油液混合动力挖掘机回转系统仿真分析

为了回收挖掘机回转平台制动过程中的制动能量,设计了油液混合动力挖掘机回转系统,利用蓄能器回收回转平台的制动能量。阐述油液混合动力回转系统和普通回转系统液压原理的不同,建立AMESim模型并进行仿真分析。仿真结果表明:油液混合动力挖掘机回转系统在一定程度上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70.0%,再利用效率达到72.8%,利用率较高,达到节能的目的。     

基于蓄能器的挖掘机节能驱动系统的参数匹配

为了提高液压挖掘机驱动系统的效率,提出一种基于能量回收和液压混合动力的液压挖掘机节能驱动系统的参数匹配方法。分析节能驱动系统的结构、工作原理及负载特性。以保证液压挖掘机作业效率、整机稳定性、延长蓄能器使用寿命和满足负载平衡能力为约束条件,对节能驱动系统中液压蓄能器、泵/马达、发动机等主要元件进行参数匹配。在所建立的液压混合力挖掘机模型上对匹配结果进行分析,结果表明:进行参数匹配后,发动机的工作点波动较小且蓄能器的压力波动满足工况要求,同时上车机构能量回收系统的使用使得整机节能效果进一步提高10%。     

不同吨位液压挖掘机回转系统能量回收研究

以某企业不同吨位液压挖掘机为研究对象,计算其回转系统能量回收效率,验证了蓄能器适用范围和节能效果。选择广泛使用的皮囊式蓄能器作为储能元件,得到其相关工作参数,并通过回转系统模型搭建、理论计算和AMESim软件仿真,得到3种不同吨位液压挖掘机回收的能量。理论计算与仿真结果较吻合,证明了回转系统模型的正确性。同时,对不同吨位液压挖掘机能量回收效率的研究,为企业改善挖掘机节能效率提供了理论依据。     

液压挖掘机回转液压系统能量回收研究

液压挖掘机在工作过程中存在很大的能量损失,其原因是其转台转动惯量大且需要频繁启动和制动。针对液压挖掘机回转液压系统,回收转台的制动能量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。在此基础上,分析节能系统的能量回收机制,并通过AMESim进行仿真试验。试验结果表明:该节能系统的节能效果较为明显,液压挖掘机能耗得到了降低。     

具有超级电容和节能闭环液压系统的混合动力液压挖掘机的研究

分析了具有超级电容和节能闭环液压系统的混合动力液压挖掘机的各种结构,对发动机转速和超级电容电压的稳定性等进行了研究。根据仿真结果,得出如下结论:节能闭环液压系统是混合动力液压挖掘机的关键,利用2个超级电容能获得更好的发动机转速稳定效果。研究结果证明,采用具有超级电容和节能闭环液压系统的混合动力液压挖掘机的油耗比传统液压挖掘机能减少60%左右。     

混合动力挖掘机动臂势能回收系统研究

针对目前普通挖掘机上存在的动臂、斗杆和铲斗下降后,因势能无法回收而造成的能量损失以及由此而引起的液压元器件发热、失效、加速磨损等问题,在设计混合动力挖掘机时,提出了一种由液压缸、节流阀、变量马达和发电机组成的挖掘机势能回收系统,并将回收的能量纳入整机能量分配管理系统中.该回收系统回收效率较高,可控性好,能有效延长元器件寿命,并在一定程度上降低发动机装机容量,达到了节能的目的.     

基于液压变压器的液压挖掘机节能研究

针对液压挖掘机阀控液压系统能量利用效率低的问题,提出一种基于液压变压器的液压节能系统,并对其节能效果进行研究。分别在AMESim和AMESim-MATLAB环境下对阀控液压系统和基于液压变压器的液压节能系统的能耗进行研究;对阀控液压系统和液压节能系统的能量利用效率和节能效果进行对比分析。结果表明:采用液压变压器作为主要控制元件的液压节能系统具有较好的动态性能,且能量利用率相对于阀控液压系统有显著提高,节能效果优良,可为液压挖掘机的节能优化改进、降低系统的装机功率提供参考。     

液压挖掘机能量回收系统的仿真分析

普通液压挖掘机在典型工况下,动臂、斗杆和铲斗下降存在着巨大的势能浪费,并且由此而引起液压元件发热、失效等问题.针对这些情况,设计一种由换向阀、液压马达、发电机和蓄电池组成的能量回收系统.采用AMESim建立了挖掘机工作装置和液压系统的仿真模型.仿真结果表明:在一个工作周期中,动臂可回收能量最高,且其对应回收系统中蓄电池的荷电状态值(SOC)增加最多.所以在进行混合动力挖掘机设计时,优先对动臂的能量进行回收,可以在控制装机成本的情况下,最大程度地实现节能.     

