起重机液压系统的效率和功率适应控制

起重机液压系统的质量可用工作性能和效率来评价。一个合理的系统设计,应具有较高的综合性能指标本文讨论起重机的工作特点和液压系统的要求,分析了起重机液压系统的效率和产生能量损失的原因。分析表明,定量系统的能量损失大,“热负荷”大,不仅降低系统效率,而且影响机械的工作性能。功率适应系统能实现压力补偿和流量补偿,特别适用于负载变化大、调速范围宽和大功率的工程机械。液压泵的输出功率,或原动机提供的功率总是与负载所需要的功率匹配,能量损失小,系统效率高。同时,这种系统能实现连续比例控制和远控,是一种性能好的节能系统。     

综合式液压试验台负载传感系统

文章介绍一种能对各类被试液压元件实行液压驱动、液压调速和液压加载的综合式液压试验台。其结构合理、布置紧凑、技术先进、性能可靠。为了节省能源,试验台的液压系统采用负载传感控制。通过计算机数字仿真和台架试验,对试验台负载传感回路的静、动态特性进行了深入分析。仿真和试验结果表明,采用负载传感控制的节能效果显著,能有效地减少液压系统中的热负荷。从而可以大大缩减油箱容积并提高试验质量。所设计的负载传感阀具有满意的工作性能且构造简单,适用于液压试验台及其他液压机械的定量系统。     

液压挖掘机负载传感系统的特性计算与节能效果

本文介绍在液压挖掘机中采用中开式负载传感系统的工作原理和特性计算。分析表明,这种系统能适应挖掘机复杂的作业工况,具有恒力矩恒压调节和旁路流量控制的功能,能量损失小,功率分配合理。系统中装有射流传感器和反馈控制阀,在换向阀处于中位时,使变量泵的排量降到最小限值,减少环流损失。微动操作时,使液压泵的排量与换向阀操纵杆的行程相对应,从而与液动机运动速度所需要流量匹配,减少旁路流量损失。通过控制进入变量泵伺服调节器的调节压力,实现系统压力补偿和流量补偿,提高系统总效率,节能效果显著。同时,改善了发动机的起动性能和工作机构作业时的平稳性。     

模糊控制在液压挖掘机节能中的应用

针对液压挖掘机在工作过程中存在的大量能量损失,根据泵的控制特性曲线,将发动机、变量泵、控制阀及负载作为一个动态系统来研究其节能问题。提出了一种新的电子节能模糊控制方案。此方案利用模糊控制的优点,绕过对挖掘机复杂系统模型的建立,通过模糊推理算法,根据外负载的变化动态调整泵的流量,达到节能的目的。     

液压挖掘机回转制动能量回收系统

为了回收液压挖掘机在回转阶段的制动能量,提出一种基于回转马达进/出口压力差自动识别回转过程所处阶段,决策能量回收的全液压自动控制回转制动能量回收系统.引入一正态分布函数,以蓄能器压力状态（SOP）、液压泵出口压力以及负流量反馈压力为输入信号,根据负载的实时需求功率,提出一种以复合恒功率 负流量动力控制决策发动机和蓄能器主辅动力源的能量分配方法,保证回转机构的正常高效运转.仿真结果表明,当回转系统作为单独执行机构时,采用该回收系统的液压挖掘机,能够实现高达50.0%的再生制动能量用于驱动回转的能量回收利用效率,在相同工况下比同吨位液压挖掘机节能16.3%,不影响操作习惯和操作性能.     

行走工程机械液压混合动力技术

对比了行走工程机械与公路车辆的作业特点,分析了行走工程机械的节能潜力。针对其频繁起停、往复运动的作业特点,提出液压混合动力系统的节能方案,设计了再生制动策略和能量利用策略,开发了混合动力装载机和混凝土搅拌车样车。试验结果表明,行走机械液压混合动力系统能够实现各种工作模式的合理切换,有效地回收和再利用整机的制动动能,降低燃油消耗,提高整机的动力性能。     

油液混合动力挖掘机势能回收及能量管理策略

针对油液混合动力挖掘机能量损失较大、能量回收效率偏低等问题,提出基于复合液压缸和蓄能器的混合动力挖掘机机械臂势能回收系统.复合液压缸由有杆腔、无杆腔和配重腔3个容腔组成.配重腔与蓄能器相连,提供机械臂负载平均值;有杆腔和无杆腔分别与泵/马达的2个进出油口相连构成闭式系统,通过泵/马达向有杆腔或无杆腔提供高压油液从而驱动机械臂动作.通过仿真分析验证系统的节能效果;建立系统数学模型,分析系统控制性能和液压元件之间的动、静态关系及能量损耗;提出基于瞬时优化控制的能量管理策略.通过仿真及数学模型的分析结果表明,势能回收系统可以提高机械臂能量回收效率,减小能量损耗,发动机最大输出功率可以减小27%,通过能量管理策略可进一步将发动机最大输出功率减小44%.     

