小型液压挖掘机液压系统建模与仿真研究

采用AMEsim仿真软件建立一台小型液压挖掘机液压系统的数学模型;采用ADAMS仿真软件建立该小型液压挖掘机动力学模型;开发Matlab为平台的多路阀阀口过流面积计算程序;利用三者进行联合仿真分析,获得该小型液压挖掘机工作装置空载单动作下的压力、流量特性.     

22吨液压挖掘机能量损失的研究

针对液压挖掘机在工作过程中存在的大量能量损失,以22t液压挖掘机为研究对象,基于MATLAB软件的Simulink和SimScape建立了整机的仿真模型,并分析了在液压挖掘机内的能量分配和能量损失。在此基础上研究得出采用闭环的液压系统的混合动力液压挖掘机可以减少系统的能量损失,达到节能的目的。     

基于SimulationX挖掘机液压系统联合仿真及能耗分析研究

为研究挖掘机液压系统的能耗损失,寻找节能的途径,采用SimulatinX仿真软件建立了挖掘机液压系统的仿真模型,采用CATIA软件建立了挖掘机的三维模型,利用两种软件进行仿真,获得了挖掘机标准循环工况下的能耗,结果表明工作机构中动臂缸在作业过程中能耗最大,多路阀中的出口节流损失和旁路损失最大,应该列为节能的重点。该研究对于挖掘机节能优化问题具有一定的理论意义和实用价值。     

挖掘机节能液压控制系统分析与应用

深入分析了现代液压挖掘机中三种主流的节能液压系统——负流量控制、正流量控制和负载敏感系统的基本工作原理,重点分析了它们在不同系列挖掘机中的应用;介绍了两种新型挖掘机液压系统的基本原理;分析表明三种典型挖掘节能液压系统都具有一定的节能效果,但工作原理各有不同;新型的挖掘机液压系统虽然还在研发阶段,但具有更好的节能效果及应用前景。     

液压挖掘机复合控制泵的建模方法研究

针对挖掘机液压系统变量泵结构复杂、建立仿真模型比较困难的问题,提出了一种根据实验数据和控制方式建模的思想,在仿真软件AMEsim中分别建立了恒功率控制、负流量控制及压力切断控制的变量泵模型,并进行验证,在此基础上,建立了挖掘机回转油路仿真模型,通过仿真分析,证明这种建模方法准确有效,对挖掘机液压系统和元件的研究具有实用价值。     

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.     

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。     

三一重机召开挖掘机节能技术推介会

2008年9月18日．三一重机召开挖掘机节能技术推介会。液压挖掘机作为一种机动灵活的多功能工程施工机械,适用面广,保有量大,研究挖掘机节能将能取得相当可观的效果。三一重机20t级液压挖掘机采取的节能措施：一是液压系统节能。采用了正流量控制系统,正流量控制系统的挖掘机比负流量控制的挖掘机可节能6％左右。二是液压元件节能。通过对主泵、主阀等主要液压元件的结构进行改造,实现节能。     

挖掘机负流量液压系统的控制特性分析

针对目前挖掘机普遍采用的负流量液压系统,该文介绍了挖掘机负流量液压系统的体系结构和性能特点,从液压系统的功率形式推导了其功率控制方式,分析了负流量挖掘机液压系统的性能优势和控制缺陷,并评价了负流量液压系统的控制性能,指出了负流量液压系统的应用前景.     

挖掘机液压系统控制性能分析

介绍了挖掘机液压系统的功率参数与流量控制机理,从液压系统的功率角度分析了液压挖掘机的功率控制方式,从挖掘机负流量液压系统与正流量液压系统的工作原理方面分析了其控制性能及优缺点,并总结了挖掘机负流量液压系统与正流量液压系统的技术价值、应用场合及改善方向。     

挖掘机正负流量液压系统中主泵研究分析

针对目前公司开发投产的挖掘机正、负流量液压系统产品,该文概述了挖掘机正、负流量液压系统控制模式中主泵的应用区别,阐述了正、负流量液压系统中主泵的各自结构特点,分析了正、负流量液压系统中液压泵的功率、流量调节机构变量原理,指出了正、负流量液压系统中液压泵的推广应用前景。     

液气储能双缸驱动大型液压挖掘机动臂节能特性研究

液压挖掘机工作过程中存在大量的重力势能浪费,严重影响整机能效并造成大的排放污染。针对双液压缸驱动动臂的大型液压挖掘机,提出采用双液气储能液压缸驱动液压挖掘机动臂、集成驱动与势能回收一体化原理,降低机器作业能耗和排放。将原双腔液压缸改为集成有储能腔的三腔液压缸,储能腔与液压蓄能器直接连通,通过液压蓄能器初始充液压力平衡工作装置自重,直接回收利用工作装置重力势能。根据36 t大型液压挖掘机作业特点和重力势能变化情况,设计出液压缸和液压蓄能器的参数。进一步建立数字化样机,通过对液气储能驱动系统进行仿真研究,对液压泵输出流量和控制阀的阀口参数重新匹配,修改了与回转复合动作的合流控制策略,并初步验证了液气储能驱动系统的节能效果。在此基础上构建了试验样机,90°标准装车作业循环测试表明,与同型号液压挖掘机相比,在满足同样挖掘力的情况下,整机工作效率提升20.7%,燃油消耗降低17.1%,如按每天作业8 h计算,单台车每天可节约燃油达47 L,减少二氧化碳排放123.6 kg。     