液压挖掘机液能回收再利用节能装置的设计

为了对液压挖掘机进行节能减排,采用流量再生和电液比例节流阀控技术,设计一种液压挖掘机液压能回收和再利用节能装置.阐述该装置的节能原理和3种工况的工作原理.采用运动控制器、传感器、电磁阀及相应的信号调理板组成电控系统,运用C#语言和CODESYS编程语言分别开发了上位机和下位机测控软件.经过设计加工阀块和购买元件,搭建了...     

液压挖掘机回转系统能量回收研究

提出了一种挖掘机回转节能系统,从理论上阐述了该系统的工作原理。详细计算了该节能系统中能量回收元件的参数,利用AMESim软件对该系统进行建模仿真。结果表明:回转节能系统能够实现挖掘机回转制动能的回收再利用,达到了节能的目的,节能效率达到50.3%。     

钻挖一体式挖掘机流量再生与能量回收节能研究

采用一机多能型挖掘机进行复杂的管路施工,给管道工程带来了极大的便利。在挖掘和钻孔作业时,动臂下降的重力势能会转化为液压能并在溢流阀处流回油箱形成溢流损失。在动臂的液压油路中设置流量再生回路,提高动作速率。利用阀控系统回收动臂下降的重力液压势能,将回收在蓄能器中的液压能驱动定量马达带动发电机发电,将电能储存在蓄电池中,为挖掘机上其他用电器提供电能。利用AMESim软件进行液压仿真,与现有的挖掘机相比,回收动臂下降液压能极大地提高了系统能量利用率,流量再生提高了挖掘机运动速率。研究结果表明：动臂下降能量回收效率为40%左右。     

大型液压挖掘机液压系统节能技术的研究

以某单位提供的挖掘机为实验平台,通过试验分析各液压节能回路的节能效果。设计新型能量回收系统,观测其节能效果。总结了大型挖掘机液压系统常见的能耗问题,针对存在的问题从不同方面介绍了液压节能技术的现状并对液压节能的发展趋势进行了说明。     

大型矿用液压挖掘机动臂系统仿真与实验研究

针对大型矿用液压挖掘机产品开发成本较高与开发周期较长的现象,以国内某企业125 t大型矿用液压挖掘机为研究对象,对其动臂系统进行分析。建立挖掘机三维模型与液压系统仿真模型,对其进行联合仿真,并通过试验进行验证。仿真与实验结果表明:仿真模型能正确模拟实际动臂液压系统,通过合理建模与仿真可对挖掘机液压系统进行深入的研究,并对企业今后设计制造挖掘机提供参考。     

基于多仿真模型的动臂势能再生控制策略研究

液压挖掘机工作时,动臂频繁下降会造成大量重力势能浪费,因此动臂势能再生能够有效提高挖掘机能耗效率。基于1.7×104 N液压挖掘机实验平台,设计一种组合式节能型动臂结构及其液压再生回路,建立动臂动力学模型、液压模型与控制器模型,进行多仿真模型联合仿真,提出基于模糊PID控制策略进行动臂势能再生控制。结果表明：与传统PID控制的无蓄能器模型相比,模糊PID控制的动臂势能再生系统节能效率达到25.57%,高于传统PID控制策略的18.04%。     

日立EX系列挖掘机发动机失速分析

对现代挖掘机的典型故障——发动机失速进行重点剖析。在分析日立EX系列挖掘机工作原理的基础上,应用发动机与液压系统功率平衡的方法,对3个重点环节(发动机系统、液压泵流量控制系统、液压工作装置)导致发动机失速的现象、原因、性质、故障特征及检测与诊断方法进行系统阐述。结果表明:应用发动机与液压系统功率平衡的分析方法,发动机失速的故障诊断和定位比较快速、有效。     

基于PLC的挖掘机液压动力系统电控节能方案探索

挖掘机以液压技术的应用为基础,其工作条件恶劣,动作复杂,能量消耗巨大。利用现代计算机技术可以实现对挖掘机液压动力系统的程序控制,将电液比例技术应用于工程机械。以挖掘机中发动机与液压变量泵的功率匹配为解决问题的源头,利用PLC控制器的多兼容性和可靠性,对挖掘机液压动力系统各重要部件进行控制,实时处理各种输入和输出信号,并将信号传至上位计算机。通过PLC处理单元输出的控制信号,控制液压变量泵和发动机等执行机构协同动作,从而使发动机功率曲线一直保持在液压变量泵功率曲线之下。经装机测试,达到了很好的节能降耗效果。     

基于电液协调式液压挖掘机复合动作工况下能量回收系统研究

为实现液压挖掘机动臂与转台复合动作时的能量回收,提出一种基于蓄能器-液压马达-发电机的液压挖掘机电液协调式能量回收系统。在标准工况下的单个工作周期内对系统模型进行仿真分析,研究关键参数对系统节能效果的影响。结果表明:在参数合理匹配的情况下,此系统回转制动能量回收率为61.08%,动臂下降能量回收率为27.23%,综合能量回收率达到了44.79%,综合能量再利用率达到了47.37%,节能效果良好;在合理的范围内,选择初始容积小的蓄能器和排量小的回收马达能提高系统的能量回收率。     

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。