正流量控制挖掘机液压系统压力损失分析

以大型正流量控制挖掘机液压系统为研究对象,理论分析液压系统压力损失,建立机电液联合仿真模型,重点分析挖掘机典型工况下整机液压系统压力损失,探究出了不同动作整机压力损失具体数值以及压力损失分布情况。仿真结果表明:由于斗杆挖掘多路阀具有回油再生功能,管道中流量最大,达到910 L/min,使得斗杆挖掘液压系统压力损失较高,泵1侧进油路压力损失为3.31 MPa,泵2侧进油路压力损失为3.91 MPa。通过实验验证了仿真结果的准确性,为正流量控制挖掘机能量损失研究和性能提升奠定基础,提高挖掘机研发效率。     

液压挖掘机斗杆内收流量分配节能设计

为解决小型挖掘机挖掘工况(正负载)下斗杆内收速度慢、系统压力高、存在溢流损失等问题,提出一种斗杆内收节能系统,挖掘工况下,使斗杆内收通过节能阀回油,即斗杆内收流量不再生时增大回油面积。给出了该节能系统工作原理和仿真参数,基于AMESim搭建了斗杆内收节能系统仿真模型,对比仿真了有无节能阀系统的斗杆内收速度、压力、流量等动态特性,分析了节能阀直径对斗杆内收动态特性的影响效果,进行了系统实际应用可行性分析,挖掘机整机测试有效验证了仿真结论。结果表明：引入节能阀,斗杆内收速度增加18%,斗杆油缸进油压力降低65%;节能阀直径对斗杆内收系统输出流量、回油总流量、系统压力影响不大;通过挖掘机整机测得斗杆内收速度提高19%。     

液压挖掘机动臂流量再生节能系统研究

针对液压挖掘机动臂流量再生问题,对液压挖掘机动臂流量再生节能系统展开了研究。借助AMESim搭建了流量再生系统仿真模型,通过仿真得到了动臂油缸活塞位移速度曲线、动臂油缸压力流量曲线及再生流量曲线,对有无流量再生阀的动臂油缸位移速度进行了对比仿真,最后研究了流量再生阀开启压力和动臂油缸小腔回油背压对流量再生系统动态特性的影响。研究结果表明:流量再生阀系统的动臂油缸活塞伸出速度可达0.34 m/s;增大流量再生阀开启压力,动臂油缸大腔压力增大,活塞速度减小;动臂油缸小腔回油背压增大,动臂油缸活塞速度降低,系统再生流量减小。     

泵阀复合进出口独立控制液压挖掘机特性研究

传统四边联动阀控制液压执行器可控性差、在超越负载工况能耗大。为改进这些不足,提出动臂、斗杆液压缸和回转液压马达采用泵阀复合、流量压力匹配进出口独立控制、铲斗液压缸与行走液压马达采用原有四边联动阀的液压挖掘机整机方案。建立液压挖掘机机械结构多刚体动力学与电液系统联合的数字样机,利用该样机分别对采用负载敏感系统和新回路系统控制的动臂、斗杆和回转马达三个执行机构动静态性能和能耗特性进行研究。进一步构建基于上述原理的试验测试样机,试验结果表明所建立数字样机具有较高的准确性;采用流量匹配进出口独立控制方法可以显著降低阀口工作压差,提高能量利用效率,减小执行机构压力冲击,提高整机运行平稳性。     

盾构推进液压系统控制分析

采用电液比例控制技术设计了一种基于压力流量复合控制的盾构推进液压系统。利用基于CC-Link现场总线的PLC控制实现了盾构推进液压系统速度和压力的协调控制,采用组态王软件开发的盾构推进液压监控系统实现了人机交互。推进液压系统在盾构模拟试验台上进行了实验分析,结果表明：所设计的推进电液控制系统能实时控制推进压力和推进速度,显著减少了速度压力调节的相互干涉,能较好地满足盾构在不同地质情况下推进控制的基本要求。     

挖掘机斗杆抖动分析与改进

正1台36t级液压挖掘机当斗杆与动臂夹角大于90°,且操作人员微动斗杆操纵手柄使斗杆下降时,就会出现斗杆抖动现象,由此造成挖掘机无法进行平整地面和进行修坡作业。1.斗杆液压回路组成及原理(1)组成该挖掘机斗杆液压回路主要由斗杆阀1、再生截止阀2、斗杆缸3、斗杆先导     

