叉车举升系统能量回收利用研究

叉车是工程机械中重要的搬运装卸工具,在举升货物时产生大量的重力势能,一般叉车将这些势能以热能的形式流失,造成叉车液压系统温度升高,并可能降低液压元件的使用性能和寿命,同时造成大量的能量消耗。为了避免以上弊端,降低叉车举升系统能量消耗的目的,该文提出对叉车举升系统进行能量回收再利用的方法,将重力势能转化为电能存储到超级电容中再利用,从而提高能量使用效率。仿真结果表明,采用该方法叉车在稳定工作情况下货物下降的重力势能回收利用率可达49.8%,超级电容的充放电能量利用率最多可达89.1%。     

超大型液压挖掘机混合式动臂势能回收系统设计及仿真分析

由于工作装置和负载的质量巨大，超大型液压挖掘机动臂下放时大量势能经液压阀口转变成油液的热能，造成油液温度升高。对此，提出一种流量再生与蓄能器相结合的混合式动臂势能回收系统。该系统通过流量再生原理，使动臂液压缸无杆腔流量的一部分流入有杆腔，减少对液压泵的流量需求，降低系统对发动机的功率需求；同时，使用蓄能器和平衡缸相结合的方式回收工作装置的势能，并在动臂提升时实现回收能量的再利用，提高了系统的能量利用效率。建立了系统的仿真模型，对影响势能回收和能量利用效率的关键参数进行了研究分析。结果表明，混合式动臂势能回收方案具有较好的能量回收效果，节能效果显著。     

轮胎式起重机串联式混合动力系统研究

起重机提升的货物在下降时为防止自由落体通常使用能耗制动系统消耗大量的机械势能,造成能量的大量耗废。如何将大量耗废的能量进行回收再利用是起重机节能领域研究的热点问题。提出了基于势能回收再利用的轮胎式起重机的油电混合动力系统节能方案,采用简单可靠的串联式混合动力结构,选用超级电容作为储能装置,并描述了该起重机混合动力系统的工作原理。     

全液压动臂塔机变幅机构能量回收再利用研究

全液压动臂塔机动臂下放的势能以热能的形式损耗,使油液升温,对系统的工作性能造成不利影响.针对国内某型全液压动臂塔机,用蓄能器、泵/马达二次元件组合设计变幅机构能量回收再利用系统,以压力能方式对动臂下放的势能进行回收再利用.借助AMESim软件对该系统进行机液一体化建模仿真分析,并将蓄能器设定压力梯级配置.结果 表明,该...     

融合流量再生的飞轮储能挖掘机能量回收系统

针对挖掘机动臂下放过程中的势能浪费问题,提出了一种基于飞轮储能的机械式动臂势能回收系统;为了尽量减小液压泵马达的型号,该系统融合了流量再生原理;结合某4 t试验用挖掘机,对系统的关键元件进行了计算和选型;使用AMESim软件进行了仿真分析,研究了液压泵马达排量对系统能量回收和再利用的影响。结果表明,该系统在实现了流量再生功能的同时,最高可实现约61%的动臂势能的回收与再利用,显著提高了液压系统的能量利用效率。     

基于恒压网的叉车负载势能回收研究

为回收叉车负载下降的势能，提出了一种基于液压恒压网络的带二次转换元件---液压变压器的负载势能回收方案，并在仿真软件AMESim中建立了仿真模型；以5 t叉车载荷为例，通过设定参数分析得出了此方案能量回收的效果。     

挖掘机动臂势能回收系统的分析与研究

针对液压挖掘机工作装置在下放过程中存在大量重力势能转化为热能的问题,提出了一种以蓄电池为储能元件的能量回收系统,利用已有的动臂势能回收实验台进行研究,分析了能量回收系统的构成和运行机理,建立了回收系统的Simulation X仿真模型并进行仿真计算,同时进行了典型挖掘循环工况的能量回收试验。对照仿真与试验结果可知,该势能回收系统方案可行,能够起到很好的节能效果。     

