液压驱动惯性系统能量回收的节能试验研究

针对液压驱动惯性系统提出了电容储能式液压马达能量回收的节能方案.搭建了液压马达能量回收试验台,进行了能量回收过程中的能量转化效率和节能效果的试验研究.试验结果表明,在液压驱动惯性系统中采用液压马达进行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.     

一种新型液压试验台的研制

提出一种新的液压试验台模式:综合模式,能够实现能量回收模式和常规模式两种模式下双向变量液压泵、马达的性能测试,充分发挥能量回收模式和普通模式的互补作用,实现较小功率的恒压变量泵驱动较大功率被测泵、马达,还可以用常规模式来解决能量回收模式下测试功能不全、流量无法计量等问题。该试验台中,以往能量回收模式下系统压力变化过快、压力脉动大、被测泵和驱动马达流量不匹配等问题被优化,压力调节调节精度高、范围较广,节能效果和系统响应都明显增强。以具体的检测实例来说明该试验台工作原理和创新之处,在常规模式和能量回收模式下分别对被测泵输出压力进行检测和对比,系统运行稳定可靠,达到了预期的设计要求。     

能量回收液压泵试验台仿真分析

传统液压泵试验台消耗能量较多,并且为了模拟负载,由节流口加压,高压油直接流回油箱,造成大量的能量浪费。通过对试验台回路重新设计,回收被试泵高压油与供油泵共同驱动液压马达,由液压马达来带动被试泵,实现能量的回收利用。通过利用SimulationX对新回路进行仿真分析,在保持试验泵原有工况下,对泵进行性能测试,节能在67%以上。     

液压挖掘机回转制动能量电液回收系统

在分析现有液压挖掘机回转节能系统的基础上,结合挖掘机回转工况,提出了一种基于蓄能器 液压马达 超级电容的挖掘机回转制动能量电液回收系统,通过实时调节回收马达的入口压力和电机的转速,实现挖掘机回转平台的平稳制动。采用蓄能器和超级电容共同储能,超级电容补偿蓄能器的非线性特性,降低了储能单元的成本。构建了能量回收系统的数学模型;建立了采用该能量回收系统的20 t挖掘机联合仿真模型,分析研究了挖掘机空载工况下所提系统的回收效率和回转平台的运行特性。研究结果表明：在不影响系统正常工作和操作者操作习惯的同时,所提系统可实现回转制动能量的高效回收;当回收马达入口压力设定23 MPa时,回收效率可达63.2%。     

用于公交车制动能量回收液压系统的研究

基于成都市公交车一条代表线路运行工况的调查分析结果,设计一套制动能量回收液压系统,在AMESim中建立了相应的模型,对系统的性能进行仿真研究。结果表明:采用变量泵/马达的系统较采用定量泵/马达的系统性能更优;公交车合成工况下,系统节能效率达到38.83%。     

非对称泵控系统势能回收理论研究

通过对非对称泵控差动缸系统势能回收效率进行研究,在理论分析的基础上建立势能回收过程的数学模型,分析蓄能器压力对能量回收效率的影响规律;建立势能回收系统的物理仿真模型,对势能回收过程进行仿真研究。结果表明：与普通气囊式蓄能器相比,采用恒压蓄能器进行能量回收可以避免在势能回收过程中,非对称泵从马达工况转化为泵工况而无法回收剩余能量;当负载为10 kN时,采用恒压蓄能器最大节能效率可达到29.8%。通过数值分析计算得到负载下降过程中蓄能器最优压力曲线,可为后续势能回收蓄能器的选型提供理论上的指导。     

基于AMESim的多功能液压试验台闭式系统元件选型分析

液压传动系统是工程机械整机重要的传动系统之一,而液压多功能试验台是面向工程机械液压传动系统研究的一个科学试验平台。介绍一种多功能液压试验台闭式马达泵系统元件的选型:根据实验要求,选择满足试验目的闭式马达;根据马达的参数,计算出可以与马达相匹配的闭式泵和电机的参数。将选择好的元件设计成闭式马达泵系统,然后用AMESim进行建模仿真分析,得到马达转速、扭矩变化曲线、泵出口压力变化曲线等。仿真试验结果验证了所设计的液压系统功能的正确性和合理性、元件选型的正确性。     

液压挖掘机回转制动能量电液回收系统（英文）

在分析现有液压挖掘机回转节能系统的基础上,结合挖掘机回转工况,提出了一种基于蓄能器-液压马达-超级电容的挖掘机回转制动能量电液回收系统,通过实时调节回收马达的入口压力和电机的转速,实现挖掘机回转平台的平稳制动。采用蓄能器和超级电容共同储能,超级电容补偿蓄能器的非线性特性,降低了储能单元的成本。构建了能量回收系统的数学模型;建立了采用该能量回收系统的20 t挖掘机联合仿真模型,分析研究了挖掘机空载工况下所提系统的回收效率和回转平台的运行特性。研究结果表明:在不影响系统正常工作和操作者操作习惯的同时,所提系统可实现回转制动能量的高效回收;当回收马达入口压力设定23 MPa时,回收效率可达63. 2%。     

