基于AMESim的四配流窗口轴向柱塞马达仿真研究

参考回转机构双控马达回路原理，搭建了四配流窗口轴向柱塞马达。结合现有的两口马达结构和仿真模型，利用AMESim构建了四口柱塞马达的物理仿真模型，并搭建了简单的油液回路，包括蓄能器等构成的能量回收部分，模拟挖掘机回转机构。对模型参数进行合理的设置，分析了柱塞马达仿真模型的各项特性及负载特性。仿真结果表明，四配流窗口轴向柱塞马达运行正常，对回转能量回收有一定效果，对节能方案的创新有一定的参考。     

恒压蓄能器调控下制动能回收方法与样机试制

传统工程机械采用的皮囊式蓄能器储能密度低，当配合回转机构进行驱动和能量回收时，蓄能器内外压差较小时能量充放效果差，为此提出一种基于恒压蓄能器调控下制动能回收方案。介绍了恒压蓄能器原理，对比恒压蓄能器与皮囊蓄能器储能密度。回转机构制动能回收方案采用马达结合恒压蓄能器进行能量回收，通过SimulationX软件搭建仿真模型，分析回收方案回收效率。因恒压蓄能器加工工艺难度较大，尤其对气密性和气囊要求较高，提出恒压蓄能器工艺方案，并进行了样机试制。对变截面活塞进行设计，并采用铝合金材料进行加工，通过有限元方法对变截面活塞进行强度分析。结果表明：充放油过程油液压力保持恒定时，恒压蓄能器回收并释放的能量占惯性动能的42%;有限元分析表明铝合金变截面活塞满足活塞蓄能器强度要求。仿真和恒压蓄能器的试制为下一步制动能回收试验提供基础。     

液压挖掘机回转制动能的间接回收系统

为了回收挖掘机回转机构制动时损失的可回收能量,提出了一种制动能的间接回收系统,回收的能量储存在蓄能器中,用于下次的回转启动。详细地介绍了该系统的能量回收与释放过程。通过AMESim软件对该系统进行建模仿真分析表明:提出制动能间接回收系统能够实现回转制动能的回收再利用,在进行参数匹配优化后,该系统与普通挖掘机回转系统相比,其能量回收率达到60.4%,回收能量再利用率高达74.3%,实现了节能的目的。     

飞轮式液压蓄能器的储能特性研究

针对常规液压蓄能器储能密度低,影响工程机械能量回收效率的问题,研究飞轮式液压蓄能器在工程机械液压系统中的应用,目的是提高系统能量回收效率,改善常规液压蓄能器的低储能密度。提出一种基于飞轮式液压蓄能器和四配流窗口轴向柱塞马达的挖掘机动臂泵控系统,利用AMESim软件建立系统仿真模型,通过仿真参数匹配,与挖掘机动臂阀控系统对比分析能耗特性。结果显示,动臂下降过程中飞轮式液压蓄能器能量回收效率为81.7%,储能密度为4.64 W·h/kg,比普通液压蓄能器的储能密度1.7 W·h/kg提高了约2.73倍。     

全液压塔机回转系统能量再生与应用研究

全液压塔机通常带载回转,转动惯性大。回转制动时,转台惯性动能会导致系统油路压力冲击,最终以热能形式散失造成能量浪费并使油温升高,致使系统性能下降。利用蓄能器和泵/马达二次元件给出一种塔机回转制动能量回收及再利用系统,回转制动的惯性能量回收后用于塔机散热系统的辅助动力,以避免回收能量对系统主回路运行产生影响。仿真结果表明,与原回转液压系统相比,该系统回转制动过程更加平稳,能够保证制动精度,回收的制动惯性能量用于塔机散热系统辅助可节能17.48%。     

四配流窗口轴向柱塞马达机液耦合仿真分析

针对工程机械回转机构能耗大的问题,分析了四配流窗口轴向柱塞液压马达实现回转执行机构能量回收方法的原理。物理样机实验对泄漏和内部接触应力研究存在一定困难,且样机试制成本高、周期较长。鉴于以上情况,提出一种机液耦合仿真分析实验方法。通过AMESim和RecurDyn共同联合搭建仿真平台,得到四配流窗口轴向柱塞马达对应于不同工况下柱塞副、滑靴副间的的瞬态应力应变。仿真结果表明,四配流窗口轴向柱塞马达结构设计合理,并验证了联合仿真方法的可行性,为后续结构改进优化提供参考依据。     

二次调节流量耦联静液垂直负载系统中液压蓄能器的选择计算

二次调节静液传动系统是一种新型的节能液压系统，它能够回收惯性负载的制动动能和垂直负载的重力势能，有着广阔的应用前景。该文介绍具有垂直负载的二次调节流量耦联静液传动能量回收系统中液压蓄能器的选择和计算，对这种系统的实际应用具有一定的指导意义。     

