基于AMESim的液压挖掘机LUDV系统仿真分析

负载独立流量分配(LUDV)因其抗流量饱和及节能广泛应用在液压挖掘机上,但因阀口开启或负载交替变换成为系统最高压力时,会产生一定的液压冲击。针对这一问题,分析LUDV控制原理,并根据LUDV系统以AMESim为平台建立模型,给定交替变化负载信号,对多路阀、补偿阀进出口压力流量特性进行仿真分析。结果表明:建立的模型是正确的;适当增加压力补偿阀弹簧刚度、适当减小补偿阀阀芯最大位移及适当扩大节流口直径可减弱液压冲击,提升系统的稳定性。     

挖掘机正流量液压系统的控制性能分析

针对目前挖掘机大量采用的正流量液压系统,介绍其体系结构和性能特点,从液压系统的功率形式推导出其功率控制方式;分析正流量挖掘机液压系统的性能优势和控制缺陷,针对其控制缺陷,指出挖掘机液压控制系统的改善方向。     

液压挖掘机功率匹配的节能优化设计

对公司30 t挖掘机发动机和主泵的工作特性进行分析,运用模糊控制系统理论建立控制过程模型,对动力系统进行节能优化功率匹配设计。在该挖掘机上进行对比验证,观察挖掘机内泵压力和外泵压力的变化,表明采用新型节能优化功率匹配系统在主泵比例电磁阀电流调节上更加快速和稳定,内泵压力和外泵压力跟随负载变化更加迅速和稳定;进行多次动臂动作测试分析,工作装置动作更加迅速,整体油耗有所降低。结果表明,新功率匹配系统达到公司要求的各项性能指标。     

电控正流量挖掘机分工况功率匹配研究

针对目前电控正流量挖掘机系统研究较少、空载时能量损失大、发动机与主泵功率不匹配以及节能控制效果不佳的问题,搭建基于AMESim和Simulink的挖掘机电液系统联合仿真平台,提出一种双变量泵的发动机-泵恒功率控制方法。通过样机仿真实验以及分工况功率匹配研究,验证搭建的电控正流量挖掘机系统的正确性以及分工况功率匹配的有效性。仿真实验结果表明：设计的仿真模型以及功率匹配策略表现良好,在仿真和实验中,不同的工况模式下均可以保证泵的恒功率特性,可以实现对发动机的功率控制,发动机功率可以得到充分利用。     

挖掘机液压系统及功率损失分析

液压挖掘机是典型的重型工程机械,其液压系统的优劣对整机性能有举足轻重的作用。本文详细阐明了常见挖掘机液压系统的组成、类型以及流量、功率特性;对引起液压系统功率损失的因素进行了较充分的分析,为液压挖掘机的节能控制提供了依据。     

电动液压挖掘机远距离转速测试方法研究

电动液压挖掘机具有节能高效的特点,其节能研究是近年来一个重要研究方向。但如何在设备移动过程中以及强电磁干扰环境对其各种参数,尤其是电机转速特性进行精确测量是一个难点问题。文中提出了一种基于塑料光纤的编码器高频脉冲信号传输方法,对其传输波形形状、相同频率下不同滤波电容对信号的影响以及不同频率下脉冲信号的延迟特性进行了深入分析,并在挖掘机改造中,通过将其应用于近20余米远、有变频器干扰的环境中,对其抗干扰能力及远距离传输质量进行了测试。数据表明:测试效果良好,该方法在电机测速时具有信号传输距离远、抗干扰能力强、脉冲稳定等优点。     

液压挖掘机功率匹配控制系统研究

为了解决液压挖掘机发动机和液压系统之间功率匹配效率差,从而造成能源浪费的问题,设计了一种液压挖掘机功率匹配控制系统。控制系统集成了发动机转速控制、分工况控制、转速感应功率控制和自动怠速控制等技术,具有实用性强、系统节能性好、控制功能模块化设计、系统维护方便等特点。经过实际装车检验证明:挖掘机空载时,发动机转速控制精度高,最大误差为17 r/min;自动怠速模式中,发动机在高转速和低转速之间切换时响应速度快,调节时间大约为2.5 s;当挖掘机作业时,液压泵输入功率与发动机输出功率实时匹配,保证发动机转速稳定运行,转速最大掉速值在200 r/min以内,平均燃油消耗降低了5.6%以上。     

电控正流量挖掘机功率控制技术研究

针对某大型液压挖掘机,进行电控正流量挖掘机技术的研究。建立挖掘机液压系统的AMESim模型以及电控系统的Simulink控制策略模型,重点针对双变量泵的功率匹配控制提出改进全功率控制策略,建立能够模拟电控正流量液压挖掘机真实情况的复杂虚拟样机,并进行联合仿真分析,得到挖掘机系统执行元件的输出特性。结果表明：执行机构在外负载下的运动变化符合实际运动规律,同时通过与分功率控制和全功率控制对比,验证了所提出的改进全功率控制策略优越性,进一步验证了所建虚拟样机的合理性。     

