基于二次调节技术的液压挖掘机回转系统节能仿真研究

当前传统液压挖掘机在一次工作循环中,回转过程的能量消耗约占总能量消耗的25%~40%,其中回转动能很大一部分都通过溢流阀损失,最终以热能的形式而散发掉。为此,该文基于二次调节技术构建液压挖掘机回转系统,利用仿真软件AMESim建立了整个系统的仿真模型,并根据液压挖掘机回转90度的典型工况,进行挖掘机回转制动能量回收效率的节能仿真研究,结果表明:系统总的制动能量回收效率可达到η=62.4%,在相同的工况下比普通液压挖掘机节能24.7%。与此同时,该文应用该仿真模型,对影响能量回收效率的因素进行定性研究,结果表明:随着转动惯量的增大或系统压力提高,能量回收效率η及节能效率η_s均增大;而随着蓄能器容积的增大,能量回收效率η几乎不变,节能效率η_s明显减小。     

挖掘机械

正单斗挖掘机GJ20165031蓄能器对挖掘机回转系统能量回收效率的影响[刊/中]/姚明星…//液压与气动.-2016,(6).-50~56为了提高以蓄能器为储能装置的液压挖掘机回转系统的能量回收效率,研究了某工况下蓄能器不同体积及充气压力对能量回收效率的影响。在AMESim软件中建立回转节能系统模型并进行仿真分析,同时搭建了试验平台对仿真结果进行验证。图8表7GJ20165032混合型液压挖掘机能量回     

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。     

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.     

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。     

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。     

液压挖掘机制动能量的回收系统

针对传统液压挖掘机回转系统能量损失严重的问题,提出并设计一套液压挖掘机回转制动能量回收系统。分析该系统工作原理,以及液压蓄能器的参数匹配,通过AMESim软件建立模型,并进行仿真分析。仿真结果表明:该回转制动能量回收系统使挖掘机回转系统的节能效率达到50%左右,蓄能器进行能量回收的效率达到66.9%,回收能量再利用效率为50.3%,实现了节能减排的目的。     

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。     

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。     

纯电驱液压挖掘机电气式动臂势能回收再利用系统研究

针对纯电驱液压挖掘机传统的动臂电气式回收系统无法实现回收能量再利用的问题,提出一种势能回收再利用系统。以某型6 t纯电驱液压挖掘机为研究对象,对其回收系统各主要元件进行了参数匹配与损耗研究,基于SimulationX平台建立起该系统机电液联合仿真模型,对系统的动态特性与能耗特性进行了仿真研究。结果表明,系统在动臂下落时回收能量效率达到了60%。相比普通纯电驱液压挖掘机的动臂系统实现了21.8%的节能,该项研究实现了动臂回收能量的再利用。     

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。     

飞轮式液压蓄能器的储能特性研究

针对常规液压蓄能器储能密度低,影响工程机械能量回收效率的问题,研究飞轮式液压蓄能器在工程机械液压系统中的应用,目的是提高系统能量回收效率,改善常规液压蓄能器的低储能密度。提出一种基于飞轮式液压蓄能器和四配流窗口轴向柱塞马达的挖掘机动臂泵控系统,利用AMESim软件建立系统仿真模型,通过仿真参数匹配,与挖掘机动臂阀控系统对比分析能耗特性。结果显示,动臂下降过程中飞轮式液压蓄能器能量回收效率为81.7%,储能密度为4.64 W·h/kg,比普通液压蓄能器的储能密度1.7 W·h/kg提高了约2.73倍。     

挖掘机械

<正>单斗挖掘机GJ20156046液压混合动力挖掘机回转能量回收系统的设计和控制[刊,中]/胡均平…//机械科学与技术.—2015,34,(12).—1~6为了解决挖掘机在回转阶段的能量回收再利用问题,基于压力共轨(C PR)液压混合动力技术设计了一个采用两个蓄能器的闭式回转制动能量回收系统。考虑到气体温度与热传递对蓄能器工作状态的影响,建立了系统的数学模型。为了提高回转制动的平稳     