挖掘机械

正单斗挖掘机GJ20164040液压挖掘机回转制动能的间接回收系统[刊,中]/柯坚…//液压与气动.-2016,(4).-67~72为了回收挖掘机回转机构制动时损失的可回收能量,提出了一种制动能的间接回收系统,回收的能量储存在蓄能器中,用于下次的回转启动。通过AMESim软件对该系统进行建模仿真分析表明:提出制动能间接回收系统能够实现回转制动能的回收再利用,实现     

液电混合驱动轮式挖掘机行走系统特性分析

轮式挖掘机行走时,行驶速度变化频繁,负载的剧烈变化导致发动机效率低下;制动时动能由机械制动器消耗,大量机械能转化为热能,能量损失严重。为此,提出液电混合驱动轮式挖掘机行走系统,采用高能效的伺服电机控制行走速度,液压泵/马达与蓄能器组合,回收制动动能,并在加速等大功率工况辅助电机驱动行走系统。对系统的工作原理进行参数设计,制定驱动与制动控制策略,建立原机行走系统与所提系统的多学科联合仿真模型,进行仿真分析。结果表明：相同工况下,与原机行走系统相比,液电混合驱动行走系统能耗降低了56.5%,高效回收了制动动能。     

双蓄能器并联式液压混合动力车制动特性研究

针对目前并联式液压混合动力车存在制动特性和能量回收率不能兼顾的缺陷,通过分析蓄能器参数在液压辅助系统中的影响作用,提出了用2个小容积蓄能器代替1个大容积蓄能器,并采用蓄能器逐个充液的方案。分析了并联式液压混合动力车能量回收与辅助驱动系统的工作原理和关键元件的参数配置;建立了双蓄能器能量回收与辅助驱动AMESim仿真模型,并进行了车辆液压低速制动和高速制动的仿真分析。结果表明:采用双蓄能器逐个充液的制动方式,低速制动能够显著缩短制动时间和制动距离,高速制动能够有效提高能量回收率。     

新型节能液压抽油机驱动系统设计

传统的石油开采设备已不能满足油田后期开采工艺需求,应用液压系统本身具有的刚度大、功率质量比大代替传统游梁式抽油机提高节能效果,为此研发了液压能量回收技术的液压抽油机。液压能量回收系统是一种新型的节能液压系统,它能够回收惯性负载的制动动能和重力势能,有着广阔的应用前景。设计新型节能液压抽油机具有势能负载的液压能量回收系统,其中利用液压马达、液压泵和蓄能器结合进行回收负载的重力势能。计算和结果分析表明,该系统具有显著的节能效果,这对实际应用有很大的指导意义。     

单动力源驱动四配流窗口轴向柱塞马达特性分析

工程机械回转机构能量回收主要通过外接元件的方式进行,系统复杂。新型四配流窗口轴向柱塞马达提供了一种简化系统的解决方案,具有双进油口独立驱动柱塞马达的特点。对新型四配流窗口轴向柱塞马达在单动力源驱动工况下设置多种变量进行讨论,并分别分析马达柱塞腔压力-流量特性、油液脉动特点、马达输出轴扭矩转速变化规律和油口D加载工况下新型马达的各项特性。研究成果可以为项目样机试制、配流盘结构优化及样机在该工况下调试提供有效的理论支持。     

蓄能器在液压挖掘机能量回收中的仿真研究

液压挖掘机在工作过程中存在着较大的能量损失,其原因是其转台转动惯量大且需要频繁启动和制动,故而进行能量回收方面的研究有着较为重要的意义。针对液压挖掘机回转液压系统,采用蓄能器进行能量回收,并在转台反向启动时予以释放,以实现转台制动能量的回收和再利用。同时,对液压挖掘机能量回收系统中的蓄能器参数的选择进行了分析。在此基础上对节能方法的能量回收机理进行了分析,并利用AMESim软件进行了仿真试验,结果表明,该节能系统节能效果较为明显,液压挖掘机能耗得到了降低。     

起重机械液压回转制动能量回收系统设计

提出一种起重机回转制动的能量回收系统,该系统由液压回路和控制回路组成,采用多种液压阀体组成的液压调节器,回收回转马达制动时的能量,并以液压能的形式储存在蓄能器中。当蓄能器释放能量时,蓄能器中液压油驱动变量马达和电动机经过分动箱的动力分配后带动主泵对工作负载做功,并且流经变量马达的液压油可进入其他执行机构,实现了液压油流量的再生,减少了能量回收转换环节,提高了能量回收效率,高效地运转了发动机,降低了油耗。     

