液压挖掘机功率匹配的节能优化设计

对公司30 t挖掘机发动机和主泵的工作特性进行分析,运用模糊控制系统理论建立控制过程模型,对动力系统进行节能优化功率匹配设计。在该挖掘机上进行对比验证,观察挖掘机内泵压力和外泵压力的变化,表明采用新型节能优化功率匹配系统在主泵比例电磁阀电流调节上更加快速和稳定,内泵压力和外泵压力跟随负载变化更加迅速和稳定;进行多次动臂动作测试分析,工作装置动作更加迅速,整体油耗有所降低。结果表明,新功率匹配系统达到公司要求的各项性能指标。     

吸液管路对乳化液泵性能影响及改善研究

针对大流量乳化液泵吸液性能差的问题,以乳化液泵的吸液管路为研究对象,建立吸液胶管阀口吸入压力、压力损失及管路参数的数学模型,分析对泵容积效率的影响,并利用AMESim软件建立乳化液泵单个系统的仿真模型,对乳化液泵吸液动态特性进行仿真。分析了吸入压力、压力损失、管长、管径对泵液力端性能的影响。提出增加吸入压力、减小管路压力损失和最优管径管长等相关措施,为乳化液泵吸液管路的设计及优化提供参考。     

挖掘机铲斗联液压系统压力损失研究

挖掘机液压系统的能耗损失中,管路系统的压力损失所造成的功率损失不容忽视。针对某公司生产的21t液压挖掘机,选取铲斗联液压系统为研究对象,利用理论推导、AMESim软件仿真以及试验研究对铲斗联液压系统的管路压力损失进行了分析计算,得出相应的压力损失值分别为0.793、0.82、0.83 MPa。从而说明在铲斗联液压系统压力损失的研究中,理论研究的可行性、软件建模计算的有效性以及试验研究的必要性。     

汽车起重机用平衡阀静态特性仿真及试验研究

以汽车起重机起升机构系统中的某型流量为300 L/min平衡阀为研究对象,根据平衡阀的结构特点及工作原理,搭建数学模型,并对阀口模型进行精准过流面积计算。以数学模型为基础在AMESim中搭建仿真模型,分析负载压力、主阀流量、背压及控制特性曲线的静态特性;同时对平衡阀进行试验,试验结果对比仿真结果修正数学模型中参数值。结果表明：随着控制压力的增大,主阀口流量呈逐渐增大的趋势;当达到额定流量300 L/min时,主阀口流量保持不变;仿真模拟曲线与试验曲线最大误差为2.7%,验证了模型的可用性。     

负荷传感与压力补偿技术的应用与性能分析

采用负荷传感系统和压力补偿技术对液压挖掘机的流量进行控制,其中负荷传感控制挖掘机主泵的输出流量;压力补偿实现挖掘机复合动作时的流量分配.两者与电子控制技术结合起来,则使液压挖掘机在按需供油、节能降耗以及改善操纵性能等方面具有显著效果.     

正流量液压挖掘机多路阀阀口压力损失研究

挖掘机液压系统存在管道损失、溢流损失、节流损失及泄漏损失等问题,导致挖掘机作业过程中功率损失较大,能量利用率不高。为提高挖掘机液压系统功率利用率,以正流量挖掘机为研究对象,通过建立机电液联合仿真平台,针对多路阀压力损失较大的问题,提出改变主阀异形阀口区域过流面积的方法,以降低局部压力损失,提高液压系统的功率利用率。以铲斗联为例,改变铲斗主阀进出油口、合流阀口的过流面积及其之间的匹配,将铲斗动作的驱动效率提高了4%,降低了液压系统的功率损失,提高了液压系统的节能性能。     

基于模糊PI的电比例排量泵控制研究

针对正流量液压系统的挖掘机,使用电比例排量泵替代液控恒功率泵可以实现泵与发动机更加完美的功率匹配。但电比例排量泵的排量调节控制对算法的准确性、稳定性以及比例电磁阀的快速响应性能提出了很高要求。为满足以上条件,电比例排量泵的控制策略采用了基于BP神经网络的恒功率MAP图计算方法以及模糊逻辑整定PI参数的方法,使得电比例排量泵可以根据发动机转速和液压系统工作压力大小准确计算出变量泵排量并调度PI参数,消除液压系统时变特性与非线性对控制性能的不利影响。根据测试结果,采用模糊PI控制的挖掘机液压系统在控制准确性、稳定性方面都得到了提升。     

