基于速度波动控制的混凝土泵节能控制研究

工程机械动力系统的节能控制是围绕负载、动力和油耗三者之间的功率管理控制。通过综合考虑整机动力匹配、发动机节能、负载适应等因素,引入速度波动因子动态评估发动机的负载刚度,并实时动态调节系统匹配,开发了新型混凝土泵工况自适应节能控制系统并进行了试验研究和效果验证。结果表明：自适应节能控制系统有效解决了负载适应性差的问题,与现有节能系统相比,实现再节油11.1%。     

液压混合动力车辆传动方案与关键元件匹配

为了进一步提高液压混合动力车辆的性能,以功率分流式液压混合动力车辆为研究对象,针对某车型,对比了分速汇矩、分矩汇速液压混合动力系统传动方案的速比特性、功率特性,提出了一种适合于混合动力车辆的分速汇矩液压混合动力传动方案。对传动系统的液压泵/马达、蓄能器等关键元件进行了参数匹配;建立了车辆动力学模型,分析了再生制动、蓄能器单独驱动等工况下液压泵/马达排量、蓄能器压力、容积等参数对车辆性能的影响,确定了液压泵/马达和蓄能器的主要参数,为液压混合动力汽车系统方案设计以及合理参数匹配提供了理论依据。     

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。     

混凝土搅拌运输车液压系统节能技术与应用研究

基于混凝土搅拌车发动机怠速工况时存在的负载与发动机功率不匹配的问题,研制一种开式系统与闭式系统相结合的节能驱动装置,实现系统功率与负载功率相匹配。经过实际测试,可降低混凝土搅拌车油耗30%,节能效果明显。闭式与开式两套液压驱动装置结合使用也确保了混凝土搅拌车不发生"铸罐"的难题。     

航空发动机通用飞行台液压负载系统设计与应用

随着航空发动机试验技术的发展,航空发动机通用飞行台作为未来发动机试验技术的关键环节将越来越重要。为解决绝大多数航空发动机飞行测试项目中的液压功率加载技术问题,设计航空发动机通用液压负载系统,并详细介绍通用系统的基本设计原则、换热设计、管路压损设计以及整体施工技术。最后,进行现场地面调试试验和空中试飞验证。结果显示：设备集成度高、对流换热性能好、维护性高,可以达到对某型号航空发动机液压泵机械效率的提取要求。     

基于负载敏感控制的某液压起升装置建模与仿真

某大型机电设备液压起升装置起升时的速度控制、换级冲击、超越负载对起升的影响以及功率损耗大是起升装置使用过程中需要解决的问题。为了提高起升装置的整体性能,设计基于负载敏感控制的液压驱动方案。利用AMESim仿真软件建立了液压起升装置的负载敏感控制系统模型,并进行仿真。结果表明:基于负载敏感控制的液压起升装置起升速度控制方便,换向冲击小,在起升最后阶段能有效抑制超越负载对起升装置稳定性的影响,整个系统具有功率匹配、响应快、节能效果明显等优点。     

基于蓄能器的挖掘机节能驱动系统的参数匹配

为了提高液压挖掘机驱动系统的效率,提出一种基于能量回收和液压混合动力的液压挖掘机节能驱动系统的参数匹配方法。分析节能驱动系统的结构、工作原理及负载特性。以保证液压挖掘机作业效率、整机稳定性、延长蓄能器使用寿命和满足负载平衡能力为约束条件,对节能驱动系统中液压蓄能器、泵/马达、发动机等主要元件进行参数匹配。在所建立的液压混合力挖掘机模型上对匹配结果进行分析,结果表明:进行参数匹配后,发动机的工作点波动较小且蓄能器的压力波动满足工况要求,同时上车机构能量回收系统的使用使得整机节能效果进一步提高10%。     

工程机械液压系统性能试验台中的液压泵动态性能试验研究

以工程机械液压系统性能试验台的转向系统为物理模型,通过试验研究液压泵的动态性能。根据试验结果,得出油箱位置、变频电机转速、加载电压等系统工况对液压泵动态性能的影响,同时得出液压泵压力、流量的动态变化对液压系统的影响。     

基于AMESim的闭式液压系统动态特性与热力学分析

为研究某闭式液压转向系统的动态特性并进行热力学分析,建立该液压转向系统的仿真模型及热液压模型。结合设计要求及现场试验,研究液压泵流量、溢流阀压力以及系统负载对转向特性的影响,并对转向液压缸两腔压力进行对比分析。结果表明:较低的流量输出可减小液压冲击,过高的负载会产生较大的液压冲击,加入蓄能器能大幅改善液压缸工作压力的稳定性。通过建立的热液压模型,对系统的温升过程进行了仿真分析,结果表明:溢流阀设定压力对液压缸温升影响较大,应根据负载实际情况设定合适的溢流压力;负载的增加导致液压油温度升高,进而造成溢流损失、液压缸内泄漏增加以及管路摩擦力上升,在实际中应避免系统工作在极端负载状况。通过现场试验,完成了系统参数的重新匹配,改善了液压系统动态特性,同时使得油温大幅下降。研究结果为闭式液压系统动态特性及热力学设计提供了参考。     