2500 kN热压成型机液压系统

针对橡胶制品,设计了适应双层模具、双机组热压成型机的液压系统。液压系统采用比例流量压力复合阀,调速方便、压力稳定、冲击小,同时考虑真空、自重、双机干扰等因素,所设计的液压系统满足了热压成型机工作要求。     

现代挖掘机的液压操纵和控制系统

液压挖掘机的作业操纵系统 现代液压挖掘机的作业操纵系统是用来完成挖掘作业中各种动作的操纵，它是挖掘机的主要操纵系统。液压挖掘机挖掘作业过程中主要有铲斗转动、斗杆收放、动臂升降和转台回转等四个动作。作业操纵系统中，工作液压缸的推拉和液压马达的正反转，绝大多数是采用三位轴向移动式滑阀来控制油液流动的方向，而作业速度则是根据液压系统的形式（定量系统或变量系统）和阀的开度大小等，由操作人员控制或者通过辅助装置来控制。     

液压挖掘机斗杆再生结构研究

通过对现在市场主流液压元件的斗杆再生结构的研究,阐述了斗杆再生的结构及工作原理。斗杆再生是在挖掘机斗杆油缸回收时,将因工作装置势能影响下产生的斗杆油缸小腔的高压液压油再生到斗杆油缸大腔的一项技术,该技术的难点在于再生流量多少的控制及斗杆复合动作时的协调性。通过对不同斗杆再生结构的性能对比分析,并通过对挖掘机的测试验证,总结了不同再生结构的优缺点。斗杆再生技术可以回收能量,极大的提高了挖掘机的工作效率,并降低挖掘机能耗。     

基于Labview的挖掘机多路阀综合测试系统开发

介绍了一个基于Labview的挖掘机多路阀全电液综合测试系统。根据相关多路阀测试标准要求以及挖掘机多路阀的特点完成测试系统的液压系统原理和数据采集控制系统的设计。系统采用电液比例技术完成液压系统的控制包括系统压力、流量、多路阀的动作以及负载模拟,并利用Labview软件完成测试系统软件设计实现数据的自动采集、处理、显示以及打印等功能,因此系统具有很高的自动化程度能有效提高挖掘机多路阀的测试效率。以完成的测试系统为基础对某挖掘机多路阀进行相关的测试试验,从结果表面设计的综合测试系统功能完善、操作简单。     

液气储能双缸驱动大型液压挖掘机动臂节能特性研究

液压挖掘机工作过程中存在大量的重力势能浪费,严重影响整机能效并造成大的排放污染。针对双液压缸驱动动臂的大型液压挖掘机,提出采用双液气储能液压缸驱动液压挖掘机动臂、集成驱动与势能回收一体化原理,降低机器作业能耗和排放。将原双腔液压缸改为集成有储能腔的三腔液压缸,储能腔与液压蓄能器直接连通,通过液压蓄能器初始充液压力平衡工作装置自重,直接回收利用工作装置重力势能。根据36 t大型液压挖掘机作业特点和重力势能变化情况,设计出液压缸和液压蓄能器的参数。进一步建立数字化样机,通过对液气储能驱动系统进行仿真研究,对液压泵输出流量和控制阀的阀口参数重新匹配,修改了与回转复合动作的合流控制策略,并初步验证了液气储能驱动系统的节能效果。在此基础上构建了试验样机,90°标准装车作业循环测试表明,与同型号液压挖掘机相比,在满足同样挖掘力的情况下,整机工作效率提升20.7%,燃油消耗降低17.1%,如按每天作业8 h计算,单台车每天可节约燃油达47 L,减少二氧化碳排放123.6 kg。     

混合动力液压挖掘机液压马达能量回收的仿真及试验

针对混合动力挖掘机提出利用液压马达对液压执行元件的回油进行能量回收的节能方案。建立液压挖掘机能量回收的仿真模型,对各执行元件的可回收能量所占比重和系统的节能效果进行仿真计算。搭建混合动力液压马达能量回收试验台,进行能量回收过程中的能量转化效率和操控性能的试验研究。试验和仿真结果表明,在混合动力液压挖掘机系统中采用马达能量回收和发电机转速控制执行元件运动速度的节能方案是可行的。     

