叉车负载势能回收的研究

为了回收叉车负载下降的势能,构建出其新的液压系统.首先阐述了新液压系统的理论基础并分析了其工作过程,与现行液压系统进行比较后得出,新系统因采用了二次调节元件-液压变压器而减少了节流损失.随后建立新系统中2个主要元件液压变压器与液压蓄能器的数学模型,并仿真得出蓄能器的参数有效容积AV、充放效率η与液压变压器配流盘控制角θ间的特性关系.接着对比了新液压系统与现行液压系统回收势能方式的不同,并在叉车空载、半载、满载的工况下仿真得出了蓄能器回收负载势能的多少,结果表明新系统进一步提高了负载势能的回收能力,回收效果随着压力比λ的增加更加明显.     

电液比例控制叶片泵的工作原理及其变量特性分析

变量液压泵采用电液比例控制,对液压系统的参数不仅可以进行连续调节和遥控,而且成了电控和电子计算机技术与液压技术之间的重要接口。同时,由于泵输出的油压和流量有可能与负载严格匹配,因此系统效率较高,并可以节能。此外,电液比例控制及廉价于电液伺服控制。如果操纵电液比例控制机构的液压源取自泵本身,而且又将控制机构和泵的本体部分制成一个紧凑的整体,则这种泵就成为一种新型的变量液压泵,也是一种新型的功率放大液压元件。 本文仅对变量叶片泵的电液比例控制方式,做些探讨,并对我们研制的一台电液比例控制叶片泵的变量特性做些分析。     

基于液压变压器的TBM刀盘混合驱动系统

针对全断面硬岩隧道掘进机(TBM)电机驱动系统脱困扭矩不足、欠负载工作效率低等问题,提出基于液压变压器(HF)的二次调节系统协同变频电机的刀盘混合驱动方案.通过分析液压变压器的工作原理并建立数学模型,基于直径为2.5m TBM实验台的性能要求,在AMEsim软件平台上搭建液压变压器超级元件模型并进行二次调节系统的性能验证.采用插值查表法反算控制角度实时控制变压器在蓄能器充放时的输入输出压力稳定,引入变比例系数PID闭环控制提高压力控制精度.仿真结果表明:通过调节液压变压器的变压比能实现二次调节泵/马达对蓄能器的精确低压充能和高压释放,压力控制误差在2%以内,典型工况下刀盘驱动系统效率可提高4.99%.     

基于液压变压器的TBM刀盘混合驱动系统

针对全断面硬岩隧道掘进机(TBM)电机驱动系统脱困扭矩不足、欠负载工作效率低等问题,提出基于液压变压器(HT)的二次调节系统协同变频电机的刀盘混合驱动方案.通过分析液压变压器的工作原理并建立数学模型,基于直径为2.5m TBM实验台的性能要求,在AMEsim软件平台上搭建液压变压器超级元件模型并进行二次调节系统的性能验证.采用插值查表法反算控制角度实时控制变压器在蓄能器充放时的输入输出压力稳定,引入变比例系数PID闭环控制提高压力控制精度.仿真结果表明:通过调节液压变压器的变压比能实现二次调节泵/马达对蓄能器的精确低压充能和高压释放,压力控制误差小于2%,典型工况下刀盘驱动系统效率可提高4.99%.     

变频驱动的闭式回路节能型液压升降系统

为进一步降低液压升降系统的装机功率和能耗,提出了一种新式的节能型液压升降系统,其原理是将变转速容积调速、活塞拉缸和蓄能器作液压配重技术结合在一起,构成变频驱动的闭式回路液压系统.研究了该原理在液压电梯中的典型应用,给出了系统装机功率的计算公式,得到了系统装机功率、蓄能器容积与蓄能器工作压力比（最低工作压力与最高工作压力之比）的关系.试验研究了在不同负载工况下电梯轿厢的速度运行性能,并对比分析了该系统与阀控等系统的节能性能.结果表明,采用此新型节能方案不仅能够大幅降低液压电梯系统的装机功率和能耗,使系统平均总效率提高至70％,而且具有良好的速度运行性能.     