旋挖钻机主卷扬势能回收节能技术研究

主卷扬系统是旋挖钻机动作最频繁的工作机构之一,其下放时存在大量的势能损耗。为此,提出了一种主卷扬下放势能回收与实时利用节能系统,基于AMESim仿真平台建立了旋挖钻机主卷扬下放势能回收与实时利用节能系统的整体仿真模型,并在某型旋挖钻机上搭建势能回收与实时利用节能系统实验平台,利用砝码代替钻杆钻具进行了模拟工况实验测试。研究结果表明:主卷扬下放势能回收与实时利用节能系统运行稳定,操作性能良好,实验结果与仿真结果吻合较好,节能效果显著,主卷扬30m的下放距离内具有80.7%的平均节能效率,85m的全行程下放时具有57.3%的平均节能效率。     

再生式叉车液压系统分析

该文利用液压传动理论和技术，改进传统的电瓶叉车传动系统，使叉车的提升和行走系统的调速获得优化，实现叉车的能量回收和电动机液压泵的降噪。     

电动重型叉车工况自识别势能回收控制系统

针对电动重型叉车在轻载和重载举升时具有速度范围宽且蕴含丰富重力势能的特点,同时为避免单一大排量液压马达发电机在重载低速时对重力势能的回收效率较低的问题,提出一种基于双液压马达发电机的势能回收系统。所提出的势能回收系统包含2套液压马达发电机,依据操作手柄信号进行单/双液压马达发电机回收模式切换。讨论了举升油缸在带载下降时的工作模式决策规则和控制策略,并搭建了AMESim势能回收系统模型,对比分析了传统节流、单液压马达发电机、双液压马达发电机系统的举升油缸速度和无杆腔压力曲线,并通过样机试验验证了势能回收系统的节能性。试验结果表明,所提出的势能回收系统在大负载工况下具有较高的回收效率,可达74%;在不同货叉下降速度下,均可保持60%以上的回收效率。     

叉车工作势能回收利用研究

叉车举升装置工作时产生可观的重力势能,普通叉车通常忽略了这部分能量,致其白白损耗掉,能量利用效率低下,同时也使液压系统发热,缩短了液压元件的使用寿命。通过对液压蓄能器的合理使用,构造出一种将重力势能转化为液压能存储和再利用的节能模型,并在多学科领域系统仿真软件SimulationX上建立了该模型进行仿真。     

液电混合驱动液压挖掘机动臂特性及能效研究

液压挖掘机作业时,动臂频繁升降,举升过程中工作装置集聚的大容量重力势能,在下降时经控制阀转换为热能耗散掉,不仅造成非常大的能量损失,也使油液温度快速升高,需附加额外的冷却装置进行散热,油温的升高也常常引发液压系统故障。为此,提出电动缸为主、液压缸-蓄能器组合为辅的液电混合动臂驱动解决方案。动臂下降时,工作装置的重力势能转化为液压能存储在蓄能器中;动臂举升时,存储在蓄能器的液压能驱动液压缸辅助电动缸驱动动臂,电动缸仅需驱动惯性载荷和物料重力。在研究中,建立了液电混合驱动动臂的试验样机,对其运行特性和能效特性进行了试验测试。结果表明,较无重力势能回收的进出口独立控制系统,相同工况下,液电混合驱动方式降低能耗达72.7%,显著提升了挖掘机动臂举升系统的能量效率。     

液压提升装置重力势能回收系统的研究

针对液压提升装置下行过程中负载重力势能转化为热能耗散的问题,提出了一种新型的全液压势能回收系统。介绍了新型势能回收系统的结构和工作原理,并对势能回收系统中液压蓄能器、液压泵/马达及其变量机构的参数进行匹配。应用AMESim建立仿真模型,对系统的操控性能和势能回收效果进行仿真研究。结果表明,新型势能回收系统能够实现液压提升装置重力势能的回收,势能的回收效率随着负载的增大而提高,并逐渐趋于稳定。系统操控性能良好,能够控制液压提升装置以不同速度稳定下行,不受负载大小的影响。     