基于电液协调式挖掘机复合动作能量回收研究

为了更好地实现液压挖掘机动臂与转台复合动作时的能量回收,对比了不同回收方式下的能量回收系统方案。在AMESim软件中分别建立液压式、电力式以及电液协调式能量回收系统的仿真模型,通过仿真分析综合比较,提出了一种基于蓄能器-液压马达-发电机的液压挖掘机电液协调式能量回收系统。研究结果表明:该系统的能量回收率达到了45.47%,能量再利用率达到了47.37%;能耗小,能量回收及再利用效率高,能更好地实现动臂与转台复合动作时的能量回收。     

蓄能器对挖掘机回转系统能量回收效率的影响

为了提高以蓄能器为储能装置的液压挖掘机回转系统的能量回收效率,研究了某工况下蓄能器不同体积及充气压力对能量回收效率的影响。在AMESim软件中建立回转节能系统模型并进行仿真分析,仿真结果表明:在重载工况下,蓄能器充气压力一定时,蓄能器体积越大,能量回收效率越低;蓄能器体积一定时,蓄能器充气压力越高,能量回收效率越高。同时搭建了试验平台对仿真结果进行验证。结果表明:仿真结果和试验结果是一致的,在满足可回收能量的前提下,体积小、充气压力高的蓄能器能有效提高能量回收效率。     

蓄能器在挖掘机节能驱动系统中的仿真研究

液压挖掘机在工作过程中频繁的启动和制动造成很大的能量损失,文中将二次调节技术应用到挖掘机回转液压系统中,利用蓄能器进行能量回收,在必要的时候进行释放,可实现转台能量的回收和再利用.通过AMEsim软件进行仿真试验,判别蓄能器在新的液压系统中的设计是否合理、能否达到节能的目的.     

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。     

挖掘机LUDV液压系统的能量流研究

基于挖掘机液压系统效率低的现状,以某型LUDV液压挖掘机为研究对象,建立了工作装置多刚体动力学、液压系统以及系统能量损耗模型。通过仿真研究,得出该挖掘机在标准工作循环中各个元件(回转马达、多路阀、管路和各液压缸)和子系统的能量传输比和损耗比,揭示了在不同动作时主要的能量损耗源,并计算出各个元件在该工作循环中潜在的可回收能量。最后,提出采用泵控系统或应用液压变压器的恒压网络系统取代LUDV系统,对动臂、斗杆以及转台的势能和制动能进行回收是降低系统能耗的有效途径。     

蓄能器各参数对能量回收效率和制动安全的影响研究

针对液压再生制动系统的能量回收效率和制动安全性问题,对汽车液压再生制动系统的参数匹配进行了研究。建立了液压制动能量回收系统试验台,进行了蓄能器初始压力变化、系统最高压力变化、蓄能器总体积变化的实验研究;建立了液压再生制动系统试验台数学模型,基于Matlab/Simulink建立了液压制动能量回收系统的仿真模型,并进行了与台架相对应的仿真实验,研究了液压制动能量回收系统的能量回收效率;对液压制动能量回收系统进行了整车研究,采用ADAMS/car建立了某车型整车,并与Matlab进行了仿真研究。首先研究了液压制动能量回收系统单因素对能量回收效率和制动安全性的综合影响,其次采用正交实验法研究了多因素对能量回收和制动安全性的综合影响。研究结果表明,合理的液压制动能量回收系统参数能够显著提高能量回收效率和制动安全性。     

挖掘机动臂能量回收系统仿真分析与实验

针对目前液压挖掘机工作时,动臂下放时产生大量势能损失的问题,在DL15~8液压挖掘机的基础上,搭建了液压系统能量回收实验台。以实验台为研究对象,分析该实验台系统的工作原理,建立了该系统的Simulation X联合仿真模型,对系统的节能效果进行了仿真计算,并基于实验台展开了回收系统的稳定性和回收效率的实验研究。仿真和实验结果表明,该势能回收方案可行,系统操作性能稳定,势能回收率高,为后续进一步研究奠定了基础。