盾构管片拼装机电液系统高速-低冲击控制方法

为了解决当前管片拼装机回转系统转速低且存在较大启动冲击的问题,提出采用蓄能器回路变速积分控制的高速管片拼装电液控制系统.通过根据误差信号幅值实时调整积分系数,使系统在获得较高运动精度的同时,有效地抑制了系统冲击;通过在液压马达两端增加蓄能器,吸收液压冲击,减小启动阶段的冲击振荡.利用AMESim软件建立管片拼装机回转系统仿真模型,通过对比仿真数据与实验数据验证了该模型的有效性,利用修正后的仿真模型对管片拼装机回转系统进行仿真分析.结果表明,采用提出的高速-低冲击控制方法,可以将管片拼装机回转系统的转速由当前的1.5r/min提高到6r/min,能够有效地降低启动阶段的系统冲击,避免出现系统冲击力矩随转速升高而变大的现象.     

液压挖掘机动臂闭式油路节能系统

通过对液压挖掘机典型工况特性分析,提出了一种液压挖掘机动臂闭式油路节能系统,阐述了配置蓄能器动臂闭式油路系统的节能原理。在其工作原理基础上建立了液压元件及电气元件的数学模型。在典型挖掘循环中,分析了系统中蓄能器、电动机和负载3个主要功率部件的运行状况。理论分析和仿真结果表明:液压挖掘机动臂闭式油路节能系统运行状况良好,与普通阀控液压挖掘机动臂驱动方式相比,该系统节能率约为33.1%,为液压挖掘机整机节能提供了参考。     

液压变压器四象限工作特性研究

对液压变压器工作于四象限的特性进行了研究,建立了液压变压器四象限工作的动力学模型.对液压变压器四象限工况下,液压蓄能器流量特性、液压恒压网络系统压力特性以及液压变压器控制角特性进行了仿真研究,结果表明:随着负载的变化,液压恒压网络系统压力波动范围不超过3%,基本保持为准液压恒压网络系统,而液压蓄能器的流量以及液压变压器的控制角则呈非线性增加或减小.     

包含蓄能器的电液比例控制模型

针对蓄能器的被动介入和储放能给电液控制带来的许多未知问题,本文基于一台起重机,研究了变幅机构的阀控缸内部原理;分别对先导阀、主阀、蓄能器和油缸进行模块化建模,建立了有蓄能器与无蓄能器的对比模型。采用仿真和实验相结合的方法研究了蓄能器的被动介入给电液比例控制带来的影响,结果表明:蓄能器的被动介入造成油缸伸出时的速度波动,但对油缸缩回运动无影响;在油缸伸出时根据系统的压力,减少的阀供油量等于蓄能器释放的油量,可有效解决速度波动问题。最后通过实验验证了补偿方案的可行性。     

出口节流调速系统负载变化对液压缸压力的影响

在出口节流调速系统中,负载的变化特别是阶跃变化,液压缸两腔压力会发生动态变化,使活塞(杆)的速度产生波动,以及系统中液压元件主参数选择不当,出现液压元件损坏,影响液压系统的正常工作.通过试验,使负载发生阶跃变化,利用压力传感器测量液压缸两腔压力变化,特别是压力超调量的变化,得到了压力超调量的变化规律,并利用压力变化的动态特性,对系统中选取液压元件额定压力的计算公式进行了修正,为液压元件的选择提供一种思路.     

Dynamic characteristics of hydraulic power steering system with accumulator in load-haul-dump vehicle

Using hydraulic power steering system of model EIMCO 922 load-haul-dump vehicle as a simulation example, the dynamic characteristics of hydraulic power steering system in load-haul-dump vehicle were simulated and discussed with SIMULINK software and hydraulic control theory. The results show that the dynamic characteristics of hydraulic power steering system are improved obviously by using bladder accumulator, the hydraulic power steering system of model EIMCO 922 load-haul-dump vehicle generates vibration at the initial stage under the normal steering condition of pulse input, and its static response time is 0.25 s shorter than that without bladder accumulator. Under the normal steering working condition, the capacity of steering accumulator for absorbing pulse is directly proportional to the cross section area of connecting pipeline, and inversely proportional to the length of connecting pipeline. At the same time, the precharge pressure of nitrogen in steering accumulator should he 60%-80% of the rated minimum working pressure of hydraulic power steering system. Under the abnormal steering working condition, the steering cylinder piston may obtain higher motion velocity, and the dynamic response velocity of hydraulic power steering system can he increased by reducing the pressure drop of hydraulic pipelines between the accumulator and steering cylinder and by increasing the rated pressure of hydraulic power steering system, hut the dynamic characteristics of hydraulic power steering system in load-haul-dump vehicle have nothing to do with the precharge pressure of nitrogen in steering accumulator.     