电动叉车势能回收系统控制策略研究

提出了一种基于双能量源、变转速容积调速的电动叉车势能回收系统方案,建立了势能回收系统和势能回收效率的数学模型,设计了电机转速模糊PI控制系统,给出了势能回收系统的控制策略。利用AMESim和MATLAB软件进行了势能回收系统仿真分析,最后通过实车实验研究来检验仿真模型的有效性和仿真结果的正确性。研究结果表明,模糊PI控制系统的控制效果优于传统PI控制器的 控制效果,该控制策略能实现势能的高效率回收,达到控制目的。     

高位堆垛叉车柔性举升运动规划研究

为了提高堆垛效率、减小系统冲击,对高位堆垛叉车举升运动进行了运动规划研究。对叉车纵向稳定性进行了动力学分析,给出了最大举升加速度和高位堆垛叉车举升运动三角函数加减速算法,并对举升运动可能存在的三种运动情况进行了分析。结合叉车具体参数,对高位堆垛叉车举升运动进行了仿真研究,仿真结果表明:提出的三角函数加减速算法在保证堆垛效率的前提下,可有效减小系统冲击,实现柔性举升。     

电动叉车势能回收系统研究

提出一种基于发电机及超级电容器的电动叉车势能回收系统方案,给出了该系统的控制策略并进行了参数匹配设计。利用AMESim和MATLAB进行了势能回收效率仿真分析,最后通过实车试验检验了仿真模型的有效性和仿真结果的正确性。仿真和试验结果表明,所设计的电动叉车势能回收系统参数匹配合理,能量回收效果明显。     

液气复合驱动液压挖掘机动臂运行特性及能效

液压挖掘机作业中,大质量动臂举升储存的势能经液压阀口节流转化为热能耗散,不仅浪费能源,还使液压油温度升高,需附加冷却系统降温,增加了机器的成本和复杂性。为解决上述问题,在原有负载敏感驱动回路的基础上,提出基于三腔液压缸的工作装置自重液气平衡势能回收利用方法,三腔液压缸中一个油腔与液压蓄能器直接连通,存储利用工作装置的势能。研究中,首先根据前期的仿真结果,建立了基于三腔液压缸的液压挖掘机测试样机,通过试验,分析对比了分别采用两腔液压缸和三腔液压缸驱动动臂的运行特性与能效特性,测试结果表明,增加液气储能容腔后,提高了系统运行的平稳性,动臂运行过程中的能耗降低48.5%,峰值功率降低64.7%,节能效果显著。新的方法也同样适用于各类液压缸驱动的重载举升装置。     

气缸驱动摆臂式高承载抬起机构

滚道输送线是工业生产中广泛应用的一种装配输送设备,抬起机构是滚道输送线上抬起装配托盘并使之与滚道分离的主要装置。本文提出了一种气缸驱动摆臂摆动实现装配托盘升降的高承载抬起机构,通过对该抬起机构的机械结构和工作原理进行介绍,阐述了该机构的高承载性能和侧置驱动优化空间布局的结构特点;同时,对该抬起机构的承载载荷、运行速度和抬起行程进行了理论分析,给出了一套设计参数。该抬起机构解决了滚道输送线不适应高承载的难题。     

闭式泵控液压机运行与能效特性

液压机的特点是滑块质量大,工进负载力大,其滑块空程下放造成了重力势能、动能等能量的浪费。为了回收利用这部分能量并且降低电机转矩,基于“伺服电机+定量泵”的闭式泵控方案,提出了带超级电容储能系统的双排量泵/马达闭式驱动液压机方案,并制定能量管理策略对能量进行回收与再利用。搭建了液压机试验台,试验结果表明,储能系统的能量回收效率为79.3%;进一步开展仿真研究,基于SimulationX多学科仿真软件,构建了液压机的多学科仿真模型,仿真结果表明,双排量泵能大幅度降低电机转矩,储能系统能够减少液压机整机6.9%的能耗。