油液混合动力工程机械系统及控制策略研究综述

针对油液混合动力工程机械能量损失较大、能量回收效率偏低以及控制策略相对单一等问题,从混合动力系统液压原理和控制策略2个方面分析.将油液混合动力工程机械液压系统分为泵控液压系统、二次调节液压系统和复合结构液压系统3种形式,研究液压系统的设计思路和工作原理,将油液混合动力工程机械控制策略分为门限值控制策略、模糊控制策略和优化控制策略3类,分析适用工况,对比油电混合动力汽车控制策略与油液混合动力工程机械控制策略.油液混合动力工程机械的发展方向包括利用泵控系统代替阀控系统、开发储能元件、设计针对工程机械结构特点的控制策略以及控制目标多样化.     

配置蓄能器的电动叉车液压起升系统能耗试验研究

为了降低电动叉车的能耗,提出了一种将变频容积调速和蓄能器节能技术相结合的新型电动叉车液压起升系统。在不同负载工况下, 对配置蓄能器的电动叉车液压起升系统与普通变频调速电动叉车液压起升系统的能耗进行了试验研究。试验结果表明,相比普通变频调速电动叉车液压起升系统,配置蓄能器的电动叉车液压起升系统的能量利用效率更高,节能效果明显,节能率最高可达20.35％,具有很好的工程应用价值。     

变频驱动的闭式回路节能型液压升降系统

为进一步降低液压升降系统的装机功率和能耗,提出了一种新式的节能型液压升降系统,其原理是将变转速容积调速、活塞拉缸和蓄能器作液压配重技术结合在一起,构成变频驱动的闭式回路液压系统.研究了该原理在液压电梯中的典型应用,给出了系统装机功率的计算公式,得到了系统装机功率、蓄能器容积与蓄能器工作压力比（最低工作压力与最高工作压力之比）的关系.试验研究了在不同负载工况下电梯轿厢的速度运行性能,并对比分析了该系统与阀控等系统的节能性能.结果表明,采用此新型节能方案不仅能够大幅降低液压电梯系统的装机功率和能耗,使系统平均总效率提高至70％,而且具有良好的速度运行性能.     

油液混合动力工程机械系统及控制策略研究综述

针对油液混合动力工程机械能量损失较大、能量回收效率偏低以及控制策略相对单一等问题,从混合动力系统液压原理和控制策略2个方面分析近年来国内外油液混合动力工程机械的研究成果.将油液混合动力工程机械液压系统分为泵控液压系统、二次调节液压系统和复合结构液压系统3种形式,研究液压系统的设计思路,分析液压系统在混合动力系统中的工作原理,根据仿真和实验结果总结各液压系统设计方案的优势与不足.将油液混合动力工程机械控制策略分为门限值控制策略、模糊控制策略和优化控制策略3种类别,分析控制策略的适用工况,总结控制策略的原理,综述油电混合动力汽车控制策略并与之进行对比.提出油液混合动力工程机械的发展方向,包括利用泵控系统代替阀控系统、开发储能元件、设计针对工程机械结构特点的控制策略以及控制目标多样化.     

ZL50装载机液压机械复合传动节能系统仿真研究

由于装载机作业工况复杂,负荷变化剧烈,导致装载机普遍性能差、能量得不到充分利用.因此以ZL50装载机为对象,设计了液压机械复合传动节能系统,目的就是降低ZL50装载机的能耗,使其在高效、舒适和节能方面改善显著.文章对该系统的性能特性进行了分析,建立了各关键部分的数学模型.通过仿真软件AMESim与MATLAB/Simulink对ZL50装载机液压机械复合传动节能系统进行了联合动态仿真,结果表明该系统使装载机在高效、舒适和节能方面有了很大的提高,证明了ZL50装载机液压机械复合传动节能系统设计方案的合理性和可行性,可为类似产品的改良提供参考.     

