基于功率协调控制的液压挖掘机节能系统研究

在分析发动机工作特性的基础上,根据负载变化的多样性与复杂性,提出了恒功率与变功率相结合的控制策略,通过节能控制器对发动机和泵进行控制,使发动机-泵-负载达到良好匹配。并在液压挖掘机试验样机上进行试验。试验结果表明,采用该控制策略后,缩小了发动机随负载的变化范围,提高了燃油利用率和整机效率,提高了系统的响应速度,达到较好节能效果。     

液压挖掘机全局功率匹配与协调控制

研究了发动机—泵和泵—负载两个环节实现局部功率匹配的原理和方法,分析了现有液压挖掘机两个环节之间不能实现功率匹配与协调的原因,提出了液压挖掘机全局功率匹配与协调的原理与方法,并给出了实现方案。这项研究对于设计液压挖掘机新型节能控制系统,提高生产效率,具有较大意义;对于其他行走工程机械也具有参考和借鉴作用。     

液压挖掘机动力系统功率匹配及其节能控制

为使液压挖掘机在负载多变条件下节能降耗,需使发动机与变量泵系统实现功率匹配。建立发动机外部特性与变量泵调节装置的数学模型,并提出动力系统功率匹配节能控制策略以及实现该策略的模糊控制算法,得到节能控制系统的理论模型。通过采用Matlab/Simulink建立发动机与变量泵功率匹配节能控制系统仿真模型,模拟挖掘机在不同负载下节能控制系统的运行状态。将控制算法写入主控制器的电子控制单元(Electronic control unit,ECU),在试验样机上进行试验。模拟仿真和试验结果表明,采用该节能控制算法后,发动机转速能稳定在目标转速附近,并降低燃油消耗率,达到节能效果。     

基于模糊神经网络的液压挖掘机节能控制

为了节省液压挖掘机工作过程中的能耗,提出了基于模糊神经网络的稳速节能控制方法。分析了液压挖掘机的油耗损失,给出了节能控制系统,使用变量泵替换定量泵并对挖掘机负载进行预测,根据负载压力需求调节变量的流量,减小了发动机、液压泵和负载功率不匹配造成的能量损失,从而将节能目标转换为发动机转速稳定;建立了挖掘机的动力系统模型,用于对挖掘机控制和仿真分析;提出了模糊神经网络算法,将模糊控制与神经网络的优势融合,经仿真验证和实车试验可以看出,模糊神经网络算法可以将转速稳定在设定转速误差范围内,达到了稳速节能的目标。     

液压挖掘机控制系统的节能研究

本文针对液压挖掘机功率不匹配运行所产生的损失问题,设计了包含负载-泵-发动机三者的联合控制系统,实现了对柴油机和变量泵以及变量泵和负载的节能功率匹配控制,提高了发动机速度的稳定性,并对传统的由司机选择动力模式的方法进行了改进。     

液压挖掘机分工况控制中泵-发动机的匹配

讨论了液压挖掘机分工况控制泵-发动机功率匹配问题,阐述了分工况控制节能的原理,提出达到节能和工作速度兼顾的泵-发动机匹配方案.     

基于电动机和蓄能器的挖掘机动臂节能驱动系统研究

鉴于混合动力系统或电动驱动系统中具有电量储存单元的特点,提出了一种基于电动机-闭式泵-液压蓄能器的液压挖掘机动臂节能驱动系统,通过液压蓄能器和高压侧相连,提高了液压蓄能器的工作压力范围和驱动系统的效率,分析了节能驱动系统的结构原理及工作特点。以减小蓄能器安装体积、保证动臂非对称油缸的流量匹配和延长蓄能器使用寿命为约束条件,以某20 t液压挖掘机的测试数据对节能驱动系统中液压蓄能器、大排量闭式泵、电动/发电机、小排量闭式泵等主要元件进行了参数匹配。针对所匹配参数建立节能驱动系统的AMESim数学模型进行分析,结果表明,该系统不仅实现了无阀控制和负负载的能量回收,同时蓄能器额定体积降低了50%,仍然可满足动臂非对称油缸两腔的流量差,且蓄能器压力波动满足工况的要求,相对传统动臂节流驱动系统,新型闭式节能驱动系统的节能效果达到了50%左右。     

