蓄能器在履带车辆静液驱动系统中的应用特性研究

根据双泵双马达闭式静液驱动系统的工作原理及特点,分析了由控制阀组将蓄能器连入系统后系统的工作特性;基于Matlab/Simulink平台,从吸收压力冲击、能量回收及再利用的角度,建立了系统模型,仿真分析了不同容积、不同充气压力的蓄能器在静液驱动系统中吸收压力冲击的效果、在制动工况下回收能量及在驱动工况下能量再利用的效果,得到了系统能量回收率、制动时间随蓄能器关键参数变化的仿真曲线及起步、加速过程车速变化曲线,分析了蓄能器对缓解系统压力冲击、系统制动性能及驱动性能的影响。     

双马达主被动复合驱动挖掘机回转系统特性

液压挖掘机由于上车回转平台转动惯量大、工作中高频次起制动,导致大量的制动动能转化为控制阀阀口热能浪费掉。为此,提出双马达主被动复合驱动挖掘机回转系统,主动系统采用阀口独立回路,应用泵阀复合、压力流量匹配控制策略抑制回转平台起动过程的节流和溢流损失,利用阀口独立回路多自由度控制的优点解决制动阶段转台冲击和反转问题;被动系统采用液压马达-蓄能器组合,回收利用回转平台制动动能;在空载制动过程中,通过增压缸向蓄能器补充油液。建立回转系统机电液联合仿真模型,并对所提系统的运行特性与能量特性进行分析。结果表明：满载和空载制动阶段蓄能器能量回收率分别为79%和72%,利用增压缸解决了蓄能器油液回收不足问题,较传统回转系统能耗降低54.3%。     

牙轮钻机静液压制动系统仿真分析及能量回收方案设计

牙轮钻机采用静液压制动,需要避免系统压力波动对泵产生的冲击,同时钻机的动能或者势能可以回收再利用。通过对静液压制动系统的计算与仿真分析,对闭式泵高压溢流阀参数进行调整,减小系统压力冲击;提出了制动系统能量回收方案,并对能量回收系统进行了数学建模与仿真分析,获得了蓄能器气腔压力随时间的增长关系,揭示了节流阀开度大小与制动时间的关系;对制动系统能量回收效率进行了计算。证明了牙轮钻机采用静液压制动系统的正确性以及能量回收方案的可行性,实现了将钻机动能或者势能转换为蓄能器压力能的能量回收,为大型车辆制动系统能量回收提供了参考。     

液压缸制动过程中能量回收系统的研究

针对需频繁启动与制动的高速重载液压系统存在的制动冲击和能量损耗问题,提出一种以液压蓄能器为储能元件,通过对液压变压器中变量泵的排量进行合理控制,使液压缸制动腔的压力满足制动要求的能量回收系统。详细介绍了该系统的工作原理和控制过程,对关键元件进行了选型分析,利用AMESim软件对系统进行了仿真,验证了其可行性。仿真结果表明,该系统具有良好的制动效果和较高的能量回收效率。     

破拆机器人臂系动态特性及能耗分析

随着经济和社会的发展,对破拆机器人工程作业的位置精度和能耗提出了更为严苛的需求。为了提高作业定位精度、降低系统能耗,通过反馈油缸杆位移建立基于PID的闭环控制系统提升位置精度,通过大臂驱动缸和平衡缸的双液压缸设计,建立大臂运动过程的重力势能回收系统。通过平衡缸连接蓄能器储存大臂下降过程势能并在下一个抬升工况再利用,降低负载敏感泵跟踪最大负载的输出压力,实现节能控制。通过ADAMS-AMESim软件联合,对基于PID的闭环系统动态特性和双液压缸大臂势能回收系统的动态特性和节能效果进行仿真。结果表明,闭环系统可精确控制油缸位移,误差小于1 mm,有效补偿了泄漏等造成的误差;双液压缸大臂能量回收系统针对大臂升降工况泵输出功率降低60%以上,实现了能量回收再利用。     

负载敏感液压制动系统设计及其模糊ARX-RBF故障诊断分析

为确保工程机械液压结构稳定运行,在给出负载敏感制动阀组成的基础上,设计负载敏感制动系统,并进一步采用蓄能器构建负载敏感液压缸制动控制系统。ARX-RBF模型对结构复杂的非线性系统具备较高适用性,可根据输出结果实现对控制器运行状态的快速预测,同时能够对误差参数进行校正,从而使误差更小,达到最优控制状态。结果表明:利用模糊ARX-RBF模型进行故障诊断的准确率高,该模型用于分析负载敏感液压缸制动系统故障具有明显优势。     