基于AMESim的液压平衡阀动态特性

在AMESim液压系统仿真软件中建立了液压平衡阀的模型,并根据实际参数搭建了液压平衡回路的系统模型。对几种典型工况下平衡阀的动态特性进行仿真,得出不同主阀芯节流槽结构下平衡阀主阀芯的速度响应曲线、位移响应曲线、主阀流量响应曲线、主阀口压力响应曲线、液压缸速度响应曲线,对仿真结果进行对比分析,得出主阀芯节流槽结构对液压平衡阀动态特性的影响。     

基于电液混合储能的电动挖掘机动臂节能驱动系统特性

针对现有电动挖掘机采用多路阀控系统造成的能效低、电池装机容量大但续航时间短的不足，提出一种变转速双泵直驱液压挖掘机动臂系统。根据动臂液压缸面积比配置2个液压泵/马达的排量，实现液压缸流量匹配。采用液压蓄能器与超级电容进行混合储能，实现动臂重力势能的高效回收利用。分析所提系统的工作原理，建立系统多学科联合仿真模型，分析系统运行特性和能量特性。研究结果表明：双泵直驱挖掘机动臂系统具有良好的控制特性，速度运行平稳。与传统多路阀控系统相比，双泵直驱挖掘机动臂系统节能效果显著，蓄能器压力21 MPa和容积180 L时，重力势能回收效率为79.9%,能耗减少64.6%,进一步通过合理选择蓄能器工作压力和容积，双泵直驱动臂系统的节能效果可达到65%以上。     

电动挖掘机LUDV液压系统流量匹配研究

以某型电动挖掘机LUDV液压系统为研究对象,从减小溢流损失、提高节能的角度,结合异步电机调速性良好的特点,介绍一种液压系统流量匹配方法。液压系统采用泵阀同步控制方式,预设多路阀的主阀压差为1.4 MPa,手柄信号同时控制定量泵的转速和LUDV多路阀的过流面积。提出挖掘机工作机构所需流量的数学模型,建立了液压系统AMESim仿真模型并进行仿真分析。仿真结果表明:当挖掘机执行机构单一或者复合动作时,泵的输出流量为期望值,泵的出口压力比最高负载传感压力高1.4 MPa;当系统流量饱和时,主阀压差减小,各执行机构流量按需求流量成比例分配而不发生干涉。     

船舶疏水系统流量压力脉动特性研究

疏水系统在船舶中担任疏干排污等重要工作,其工作时产生的管道流量及压力脉动是系统产生振动噪声的主要原因。降低系统流量压力脉动、抑制系统噪声的关键之一是掌握系统流量压力脉动特性。通过分析低噪声柱塞泵的结构原理,结合疏水系统管道结构,建立完整的疏水系统仿真模型;通过试验台对仿真模型的准确性进行验证;最后基于仿真模型,对疏水系统特性及压力脉动的影响因素进行研究。结果表明：流量压力脉动主要作用频率为5 Hz和20 Hz;阀开度及管道长度对压力脉动影响较大,泵参数变化的影响较小,后续设计优化应优先考虑出口管道。     

核电冷却泵泵体五轴数控加工工艺研究

核电冷却泵泵体是主回路系统中三大核心部件之一,泵体的制造加工精度对整体设备的运行安全有直接影响。为提高泵体的加工精度,提出用五轴数控加工工艺加工泵体。分析泵体特征,应用尺寸中差建模,并设计专用夹具。基于遗传算法,研究加工工艺及方法,应用五轴联动数控加工中心完成核电冷却泵泵体加工。解决了圆柱倒扣面、90°弯管管道、薄壁件等加工难题。     

基于AMESim液压仿真平台的双联轴向柱塞泵液压系统分析及试验研究

以挖掘机用九柱塞双联轴向柱塞泵为模型,利用AMESim液压仿真平台对泵的液压系统进行仿真分析,得到液压泵的压力、流量和效率等变量特性.根据双联泵系统特性,搭建双联泵液压系统仿真模型,分析不同负载信号下的上述各项变量特性.通过搭建的试验台进行试验验证,分析测试结果.结合仿真结果,对液压系统作出较完善仿真分析,为该泵的进一...     