挖掘机液压独立散热系统的负载特性研究

大型挖掘机的散热系统通常采用独立散热的方式,独立散热方式可根据散热需求动态调整功率消耗,能明显降低给整车带来的负载。掌握液压独立散热系统稳态负载特性,能为整机功率匹配、节能控制提供基本依据。通过理论建模、实车理论数据代入计算、实验测试,对比了理论计算和实测结果,验证了液压独立散热系统稳态模型的有效性、准确性。     

重型平板车液压系统与发动机功率匹配研究

根据重型平板车液压系统功率分配的特点,从发动机与泵的功率匹配、发动机最佳工作点的选取及负载与泵的匹配等环节分析了重型平板车液压系统与发动机功率匹配原理。在充分考虑液压系统效率及发动机载荷的基础上,提出了重型平板车液压系统与发动机功率匹配的实现方案及节能控制规律。TMZ100型重型平板车现场试验表明,此功率匹配系统满足该重型平板车操控性能的要求。     

挖掘机电液流量匹配控制系统动态性能研究

分析了液压挖掘机基于与负载压力无关流量分配（LUDV）多路阀的电液流量匹配控制（EFMC）系统的控制原理,建立了EFMC系统的液压挖掘机虚拟样机模型,采用实时检测油缸速度信号的反馈闭环控制方法提高流量匹配的精度。分别建立液压挖掘机EFMC系统动力学模型与液压系统模型并根据其实际工况进行联合仿真,研究了挖掘作业过程动态特性及节能特性。与传统的基于LUDV的负载敏感系统实验结果进行对比,结果表明: EFMC系统与传统负载敏感系统相比,改善了系统的动态响应特性和稳定性,泵的压力裕度明显减小,提高了系统的节能性,反馈闭环控制系统动态响应特性也明显得到提高。研究方法可为进一步研究挖掘机的动态性、节能性、稳定性提供理论依据和参考。     

液压挖掘机功率匹配的节能控制研究

液压挖掘机作为土方石工程作业中普遍使用的工程机械,它在土方石工程发展中占据着至关重要的地位。液压挖掘机是一种耗能极大的工程设备,液压挖掘机节能控制系统的安全性、有效性、经济性会严重影响工程进程和工程的投入成本。控制好动力系统的能量损耗、保证动力系统的工作效率是当前技术研究需首要解决的问题。在此背景下,本文将重点介绍液压挖掘机功率匹配的节能控制研究,主要从挖掘机的主要功率损失、国内液压挖掘机节能控制技术现状、液压挖掘机的功率匹配节能控制方案研究、液压挖掘机节能控制系统设计建议四个方面展开介绍,以期能够提升液压挖掘机的工作性能以及整个动力系统的经济性和可靠性,最终达到提高效率、节约燃油的目的。     

挖掘机节能用变量泵BP神经网络控制系统研究

从节能角度出发，提出了一种新的液压挖掘机节能用变量泵控制方法——BP神经网络控制方法，在油门一定的条件下，根据发动机转速(外部负载)的变化，控制系统实时调整变量泵的排量，从而实现发动机与变量泵的合理匹配。基于此方法进行了台架试验，结果证明新型控制系统优于传统的PJD控制方法。     

液压挖掘机节能控制综述

２０世纪,在几次世界能源危机的影响和环境保护的推动下,大功率工程机械的节能控制处于不停地发展之中。工程机械采用节能技术后,动力系统与负载所需功率匹配更好,发动机和液压元件的工作强度降低,系统发热减少,设备可靠性提高,燃油消耗降低,从而产生了可观的经济和社会效益。下面以液压挖掘机（以下简称挖掘机）为例,对节能控制进行系统阐述。     

负载敏感变量泵在装载机液压系统上的应用与节能分析

将A10VSO系列负载敏感变量泵应用到ZL50装载机工作装置液压系统中,并在不同的工况下对该液压系统进行了节能分析与功率损失计算。结果证明A10VSO系列负载敏感变量泵驱动的装载机工作装置液压系统的功率损失较少。     

挖掘机液压系统的节能技术分析

文章对挖掘机中液压系统的节能效果进行了分析,指出了传统的恒功率控制技术在挖掘机满载工作条件下能够充分地利用发动机的功率;负流量控制、负荷传感控制大大减小了挖掘机在超载时、微动操作及换向阀处于中位时的能量损失.特别是负荷传感控制还具有与负载无关的控制性能.为挖掘机液压控制技术国产化提供参考.     