大型正铲液压挖掘机斗杆升降回路及特性

在设计目前国内斗容和机重最大的矿用液压挖掘机液压控制系统中,为减小使用成本,采用交流电动机驱动变量液压泵组作为动力源。为满足工作效率要求,斗杆举升过程采用四台液压泵供油,通过四组比例多路阀(主控阀)阀外合流来满足斗杆的速度要求,为降低能耗,提出在斗杆下降过程依靠自重和专用的比例节流阀进行流量再生的控制方法,加快斗杆下降速度,提高系统工作效率。分析斗杆采用流量再生方法下降的前提条件,对斗杆液压缸在一个工作循环内的压力变化进行机电液一体化的联合仿真研究,按照仿真确定的参数设计并制造样机,试验测试表明,挖掘机加载最大试验负载25 kN时,所设计的液压控制系统可以满足斗杆满载举升所需要的压力及速度要求,斗杆下降采用流量再生方法后,下降时间由32 s缩短至18 s,下降速度明显加快,且下降结束阶段无液压冲击。通过试验,验证了挖掘机液压控制方案的正确性,为今后国内设计和制造更大型的液压挖掘机积累了数据和经验。     

1种挖掘机恒压网络二次调节液压系统及其能耗分析

为开发高效节能型挖掘机,提高能量的利用率,分析了现有挖掘机液压系统在节能控制方面存在的不足,提出1种基于恒压网络二次调节技术的挖掘机液压系统的设计方案,分析了该方案的特点.以具体挖掘机工况为例,对3种不同的挖掘机液压控制系统进行能耗分析与对比,结果表明基于恒压网络二次调节技术的挖掘机液压控制系统是可行的,且具有较好的节能效果.     

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。     

电驱动挖掘机流量匹配系统动臂特性研究

以6 t液压挖掘机动臂为研究对象,提出伺服电机驱动定量泵的流量匹配控制系统。在SimulationX中搭建伺服电机仿真模型,通过与伺服电机响应特性试验结果对比,验证伺服电机模型的准确性;建立液压挖掘机动臂机械结构多体动力学与电液系统的联合仿真模型,仿真分析了不同控制方式下,动臂的运行特性和能耗特性。结果表明,与负载独立流量分配(LUDV)系统相比,采用伺服电机驱动定量泵流量匹配控制的动臂能耗降低约13.6%。     

液压挖掘机动臂动作节能研究

针对液压挖掘机在动臂动作时有较大节流损失的问题,该文以22T某型号正流量挖掘机为例,分析了动臂普通流量再生回路的原理并建立数学模型和Amesim仿真模型,并在此基础上提出了新型的动臂液压回路的节能方案。通过对两种动臂液压回路节能方案仿真结果对比分析,得出新型动臂液压回路比普通流量再生回路更加节能。     

大型矿用液压挖掘机动臂运行及能效特性

作为大型矿用液压挖掘机的主要工作装置,重型机械臂在作业中主要做往复循环运动,下降过程中所具有的动势能会因控制阀口的节流效应转化为热能损失掉,该部分能量占发动机输出能量的20％以上,造成巨大能量浪费和废气排放.针对以上问题,提出在原双液压缸动臂驱动系统的基础上增设一个与液压蓄能器相连的独立储能液压缸,实现对重载机械臂动势...     

Excavator energy-saving efficiency based on diesel engine cylinder deactivation technology

The hydraulic excavator energy-saving research mainly embodies the following three measures: to improve the performance of diesel engine and hydraulic component, to improve the hydraulic system, and to improve the power matching of diesel-hydraulic system-actuator. Although the above measures have certain energy-saving effect, but because the hydraulic excavator load changes frequently and fluctuates dramatically, so the diesel engine often works in high-speed and light load condition, and the fuel consumption is higher. Therefore, in order to improve the economy of diesel engine in light load, and reduce the fuel consumption of hydraulic excavator, energy management concept is proposed based on diesel engine cylinder deactivation technology. By comparing the universal characteristic under diesel normal and deactivated cylinder condition, the mechanism that fuel consumption can be reduced significantly by adopting cylinder deactivation technology under part of loads condition can be clarified. The simulation models for hydraulic system and diesel engine are established by using AMESim software, and fuel combustion consumption by using cylinder-deactivation-technology is studied through digital simulation approach. In this way, the zone of cylinder deactivation is specified. The testing system for the excavator with this technology is set up based on simulated results, and the results show that the diesel engine can still work at high efficiency with part of loads after adopting this technology; fuel consumption is dropped down to 11% and 13% under economic and heavy-load mode respectively under the condition of driving requirements. The research provides references to the energy-saving study of the hydraulic excavators.