蓄能器各参数对能量回收效率和制动安全的影响研究

针对液压再生制动系统的能量回收效率和制动安全性问题,对汽车液压再生制动系统的参数匹配进行了研究。建立了液压制动能量回收系统试验台,进行了蓄能器初始压力变化、系统最高压力变化、蓄能器总体积变化的实验研究;建立了液压再生制动系统试验台数学模型,基于Matlab/Simulink建立了液压制动能量回收系统的仿真模型,并进行了与台架相对应的仿真实验,研究了液压制动能量回收系统的能量回收效率;对液压制动能量回收系统进行了整车研究,采用ADAMS/car建立了某车型整车,并与Matlab进行了仿真研究。首先研究了液压制动能量回收系统单因素对能量回收效率和制动安全性的综合影响,其次采用正交实验法研究了多因素对能量回收和制动安全性的综合影响。研究结果表明,合理的液压制动能量回收系统参数能够显著提高能量回收效率和制动安全性。     

基于RecurDyn和AMESim的四配流窗口轴向柱塞马达多体动力学联合仿真分析

针对四配流窗口轴向柱塞马达实验成本高、研发周期长,提出了建立四配流窗口轴向柱塞马达虚拟样机仿真实验方法。首先利用RecurDyn和AMESim软件建立四配流窗口轴向柱塞马达的3D动力学模型和1D液压系统模型;利用ANSYS软件,对四配流窗口轴向柱塞马达部分几何模型进行模态求解,生成四配流窗口轴向柱塞马达模态柔性体(R-Flex)多柔体动力学模型;利用RecurDyn和AMESim软件间接口技术,实时传递与共享机械系统模型和液压系统模型间的关键参数信息,完成虚拟样机模型构建;最后通过动力学求解,得到四配流窗口轴向柱塞马达在不同工况下的动态应力应变,实现四配流窗口轴向柱塞马达虚拟样机仿真实验。为四配流窗口轴向柱塞马达的实验研究、特性分析、结构优化及疲劳可靠度预测等提供重要参考和依据。     

双斜盘阀配流轴向柱塞式液压电机泵配流特性和变量原理的研究

提出一种有别于常规阀配流泵的"斜盘转动而缸体不动"而采用缸体和配流阀一起旋转的双斜盘阀配流轴向柱塞式液压电机泵。建立该泵配流机构的数学模型,研究各种结构参数和工作参数对配流特性的影响,尤其是配流阀芯所受离心力对配流特性的影响。以仿真模型和得出的单个柱塞腔的压力响应曲线和输出流量曲线为基础,研究该类型泵流量脉动和侧向力脉动的特点,得出随着泵的工作转速增加,流量脉动和侧向力脉动都增大,当柱塞数量足够多时,柱塞数量的奇偶性在影响流量脉动上没有明显的区别,偶数个柱塞比奇数个柱塞产生的侧向力脉动要大。提出一种新型的阀配流轴向柱塞泵的变量调节方式,并研究该变量方式的原理和调节特性。样机泵的试验结果表明该泵的工作原理可行,进而展望双斜盘阀配流轴向柱塞式液压电机泵的应用前景。     

轮边驱动液压混合动力车辆能量回收系统性能研究

合理配置系统各主要参数,是影响混合动力车辆制动性能及节能效果的关键问题。以轮边驱动液压混合动力车辆为原型,分析了轮边驱动液压混合动力车辆能量回收系统的工作原理,以原型车的1/4为基础,对辅助动力元件（蓄能器）、二次元件（液压泵/马达）的参数进行了理论分析;建立了能量回收系统的AMESim仿真模型,进行仿真分析;搭建了试验台架,开展试验验证。结果表明：在满足制动性能要求的前提下,增大蓄能器容积以及降低蓄能器最小工作压力有利于回收制动能量;二次元件的排量对制动性能的影响比较大,对制动能量的回收率影响很小;蓄能器工作压力越低,能量密度越大。     

液压挖掘机制动能量的回收系统

针对传统液压挖掘机回转系统能量损失严重的问题,提出并设计一套液压挖掘机回转制动能量回收系统。分析该系统工作原理,以及液压蓄能器的参数匹配,通过AMESim软件建立模型,并进行仿真分析。仿真结果表明:该回转制动能量回收系统使挖掘机回转系统的节能效率达到50%左右,蓄能器进行能量回收的效率达到66.9%,回收能量再利用效率为50.3%,实现了节能减排的目的。     

基于AMESim的液压缸制动过程中重力势能回收系统仿真分析

为缓解液压缸制动期间形成的冲击作用并降低能量损耗,设计了一种建立在液压蓄能器基础上的储能系统并回收制动能量,利用AMESim平台对系统制动性能与能量回收效率开展了仿真研究。研究结果表明:0～0.5 s期间液压缸保持匀速运动的状态,之后系统到达制动阶段并进行能量回收。在切断阀开始制动的时候回油路已经达到很小的流量,从而不会对缓冲腔形成明显冲击作用。随着负载的增大,所需的制动时间也更长。在不同的负载下,液压缸的制动腔压力与制动距离都会发生变化,表明此系统能够充分适应负载的变化。不同初速度下液压缸制动腔各项参数都出现增大现象,随着初速度的增大,制动时间由1.6 s延长至1.75 s,达到了良好制动效果。