基于PID模糊控制器的闭式泵控系统特性研究与分析

传统农用机械中的电控液压系统存在能耗高、电气化程度低和转向精度低等问题,故提出一种基于PID模糊控制器的闭环泵控系统,以提高电控液压系统的响应特性、控制精度和电气化程度。通过分析闭式液压泵控系统的工作原理搭建系统的数学模型,并在MATLAB软件中构建该系统的仿真模型,验证了该控制系统的动态特性。仿真结果表明:基于PID模糊控制器的闭式泵控系统具有良好的动态特性和控制精度;响应时间由原PID控制的1 s减为0.8 s,系统超调量由6.5 mm降为4.2 mm,系统稳定时间从3.8 s减为2.5 s。     

比例泵控制液压缸系统固有频率的计算

以拉伸矫直机的主液压系统为例,通过将比例泵控制液压缸系统分为两个串联的单输入-单输出装置:比例泵和液压缸,分别计算出两个装置的固有频率,然后按照串联系统中固有频率之间的关系求出比例泵控制液压缸系统的固有频率。通过计算可知:在比例泵控制液压缸系统的固有频率中以液压缸的固有频率为主,比例泵的固有频率对整个系统的固有频率有一定影响,尤其是在初始等效容积较小时。     

电、气双驱动型盘刹液压系统设计

目前石油钻机液压盘刹的动力系统均是通过电机带动液压泵产生压力。常规设计是配备两台泵组,互为备用,这种形式虽有双泵的冗余设计,但驱动的最终源头都是电力。并且一般在使用过程中,泵启动后就不能停止,系统需持续提供压力,如果停电或没电时系统将无法工作。因此将传统的双泵形式设计为主泵为电机泵、备用泵为气动泵的双驱动形式,保证了刹车设备在停电或没电的状态环境下仍能工作。同时提高泵压、增大蓄能器容量,采用减压阀实现高压储能低压使用,既能让主泵实现间歇性工作,又能克服气动泵流量较小的限制。气动泵的驱动压力小,不会产生漏电和操作上的危险。此设计既节省了电力,又起到节能减排的效果。     

液压混合动力车辆传动方案与关键元件匹配

为了进一步提高液压混合动力车辆的性能,以功率分流式液压混合动力车辆为研究对象,针对某车型,对比了分速汇矩、分矩汇速液压混合动力系统传动方案的速比特性、功率特性,提出了一种适合于混合动力车辆的分速汇矩液压混合动力传动方案。对传动系统的液压泵/马达、蓄能器等关键元件进行了参数匹配;建立了车辆动力学模型,分析了再生制动、蓄能器单独驱动等工况下液压泵/马达排量、蓄能器压力、容积等参数对车辆性能的影响,确定了液压泵/马达和蓄能器的主要参数,为液压混合动力汽车系统方案设计以及合理参数匹配提供了理论依据。     

电控正流量挖掘机分工况功率匹配研究

针对目前电控正流量挖掘机系统研究较少、空载时能量损失大、发动机与主泵功率不匹配以及节能控制效果不佳的问题,搭建基于AMESim和Simulink的挖掘机电液系统联合仿真平台,提出一种双变量泵的发动机-泵恒功率控制方法。通过样机仿真实验以及分工况功率匹配研究,验证搭建的电控正流量挖掘机系统的正确性以及分工况功率匹配的有效性。仿真实验结果表明：设计的仿真模型以及功率匹配策略表现良好,在仿真和实验中,不同的工况模式下均可以保证泵的恒功率特性,可以实现对发动机的功率控制,发动机功率可以得到充分利用。     

闭式液压系统冲洗流量的确定方法研究

闭式液压系统冲洗流量影响泵马达的冷却均衡,从保证泵马达冷却更加均衡的角度出发,研究了闭式液压系统冲洗流量的确定方法,结果表明:在额定转速下,定量马达系统、变量马达系统中冲洗流量分别约为补油泵理论输出流量的14.6%~31.5%、9.6%~29.4%,或者分别约为主泵理论输出流量的2.88%~7.39%、1.88%~6.89%;初始设计时定量马达系统、变量马达系统冲洗流量可分别选为补油泵理论输出流量的23%、19.5%,或者分别选为额定转速下主泵理论输出流量的5.1%、4.4%。通过样机测试间接验证了所用冲洗流量确定方法的正确性。     

基于AMESim/Simulink的轴向柱塞泵滑靴副静压支承特性仿真研究

滑靴副是轴向柱塞泵的主要传递动力部件之一,将直接影响轴向柱塞泵的工作性能。目前,轴向柱塞泵存在的主要故障问题是关键摩擦副的油膜润滑失效和支承失效。采用AMESim/Simulink联合仿真技术研究轴向柱塞泵外部特性与滑靴副内部特性之间的规律,通过分析滑靴副的静压支承特性原理,建立滑靴副的静压润滑特性数学模型和液阻模型,并以接口模块连接两个模型构成虚拟模型。对轴向柱塞泵滑靴副的结构尺寸与滑靴副的泄漏流量、油膜厚度与刚度之间的变化规律进行基于AMESim/Simulink的联合仿真研究。仿真结果为滑靴副结构参数的优化设计提供依据,而且为后续开展的滑靴副润滑特性实际测量试验提供帮助。