挖掘机液压系统热平衡建模仿真分析

为了分析大型液压挖掘机液压系统热平衡特性,基于SimulationX软件构建挖掘机机械模型、液压系统模型、热交换模型三者耦合建立挖掘机液压系统机-液-热联合仿真模型。对比试验与仿真结果,验证了仿真模型的正确性。结果表明:液压阀产生的热量约占系统总产热量的64%,是液压系统最大的产热源;散热器散热量约占总散热量的77%,系统热平衡时进出口的油液温差约为11 ℃;环境温度越高,系统热平衡温度越高。研究结果证明,现有挖掘机热平衡温度满足工作要求,并对挖掘机液压系统热管理提供了指导。     

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。     

正流量挖掘机动臂液压系统仿真与实验研究

 正流量液压挖掘机主泵提供的流量与给定的控制信号成正比例关系,可以实现流量的按需供给,操控性好,传动效率高,在中型挖掘机中得到广泛的应用。液压挖掘机的动臂动作频繁,能量消耗大,对动臂动作的研究具有重要的意义。以正流量挖掘机动臂液压系统为研究对象,建立了动臂液压系统的仿真模型,并在样机上进行了实验测试。结果表明正流量挖掘机起臂时主泵的压力裕度为1.5 MPa,落臂时主泵的压力裕度为0.5 MPa,正流量控制挖掘机的动臂缸控制特性很好的体现了驾驶意图,操控性好,传动效率较高。     

液压挖掘机复合控制泵的建模方法研究

针对挖掘机液压系统变量泵结构复杂、建立仿真模型比较困难的问题,提出了一种根据实验数据和控制方式建模的思想,在仿真软件AMEsim中分别建立了恒功率控制、负流量控制及压力切断控制的变量泵模型,并进行验证,在此基础上,建立了挖掘机回转油路仿真模型,通过仿真分析,证明这种建模方法准确有效,对挖掘机液压系统和元件的研究具有实用价值。     

1种挖掘机恒压网络二次调节液压系统及其能耗分析

为开发高效节能型挖掘机,提高能量的利用率,分析了现有挖掘机液压系统在节能控制方面存在的不足,提出1种基于恒压网络二次调节技术的挖掘机液压系统的设计方案,分析了该方案的特点.以具体挖掘机工况为例,对3种不同的挖掘机液压控制系统进行能耗分析与对比,结果表明基于恒压网络二次调节技术的挖掘机液压控制系统是可行的,且具有较好的节能效果.     

基于速率观测器的挖掘机器人时延鲁棒控制研究

在挖掘机器人运动控制中,控制元件比例阀在零位存在较大的死区,驱动元件非对称液压缸为非线性系统,使得对铲斗关节实现高性能位置伺服控制难度很大．提出一种基于局部线性化模型的时延鲁棒控制方法;考虑到编码器测量精度较低,对液压缸位移及速率信号提出一种在线鲁棒估计方法,通过对扰动输入的补偿来减小估计误差;提出一种新型的比例阀死区补偿策略,依据参考模型位置输出对比例阀零位进行切换,既不牺牲系统的动态品质,又能有效避免比例阀阀芯的频繁切换．计算机仿真结果表明,这一方法对外部力扰动和参数变化均具有很强的鲁棒性,且新型速率观测器和比例阀死区补偿环节能明显增强液压系统输出的平稳性．     

液压挖掘机基于轨迹规划的控制优化

提出一种对液压挖掘机动臂、斗杆及铲斗实施协同优化控制以实现挖掘动作的精确有效操作.基于对液压挖掘机连杆机构的运动学分析,利用运动轨迹求逆的方法规划液压控制系统三个执行器协同工作以控制末端的运动轨迹,将挖掘机的复杂控制分解为几个单一系统的协同控制问题.研究结果表明所提出的方法可实现挖掘机的自动挖掘及自动平整操控,并为实现挖掘机的智能控制开辟了一条新的途径.     

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。