液压挖掘机节能措施及混合动力系统方案

针对挖掘机运行过程中所产生的各种功率损失,分析了现有挖掘机系统的优缺点,综述了挖掘机液压系统节能措施的现状。根据液压泵/马达四象限的工作特性和液压变压器的特点,提出了基于回转装置和基于CPR网络的液压混合动力挖掘机系统的设计方案,采用液压泵/马达回收挖掘机回转/旋转运动制动动能,采用液压变压器回收挖掘机直线运动势能,实现发动机——液压泵——负载之间的合理匹配,能够解决现有挖掘机的传动效率和能量利用率低的问题。     

液压混合动力在挖掘机上应用研究

挖掘机在工作过程中制动频繁,能量损耗大,为了回收制动回转过程中的的能量,设计了液压混合动力挖掘机的回转系统,利用蓄能器回收制动能量。阐述了液压混合动力的工作原理,并进行了试验研究和分析。结果表明:液压混合动力降低了液压泵的功率损耗和液压马达的压力波动;在节能方面,蓄能器的能量回收效率达到74.75%,达到了节能的目的。     

混合动力液压挖掘机液压马达能量回收的仿真及试验

针对混合动力挖掘机提出利用液压马达对液压执行元件的回油进行能量回收的节能方案。建立液压挖掘机能量回收的仿真模型,对各执行元件的可回收能量所占比重和系统的节能效果进行仿真计算。搭建混合动力液压马达能量回收试验台,进行能量回收过程中的能量转化效率和操控性能的试验研究。试验和仿真结果表明,在混合动力液压挖掘机系统中采用马达能量回收和发电机转速控制执行元件运动速度的节能方案是可行的。     

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。     

基于机械功率回收式液压泵马达试验台的研制

针对传统大功率液压泵马达试验台采用节流阀或溢流阀方式加载,导致能量均以热能的形式浪费的问题,设计了一种可对开式液压泵、闭式液压泵和液压马达进行性能测试的机械补偿功率回收式试验系统.从理论上对系统的匹配要求和回收效率进行了详细分析,同时通过试验发现系统功率回收效率与液压泵和液压马达的总效率成正比,其实际功率回收效率最高可达46％以上.液压系统设计合理,功率回收效果良好,为液压泵马达试验台的设计与研究提供了新的设计理念.     

高速插秧机全液压底盘驱动系统设计研究

对高速插秧机全液压底盘驱动系统进行设计,在保证现有插秧机作业质量的前提下,采用全液压驱动方式实现无极变速,提高功率密度、平顺性和布置灵活性,为后期智能化和自动化提供平台。全液压底盘驱动系统采用单泵四马达的闭式液压系统,使用分流阀防止打滑,并进行了水田滑转率测量试验,根据相关参数计算液压系统压力、流量以及排量,并对液压泵和马达进行选型,结合其效率曲线保证液压泵工作在高效区间。该设计方法对其他行走机械液压底盘的设计具有一定的参考价值。     

全液压挖掘机液压马达的故障分析

液压马达是全液压挖掘机液压系统的执行元件,它将主油泵提供的压力能转换为机构旋转运动的机械能,即液压马达以扭矩和转速形式输出,常见的故障同液压泵有相似之处,但由于使用场合和结构与液压泵有差异,故液压马达的故障表现为启动转矩不足和效率低下,具体讲即是旋转无力及运转迟缓、液压马达泄油和爬行、配流轴与转子(或壳体)及转子和柱塞组件卡死等。     

挖掘机LUDV液压系统的能量流研究

基于挖掘机液压系统效率低的现状,以某型LUDV液压挖掘机为研究对象,建立了工作装置多刚体动力学、液压系统以及系统能量损耗模型。通过仿真研究,得出该挖掘机在标准工作循环中各个元件(回转马达、多路阀、管路和各液压缸)和子系统的能量传输比和损耗比,揭示了在不同动作时主要的能量损耗源,并计算出各个元件在该工作循环中潜在的可回收能量。最后,提出采用泵控系统或应用液压变压器的恒压网络系统取代LUDV系统,对动臂、斗杆以及转台的势能和制动能进行回收是降低系统能耗的有效途径。     

液压挖掘机动臂能量回收单元分析与研究

针对液压挖掘机动臂电气式能量回收系统的结构,以液压马达 发电机作为其能量回收单元,建立了能量回收单元的数学模型,提出了能量回收单元的转速控制方法;考虑到液压马达入口压力的变化,引入了扰动补偿以提高系统的抗干扰能力;在此基础上建立了相应的传递函数模型,并对设计的控制方法进行了仿真研究。研究结果表明：液压马达 发电机单元是影响动臂能量回收性能的关键部分;所设计的控制方法具有理想的动态性能和稳态精度;控制系统采用扰动补偿后转速波动可下降50%左右,能量回收单元的抗干扰性能得到较好的改善。     

液压再生制动系统的能量回收效率研究

针对纯电动汽车续驶里程低、电池充电难等问题,对纯电动汽车的再生制动系统进行了研究,通过比较多种液压制动能量回收方案与储能方式,提出了定压源飞轮液压再生制动系统。为提高所提出的再生制动系统的能量回收效率,以泵/马达和蓄能器工作参数作为变量进行了试验研究和基于AMESim软件的仿真研究,通过仿真分析和试验研究对比,找出了最佳的参数匹配。研究结果表明,该再生制动系统的能量回收效率随着蓄能器容积的大小不同和液压泵/马达的排量不同而改变,泵/马达排量越大回收的能量越多,但是随着排量的增加泵/马达上的阻力也增加了,高于一定值后能量回收效率会下降;蓄能器容积越大,可回收的能量越多。对该系统的研究值得借鉴,可为合理匹配电动汽车液压再生制动系统参数提供依据。