基于经济效益的液压挖掘机功率匹配研究

通过合理的功率匹配,使液压挖掘机的性能及经济效益最优化,是当前技术人员研究的重点。在研究中,从实际工况出发,对液压挖掘机进行多参数匹配分析和试验验证,将总收益比作为液压挖掘机功率匹配设计的参考。研究结果表明,将总收益比纳入液压挖掘机功率匹配设计是合理的。在液压挖掘机功率匹配设计时,参考发动机万有特性曲线最佳节能点,结合作业效率、总效益比进行综合控制,满足市场的需求。     

开式容积与储能平衡协同控制挖掘机动臂的能效

为适应挖掘机电动化的发展需求,提出一种开式容积与储能平衡协同控制液压挖掘机动臂的原理,通过改变伺服电机转速控制定量液压泵输出流量匹配负载需求,三腔液压缸的独立储能容腔连接蓄能器,将动臂下降时的重力势能转化为液压能存储并在举升动臂时再利用。研究中,分别测试了变量泵和伺服电机的动态响应速度,并测试了定转速异步电机驱动变量泵、变转速伺服电机驱动定量泵这两种动力源的能效,构建了液压挖掘机动臂储能平衡试验测试系统,对比分析了这两种动力源驱动挖掘机动臂的能效特性。结果表明,与异步电机驱动变量泵作为动力源相比,采用伺服电机驱动定量泵作为动力源驱动挖掘机动臂可降低峰值功率19.8%,一个周期内降低能耗58.7%,节能效果非常显著。     

基于AMESim的连续混配撬负载敏感液压系统仿真分析

 在分析连续混配撬液添泵系统工作特点的基础上,选择负载敏感液压系统作为其液压动力系统。为验证连续混配撬负载敏感液压系统性能,利用AMESim仿真软件搭建连续混配撬液添泵液压系统仿真模型,得到泵出口压力、泵输出流量及功率变化曲线。结果表明：泵输出流量稳定时,泵出口压力与各负载中最大压力的差值为负载敏感阀的设定压力;流量按需分配,在泵最大流量允许范围内,泵输出流量始终随着系统所需流量的变化而变化;负载敏感泵输出功率始终与负载所需功率相匹配,系统具有无溢流损失、节能等优点。     

基于双闭环PID的挖掘机泵扭矩控制策略

发动机与泵扭矩的不匹配所造成发动机转速波动是挖掘机能量浪费的主要原因.分析了发动机与泵稳定工作条件下的扭矩匹配关系,试验研究了泵扭矩调整的影响因素,确定了调整泵吸收扭矩让发动机工作在调速特性曲线的电控节能控制目标,建立了基于PID（Proportion Integration Differentiation）的泵扭矩调整方案并开展了泵扭矩调整试验.试验结果表明：挖掘机液压系统自带压力切断功能可实现无负荷和溢流工况下的节能控制,电控系统仅在泵正常工作范围内通过改变比例阀电流调整泵扭矩,泵扭矩的控制策略在工作初始和工作过程中的调整方法有差异,采用的双闭环PID控制方法能保证发动机稳定在调速特性范围内,这为开发节能效果更好的挖掘机节能控制系统打下基础.     

车辆CVT液压系统功率匹配控制与仿真

以金属带式无级变速器（V-belt continuously variable transmission，CVT）液压系统为研究对象，建立了系统压力、流量和功率特性的仿真模型；对车辆行驶循环下的CVT功率特性进行了仿真和功率匹配分析，提出了减小液压系统功率损失、实现系统功率匹配的方案；进行了双联泵供油的CVT液压系统功率匹配控制的方案设计、动态建模和仿真分析。计算表明，采用的双联泵功率匹配系统能有效提高CVT液压系统效率。研究结果为CVT液压系统的节能控制提供了理论依据。