分析

由于工作装置和负载的质量巨大，超大型液压挖掘机动臂下放时大量势能经液压阀口转变成油液的热能，造成油液温度升高。对此，提出一种流量再生与蓄能器相结合的混合式动臂势能回收系统。该系统通过流量再生原理，使动臂液压缸无杆腔流量的一部分流入有杆腔，减少对液压泵的流量需求，降低系统对发动机的功率需求；同时，使用蓄能器和平衡缸相结合的方式回收工作装置的势能，并在动臂提升时实现回收能量的再利用，提高了系统的能量利用效率。建立了系统的仿真模型，对影响势能回收和能量利用效率的关键参数进行了研究分析。结果表明，混合式动臂势能回收方案具有较好的能量回收效果，节能效果显著。     

混合型液压挖掘机能量回收/释放系统设计与研究

全球化能源危机的加剧,对液压挖掘机的节能减排提出了更高要求。传统液压挖掘机能量利用率低,针对该情况,设计了混合型液压挖掘机臂架的势能回收/释放系统,可实现系统稳定运行下的能量回收/释放最大化。建立了能量回收/释放系统模型,并使用实际参数,利用AMESim和MATLAB软件对系统进行仿真。仿真结果表明,该系统可提高能量利用率,优化系统使用性能。     

一种液压挖掘机并联式混合动力系统结构及控制策略

为了能够从理论上对混合动力液压挖掘机进行研究,并从中找出有利于系统节能和降低排放的有效途径,以山河智能SWE230液压挖掘机为原型,分析其动力系统各元件特性,并利用AMEsim软件建立并联式混合动力挖掘机系统的整机仿真模型.通过试验采集挖掘机在典型工况下的功率谱.根据挖掘机的工况特点,提出1种基于工况预测的准定工作点控制策略,并应用于仿真模型.仿真结果表明,所提出的控制策略能有效减小超级电容荷状态(SOC)波动,稳定发动机工作点,提高燃油经济性.     

基于AMEsim的混合动力液压挖掘机系统建模及控制策略研究

为了能够从理论上对混合动力液压挖掘机进行研究,并找出有利于系统节能和降低排放的有效途径,以某20t液压挖掘机为原型,分析其动力系统各元件特性,并利用AMEsim软件建立并联式混合动力挖掘机系统的整机仿真模型.通过试验采集挖掘机在典型工况下的功率谱.根据挖掘机的工况特点,提出一种基于工况预测的准定工作点控制策略,并应用于仿真模型.仿真结果表明,所提出的控制策略能有效地减小超级电容电荷状态(SOC)波动,稳定发动机工作点,提高燃油经济性.     

基于AMESim的混合动力挖掘机动力匹配研究

探索了并联混合动力液压挖掘机的匹配方法,设计了一套基于某中型液压挖掘机的并联混合动力系统方案和一种基于分工况的综合控制策略。利用AMESim软件对发动机、电池组、液压系统和工作装置分别进行了建模和分析,最终建立了整个系统的仿真模型并对不同工况进行了仿真分析。仿真结果表明:该动力匹配方案和控制策略能够稳定发动机的工作点,可以对电池组进行有效管理和保护,获得较好的动力性指标和节能指标。     

液压挖掘机能量回收与利用系统的研究进展

随着非道路移动机械用柴油机日益严苛的节能减排国家标准发布,作为混合动力液压挖掘机的关键研究技术,动臂势能与回转制动能量回收与利用系统的研究已成为各大工程机械厂家及该领域专家关注的热点。在归纳国内外液压挖掘机各种动臂势能、回转制动能量回收与利用系统的组成、工作原理、性能特点及应用等方面的基础上,对能量回收与利用系统存在的主要问题及其发展趋势进行讨论,为相关行业技术人员了解国内外液压挖掘机能量回收与利用系统的研究现状,研发高效能量回收与利用系统提供技术参考。     

负流量控制模型与试验研究

揭示了液压挖掘机负流量控制的节能机理是控制六通多路阀的旁路回油流量为小的恒定值,在此基础上建立了负流量控制系统的数学模型,并在自行研制的试验样机上用电液比例技术再现了挖掘机上的负流量控制,证明了模型的正确性,进一步阐明了这一模型的应用方向。