山地收割机液压驱动系统仿真分析

为解决收割机在山区行走作业时适应性问题，设计出一套基于负载敏感原理的山地收割机液压驱动系统，在分析液压驱动系统工作原理的基础上，基于AMESim搭建驱动系统的仿真模型。仿真分析了该驱动系统在变负载启动、匀速、制动以及转向和爬坡工况下的动态特性。仿真结果表明:山地收割机驱动回路能够按照工况要求实现指定动作，抗干扰能力强，操控性强;且在该系统中液压马达的转速大小取决于多路阀开口的大小，与外界负载无关，更利于实现速度及速度同步控制。研究结果表明:所设计的基于负载敏感原理的山地收割机液压驱动系统能实现工作需求。     

基于遗传算法的装载机发动机与液力变矩器匹配优化分析

发动机与液力变矩器匹配的好坏直接影响车辆的使用性能。针对装载机的发动机和液力变矩器的匹配,分析其输入特性和输出特性,并对其工作参数进行数值分析。在此基础上,以液力变矩器的有效循环圆直径作为优化设计的设计变量,运用遗传算法对发动机和液力变矩器的匹配进行优化设计。优化结果表明:优化后液力变矩器有效圆的直径从0.395上升到0.428,在全功率和部分功率匹配时涡轮有效功率分别提高了23%和6.5%,启动工况时最大扭矩提高了23%。由此可见通过优化设计能提升了装载机的动力性,对于装载机的设计、制造和使用都有重要的意义。     

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。     

WJ 7FB矿用多功能铲运机全液压转向系统设计

介绍了全液压转向系统的构成,阐述了液压转向系统油路状态,对比分析了定量泵、恒压泵和负载敏感变量泵全液压转向系统的特点,完成了WJ-7FB多功能铲运机恒压闭芯无反应转向系统的设计。     

基于负载敏感原理的特种车液压动力系统设计

为了解决变量泵负载敏感系统稳定性偏低问题,解决姿态调整机构效率低、精度低、可操作性差等问题,设计基于负载敏感原理的特种车液压动力系统。介绍系统工作原理,并对液压系统主要元件进行设计计算与选型。选择比例变量泵做动力源,提高了液压动力系统的传动效率、稳定性、调节精度、可操作性等综合性能。     

转速感应控制与负载独立流量分配的设计与应用

当运梁车行走液压系统采用转速感应阀控制时,发动机低转速会使负载敏感系统流量不饱和,从而直接导致执行机构速度受负载大小影响。针对此问题,提出使用独立流量分配系统的方法。利用AMESim软件对系统进行建模仿真,通过对比测试与仿真曲线,验证了仿真模型的准确性和系统原理的正确性。仿真结果表明:该系统能够实现发动机在不同转速下、开式液压系统的稳态响应,实现发动机和负载之间的功率匹配,对降低能源消耗具有积极意义。     

三腔液压缸驱动装载机动臂运行特性仿真研究

装载机外负载变化频繁且波动范围大,动臂举升时液压系统峰值功率大,动臂下降时举升装置重力势能经液压阀口以节流损失的形式转化为热能,导致液压油温度升高、系统能量效率低。提出基于三腔液压缸的装载机动臂自重液气平衡势能回收系统,在SimulationX仿真软件中建立了装载机机液联合仿真模型,通过试验结果验证了该模型的准确性。在此模型的基础上,采用已建立的三腔液压缸仿真模型代替原机动臂两腔液压缸,针对空载工况中动臂的举升下降过程进行了仿真研究,对比两腔液压缸与三腔液压缸的运行与能耗特性。研究结果表明:在蓄能器初始压力为6 MPa时,该系统具有与原机相同的运行特性,液压泵峰值功率降低57. 1%,能量消耗降低约39. 5%。     

基于模糊PI的电比例排量泵控制研究

针对正流量液压系统的挖掘机,使用电比例排量泵替代液控恒功率泵可以实现泵与发动机更加完美的功率匹配。但电比例排量泵的排量调节控制对算法的准确性、稳定性以及比例电磁阀的快速响应性能提出了很高要求。为满足以上条件,电比例排量泵的控制策略采用了基于BP神经网络的恒功率MAP图计算方法以及模糊逻辑整定PI参数的方法,使得电比例排量泵可以根据发动机转速和液压系统工作压力大小准确计算出变量泵排量并调度PI参数,消除液压系统时变特性与非线性对控制性能的不利影响。根据测试结果,采用模糊PI控制的挖掘机液压系统在控制准确性、稳定性方面都得到了提升。     

泵控液压系统中马达转速稳定控制及仿真分析

泵控液压马达系统中,由于外负载突变会导致发动机转速变化,进而引起变量泵转速改变,最终造成液压马达转速波动量过大及调整时间过长。针对变量泵-定量马达闭式液压系统,构建数学模型,得到传递函数框图,分析负载变化导致马达转速波动的原因。提出一种前馈补偿控制方法,通过实时改变变量泵的斜盘摆角来补偿变量泵转速扰动而引起的流量变化。推导补偿函数,并分别对阶跃100%负载、阶跃20%负载工况及斜坡100%负载、斜坡20%负载工况进行仿真。结果表明：增加前馈补偿控制后,马达转速波动量最大减少了3.87%,调整时间最多缩短了1.77 s。     

基于驱动单元能量匹配方法的液压系统动态性能分析

基于变频异步电机和变量柱塞泵能量转换效率模型,提出一种驱动单元能量匹配的节能方法,以驱动单元的输出效率最优为目标,通过联合控制驱动单元中电机的转速和柱塞泵的排量,达到匹配负载能量需求的目的。为进一步研究能量匹配方法的动态响应性能,结合功率键合图对采用能量匹配方法的液压系统驱动单元进行建模,对其输出压力响应进行仿真实验并与常规驱动方式的输出响应对比,结果表明该方法具有良好的响应特性。