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LQ的变转速泵控马达系统转速控制研究

以变转速泵控马达系统为研究对象,为提高马达转速抗负载干扰能力,以马达转速稳定输出为控制目标,研究变转速泵控马达系统转速方法。建立了变转速泵控马达系统数学模型,以数学模型为基础,提出了基于线性二次型(LQ)的马达转速控制方法。以某企业泵-马达测试试验台为基础,对所提出的控制方法进行仿真与实验研究。结果表明:该方法具有良好的控制效果,实现了马达转速的稳定输出。研究结果为变转速泵控马达系统的应用奠定了的理论与实践基础。     

一种大型液压挖掘机回转系统节能技术的研究

针对某大型液压挖掘机现有回转系统存在回转制动能量浪费严重的现象,提出一种新液压回转制动能量回收系统,利用蓄能器回收其回转制动阶段的制动能,下次回转启动与变量泵共同驱动回转马达。阐述了两种系统液压原理的异同,在AMESim中建立模型并进行仿真分析。仿真结果表明:新系统可以降低变量泵的功耗和吸收系统压力波动,回转制动能量回收率为28.5%,回收制动能量再利用率为76.3%,蓄能器能量回收利用率为21.7%,节能效果明显,可以有效改善其能耗问题。     

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。     

负载敏感变量泵动态性能分析

为能更好地研究和应用负载敏感变量泵,分析负载敏感变量泵工作原理,在建立其数学模型的基础上,运用AMESim仿真软件对负载敏感变量泵进行建模和仿真。结果表明:仿真结果与实际工作特性一致,验证了模型的准确性;泵出差压力与负载压力的差值和LS阀弹簧调定保持一致,输出流量与负载流量需求匹配,具有良好的节能效果;适当增大LS弹簧刚度有利于负载敏感泵的平稳性能;在LS阀与恒压阀左右控制油口设置阻尼孔可以有效提高泵的平稳性和动态响应。     

车辆制动能量回收模拟系统设计与仿真

目前国内液压节能汽车试验平台结构复杂,管路繁多,液压泵/马达、飞轮等的动态参数不确定,无法满足多种工况下的实验配合问题。新型车辆制动能量回收模拟系统,使用电液比例控制系统代替传统的液压泵/马达,可实现能量回收过程多种复杂工况的动态模拟。设计车辆制动能量回收模拟系统,运用MATLAB/Simulink软件,建立了车辆制动能量回收模拟系统的仿真模型,通过仿真得到了该模拟系统在充、放液过程中的动态特性,并设计了试验台架,为后续车辆制动能量回收系统的实验研究提供了平台。     

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。     

基于复合电液式的大惯量回转机构制动能量回收研究

针对工程机械大惯量回转机构制动过程中的能量损耗问题,考虑满载制动与空载制动两种工况,引入高低压蓄能器并结合超级电容能量密度大的特点,提出一种复合电液式能量回收思路,设计了系统工作原理图和控制策略流程图,对回收单元的重要元件进行参数匹配,利用AMESim软件仿真分析。结果表明：复合电液式回收系统在各阶段的回转特性与原系统基本一致,在一个标准循环中流量利用率和能量利用率可达75.59%和67.43%,有效降低了回转马达的压力波动,节能效果良好,为进一步研究工程机械节能技术提供参考。     

机电液一体化的流量控制系统建模与仿真

在机电液一体化的流量控制系统设计方案的基础上,建立了输入信号脉冲与步进电机转速、步进电机转速与流量阀芯位移、流量阀芯位移与流量输出、反馈装置的涡轮流量计等4个环节的数学模型.通过SIMULINK仿真得到的结果与试验结果十分吻合.     

混合动力挖掘机动臂液压系统节能仿真分析

针对挖掘机动臂下降时较大势能转化为热能的工况,各种能量回收与再利用系统逐渐被提出。基于流量再生与平衡理论提出一种挖掘机动臂的能量回收系统,在该系统中,动臂下降时的部分势能通过流量再生的方式得到直接利用,而另一部分势能通过平衡回路以液压能的形式储存在蓄能器中,当动臂上升时再将该部分能量释放出来,完成能量的回收与再利用。使用AMESim搭建传统挖掘机工作装置模型与该能量回收工作装置系统模型,通过计算分析得到能量回收系统中主要参数的最优值。仿真结果表明：能量回收系统在参数优化后,可实现对挖掘机动臂势能37.25%的回收与利用;同时,在挖掘机动臂的一个典型工作周期中,参数优化后的能量回收系统相较于传统挖掘机动臂系统,可实现55.52%的流量再生以及31.64%的节能效果。     

基于AMESim的液压驱动开炼机辊筒的仿真研究

以开炼机辊筒液压驱动系统为研究对象,介绍液压驱动开炼机的优势,分析其工作原理以及相关的工作要求。通过计算确定泵、马达等主要元件的相关参数;利用AMESim软件对所建的液压系统进行仿真研究,绘制出液压马达两端的压力曲线、马达流量曲线以及辊筒转速曲线,并对仿真结果进行详细分析。结果表明:该液压系统设计合理,输出参数符合预期目标。     

联体泵马达功率回收试验方法研究

针对联体泵马达的试验方法进行研究,分析液压泵的功率回收试验原理,根据联体泵马达的结构特点,确定了联体泵马达功率回收试验方法,并推导出容积效率计算公式;通过功率回收试验,对联体泵马达的容积效率进行了测试,验证了泵马达的基本性能,也证实了功率回收方法的有效性和可行性.