泵泵阀流量控制技术研究

通过试验,分析介绍了泵泵阀流量控制机理及提高控制精度的具体方法。     

起重机双阀芯泵阀协同压力流量复合控制液压系统研究

目前,起重机普遍使用的传统抗流量饱和负载敏感液压系统存在响应速度慢、速度精度差、能耗大的缺点。为克服这些缺点,建立以电子压力补偿原理为基础的起重机双阀芯泵阀协同压力流量复合控制液压系统。对起重机典型负载原理进行分析,提出一种以手柄开度信号为阈值的多模式控制策略。建立传统抗流量饱和负载敏感液压系统AMESim仿真模型,并通过试验验证了仿真模型的正确性。建立起重机双阀芯泵阀协同压力流量复合控制液压系统AMESim仿真模型。仿真结果表明:与传统抗流量饱和负载敏感系统相比,双阀芯泵阀协同压力流量复合控制液压系统在变幅油缸单动作微动模式下使用主阀和小流量伺服阀速度精度更高,速度跟踪误差分别降低26.2%和56.5%,卷扬马达单动作微动模式下使用主阀和小流量伺服阀速度跟踪误差分别降低46.1%和69.8%。     

基于流量匹配的泵控挖掘机动臂能耗特性分析

为解决泵控非对称缸两腔所需流量不相等的问题,在轴向对称柱塞泵的基础上,提出一种能够平衡非对称缸流量差的变量非对称泵控缸闭式方案。通过控制变量非对称泵的斜盘角度实现对非对称缸的运动方向与两腔流量的控制,并将其应用于负载敏感液压挖掘机动臂回路中。为分析该方案的可行性,利用AMESim软件建立系统仿真模型。通过仿真分析,对比了变量非对称泵控系统与传统负载敏感阀控系统动臂运行特性和能耗特性。结果显示,采用变量非对称泵控系统动臂运行更加平稳,能耗降低36.9%。     

小型挖掘机液压系统分析

针对小型液压挖掘机的工况特点,分析并比较小型液压挖掘机节流控制系统、负载敏感控制系统以及与负载无关的流量分配系统(LUDV)的功率损失和可控性,表明LUDV系统是小型挖掘机液压控制系统最佳选择。     

基于AMESim的挖掘机行走液压系统仿真研究

基于AMESim软件分析液压挖掘机直线行走阀结构参数的改变对系统动态响应特性的影响,得出多组仿真数据和仿真曲线,通过对仿真数据、仿真曲线和试验数据进行比较分析,找出影响直线行走液压系统特性的主要参数,并验证了模型的正确性。研究结果为直线行走阀结构参数的选取和行走液压系统性能的改进提供了参考。     

挖掘机工作装置中多路阀的研究

由于挖掘机挖掘工况的不确定性,会出现泵供油不足的情况.针对这种情况,力士乐公司开发了负载独立流量分配系统.对负载独立流量分配系统中的多路阀进行了研究,建立了多路阀数学模型,并利用仿真软件MATLAB/SIMU-LINK进行了仿真.通过仿真分析了液压油通过多路阀的流量分配特性和多路阀结构参数对流量分配的影响,为多路阀的结构参数的设计提供依据.     

基于AMESim的泵车水泵液压系统流量匹配装置设计与研究

清洗水泵是泵车上必不可少的装备,水泵实际须配的功率很低(约3 k W),而泵车发动机功率很大(287 k W),现所有泵车水泵的液压系统,均采用定量泵-定量马达系统,在发动机高速运转、定量齿轮泵系统流量很大时,水泵将泵出高压水,而发动机怠速、系统流量低时,系统基本没法正常泵水工作。针对此问题,提出了一种定量泵-定量马达系统流量匹配的设计方法,该方法能保证水泵系统在泵车发动机从怠速到全速各工况下,均能正常工作、泵出高压水,并且利用AMESim软件,建立流量匹配装置的仿真模型,对流量匹配装置工作的动态特性进行仿真分析。仿真结果表明,该系统的动态工作性能完全满足设计的要求。     

挖掘机动臂液压系统节能研究

液压挖掘机广泛应用在建筑、矿山等领域,燃油利用率低是人们不得不面对的问题。通过对挖掘机动臂参数的分析,提出了基于蓄能器和新型液压变压器的动臂重力势能回收再利用系统,并搭建实验模型,为挖掘机的动臂液压系统节能研究提供理论参考,有效提高燃油利用率,节省能量。     

非对称液压缸EHA专用流量匹配阀的设计与分析北大核心

针对泵控电动静液作动器(EHA)非对称液压缸流量不匹配问题,提出一种采用流量匹配阀解决系统流量不平衡的方案。建立EHA系统AMESim模型,分析流量匹配阀在四象限工况下和不同负载条件下对EHA系统性能的影响。仿真结果表明:在四象限工况下液压缸压力振幅总体小于0.02 MPa,系统运行稳定;在第一象限工况下,流量匹配阀的内阀芯位移振幅在0.3 mm左右波动,液压缸压力振幅小于0.01 MPa,负载变化对系统稳定性无明显影响。与采用液控单向阀方案相比,系统压力达到稳态用时缩短53.1%,最大行程时压力损失有效减少35.9%。所设计的流量匹配阀不仅解决了非对称液压缸流量不平衡的问题,而且对泵控非对称液压缸EHA的优化设计具有借鉴意义。     

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。     

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。