液压混合动力车辆中蓄能器储能状态对工况影响的仿真分析

为研究蓄能器储能状态对车辆工况的影响, 搭建整车AMESim模型, 以蓄能器储能状态为基础, 定义压力能量状态, 制定了能量分配规则, 并按照蓄能器的数学模型建立其控制模型, 利用AMESim与Simulink的联合仿真, 分析蓄能器储能状态对发动机工况及再生制动的影响。仿真结果表明:蓄能器的储能压力值设定对发动机的启停影响较大, 压力能量状态下限设为0.2较为合理; 在发动机反复起停与轻度制动的工况下, 蓄能器压力能量状态的上下限范围大, 能更有效地利用回收能量。       

基于二次调节技术的小型装载机全液压驱动系统

介绍了全液压驱动系统的工作原理,构建了小型装载机行走和工作的全液压驱动系统,其特色在于一种新的二次调节元件液压变压器以及液压蓄能器的应用。建立了液压变压器压力比的数学模型和液压蓄能器的教学模型,并通过仿真分析了液压蓄能器特性参数与液压变压器配流盘控制角之间的关系。分析得出了所提出的全液压系统相对传统行走驱动系统的优势。     

用闭式油路的变频液压电梯能耗特性分析

为解决液压电梯装机功率和能耗大的问题，提出一种采用闭式油路的变频（VVVF）控制液压电梯系统.阐述了基于VVVF控制、蓄能器做液压配重和活塞拉缸技术的节能原理，分析了系统中蓄能器、主电动机和负载这3个主要功率部件的运行状况.在电梯轿厢处于不同负载重量的工况下，对系统中3个主要部件的功率特性进行了试验研究，并在此基础上计算得到系统的能耗和总效率.试验和分析结果表明，在电梯轿厢处于速度1.0 m/s、负载重量最大为1 000 kg的工况下，该系统相对于典型的液压电梯系统，节能效果显著，装机功率仅为10.25 kW，总效率提高到70％.     

配置蓄能器的电动叉车液压起升系统能耗试验研究

为了降低电动叉车的能耗,提出了一种将变频容积调速和蓄能器节能技术相结合的新型电动叉车液压起升系统。在不同负载工况下, 对配置蓄能器的电动叉车液压起升系统与普通变频调速电动叉车液压起升系统的能耗进行了试验研究。试验结果表明,相比普通变频调速电动叉车液压起升系统,配置蓄能器的电动叉车液压起升系统的能量利用效率更高,节能效果明显,节能率最高可达20.35％,具有很好的工程应用价值。     

液压凿岩机冲击压力及冲击性能仿真研究

提出了基于液压油液受压缩建立液压凿岩机工作压力的理论,在此基础上建立数学模型,并以Atlascop1238LE液压凿岩机为研究对象,耦合了蓄能器,建立Amesim仿真平台,对其进行仿真和分析,验证了上述理论的合理性,同时揭示了冲击性能、工作压力与输入流量、活塞质量、活塞油压作用面积、蓄能器充气压力之间的关系,对液压凿岩机的设计具有指导意义。     

履带起重机回转机构闭式液压系统研究

分析了履带起重机回转闭式液压系统的组成及其工作原理,深入研究了其中电液比例泵的控制结构、工作原理及其特点。对回转闭式液压系统的主要元件进行了数学建模,在此基础上利用AMESim仿真软件建立系统仿真模型,通过试验验证了所建模型的合理性,对其进行仿真研究,得到了不同补油压力、控制斜坡和转动惯量对系统性能的影响,对起重机回转闭式液压系统的设计、调试及性能优化具有指导意义。     

冶金液压系统蓄能器设计与仿真分析

为了让液压系统蓄能器高效节能地工作,以蓄能器总容积为研究对象,详细介绍了大型冶金液压系统蓄能器站的设计过程,总结和比较了不同工况下蓄能器总容积的计算方法,并对所选蓄能器动态特性参数进行仿真研究,绘制出蓄能器在两种不同温度下的压力、温度、容积及工作循环图。从设计和仿真结果可知,蓄能器总容积按照理想气体绝热过程考虑结果偏小;按照不可逆多变过程计算并进行温度校正所得结果是最符合气体的实际工作过程。仿真结果验证了设计方法和数据的准确性。