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。     

汽车液-气压能量回收系统研究

提出一种液-气压能量回收系统,该系统主要由液压子系统和气压子系统组成。车辆制动时带动马达旋转,负载动能转变为液压能储存在蓄能器中,进而带动空气压缩机转动。介绍系统组成及工作原理;对系统车辆动力学、液压子系统、气压子系统进行建模分析;最后,对系统的能量利用率等进行分析。结果表明：该方案在制动过程中对系统能量回收率可达84.7%,证明了所设计方案的有效性。     

一种新型液压挖掘机回转制动能量回收系统

为了减少挖掘机回转制动时的溢流损失,提出一种基于蓄能器的新型能量回收系统。详细分析了该系统的工作原理,并利用AMESim软件分别对普通回转系统和新型回转系统进行建模仿真,结果表明:新型回转系统在一定程度上能够提高系统的稳定性;蓄能器能够回收部分的制动能并在下一次回转启动时释放这些能量;在一个完整的工作循环中,该系统的能量回收率达到53.1%,再利用率达到72.5%。     

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。     

基于行走制动能量回收的装载机辅助驱动液压系统设计

分析装载机的工况与能量回收技术,针对传统装载机行走制动能量回收存在的问题,设计了一种新的轮式装载机行走制动能量回收和辅助驱动液压系统。此系统能实现能量回收和辅助驱动的双向工作,由于采用了三位四通换向阀的切换作用,蓄能器在一个工作循环工作两次,即两次充液、两次放液,从而能够回收更多的制动能量。结果表明:本系统节能性更好,并且具有故障应急功能。     

带增压器的挖掘机节能装置仿真分析

为解决现有液压挖掘机动臂下降过程中存在的能量损失问题,提出一种油液混合动力能量回收与再利用系统,该系统使用连续增压器解决能量存储与释放过程中蓄能器与动臂油缸之间的压力匹配问题。介绍连续增压器的基本原理,建立油液混合动力系统的数学模型,基于AMESim搭建系统仿真模型并对能量回收与再利用过程进行仿真。结果表明：该系统可以有效地回收原本动臂下降过程中损失的势能,并存储在蓄能器当中;在负载不变的情况下,动臂每下降3次所回收的能量可将动臂顶升1次。经计算,该系统回收的能量占可回收能量的47%左右。     

液压蓄能式车辆制动能量回收系统的AMESim仿真研究

建立车辆液压蓄能式制动能量回收装置的AMESim仿真模型,对其工作过程中的能量损耗情况和制动性能的影响因素进行仿真研究。仿真结果表明:能量回收制动过程中,由于车辆行驶阻力造成的损失占车辆总动能的16%,是能量损失的主要方面;提高能量回收效率的办法是提高蓄能器预充气压力或减小蓄能器体积;改变液压泵/马达排量对提高能量回收效率的影响不大,但可显著影响车辆的起动和制动时间。     

矿井提升机液压站二级制动蓄能器工作性能的仿真研究

为了保证矿井提升机液压站有效地执行二级制动,以蓄能器的工作性能为研究目标,详细介绍了液压站二级制动的工作原理,建立蓄能器数学模型,分析了影响蓄能器工作性能的参数,利用AMESim软件搭建液压系统仿真模型,对于恒压系统和变压系统,分析蓄能器的预充气压、节流阀的节流开度对蓄能器工作性能的影响。仿真结果表明:可以通过调节蓄能器的预充气压和节流阀的节流开度优化蓄能器的工作性能,提高液压站二级制动的可靠性。     

节能组合油缸液压升降系统研究

建筑机械如汽车起重机、液压挖掘机等都采用了液压升降系统。常规液压升降系统不能回收重物下放的重力势能,为避免超速下降,一般在下降的回油路中设置节流阀等限速元件。重力势能被转化成热能,不仅造成很大的能量损失且使油液的发热量增多。为避免这种能量浪费现象,设计了一种节能组合油缸液压升降系统。介绍了这种液压升降系统的基本结构和工作原理。该系统将特殊结构的组合油缸和蓄能器相结合,可以限制下降重物的速度,同时能回收利用重力势能,节能效果显著。确定了蓄能器的参数,推导出了起升工况数学模型,进行了起升工况仿真分析。     

并联式液压混合动力车辆制动能量回收与再利用研究

以并联式液压混合动力节能车辆为研究对象,针对其制动能量回收与再利用,分析液压再生系统工作原理以及二次元件、蓄能器和转矩耦合器的参数,并制定动态分配转矩的能量管理策略。基于AMESim仿真软件,搭建液压再生系统模型并进行仿真分析。结果表明:利用能量管理策略的再生制动与驱动过程,在不损失制动效果前提下,能有效改善车辆动力性,加大制动能量回收与再利用程度,提高燃油经济性。