基于电液能量回收的挖掘机节能系统仿真评价与试验

以液压挖掘机节能为目的,结合挖掘机的工况特点,设计了一种挖掘机电液能量回收系统方案。为了从理论上分析能量回收系统性能,并找出改善系统燃油经济性的有效途径,建立了液压挖掘机电液能量回收系统的仿真模型并进行仿真分析。以某型20吨级液压挖掘机为试验平台,对电液能量回收系统进行了试验研究。仿真与试验结果表明:在单动作条件下,电液能量回收系统的最高能量回收效率为40%,搭载该系统的挖掘机在标准工况下,能实现17.6%的节能效果,并不降低原系统其他性能。     

锻造机械臂负载感应液压系统的设计及仿真研究

针对传统锻造机械臂液压系统存在的能量浪费问题,本文以变量泵代替定量泵作为动力输出元件的液压系统,通过负载感应反馈控制方法,使液压系统能够实现自动控制,调节变量泵的输出压力和流量,达到节能减耗的目的,并加入压力补偿器以保证系统的压力稳定。通过理论计算和仿真结果表明,该液压系统不仅能够实现液压机械臂的基本动作要求,而且在不同外负载压力变化下,可以自动调节变量泵的输出压力,使回路中的最高压力和液压系统输出压力的压差保持在设定值2.4MPa左右,而且外负载压力的变化,不会影响液压回路中的流量。该液压系统有效的减少了能源损耗,对工程应用具有一定的指导价值。     

液压挖掘机的负荷传感技术

液压负荷传感技术应用于挖掘机中,使机器的微调性能好,减少了溢流和管路压力损失,节省发动机功率,提高工作效率.     

混合动力液压挖掘机能量回收系统仿真研究

混合动力在工程机械的应用是当前的研究热点,为了研究混合动力挖掘机执行机构能量回收的动态过程,用多体动力学软件Recurdyn建立逼真的液压挖掘机工作装置模型,用Simulink建立了液压回路能量回收系统中马达、发电机、动力电池模型,对动臂和斗杆势能的回收过程进行了研究．分析了动臂油缸、斗杆油缸在能量回收过程马达转速变化规律及负载电磁转矩变化规律,并对能量回收效率进行了分析．为混合动力在挖掘机的技术提升方面提供可靠依据．     

基于噪声的工程机械液压系统故障分析

针对工程机械液压系统噪声故障,从工程机械液压系统产生噪声的来源和机理入手进行故障分析,根据长期的实践提出基于噪声的工程机械液压系统故障诊断方法,为工程机械液压系统噪声故障诊断与排除提供参考.     

液压挖掘机回转启动过程节能技术

为了减小液压挖掘机回转启动过程中因泵输出流量与回转马达需求流量不匹配而产生的能量损失,提出了一种流量控制节能回转系统。使用流量控制阀将过载缓冲阀溢流流量信号转换为压力信号,根据该压力信号调节泵排量。仿真和试验结果表明:流量控制节能回转系统能够有效减小回转启动过程中的能量损失,相比传统回转系统,可节能20%以上。同时由于溢流一直存在,保证了回转启动过程中的扭矩需求,与传统回转系统相比,回转启动时间基本不变。     

基于泵阀联合控制的负载口独立系统试验研究

为了解决工程机械液压系统能耗高、效率低的问题,提出负载口独立节能系统的泵阀联合控制策略.系统每个执行器由2个比例方向阀分别控制进出口,多个执行器共用一个电比例变量泵.同时考虑变量泵与比例方向阀,设计2层结构的控制器实现该系统的运动控制及节能控制.上层控制器通过负载与指令速度选择合适的工作模式;下层控制器根据选择的工作模式,采用计算流量反馈的速度控制和压力反馈的背腔压力控制调节进出口比例阀阀口开度,利用变压力裕度的电液负载敏感方法控制变量泵的排量.为了验证提出的控制器的有效性,在2t小型挖掘机上,针对挖掘机动臂和斗杆的运动进行试验.试验结果表明,根据不同的工况,动臂和斗杆执行器可以选用相应的工作模式,在满足控制要求的情况下尽可能降低系统能耗;变压力裕度的排量控制器可以根据指令速度改变系统压力裕度,降低传统负载敏感系统压力裕度过大导致的能耗.     

基于神经网络预测节能中央空调控制策略

由于传统中央空调具有大滞后、大惯性、非线性特性,造成常规控制方法下系统供给的能量与负载所需能量不匹配,使得中央空调与使用环境能量供求不平衡,浪费了大量的电能.针对中央空调的控制特性,提出了一种基于神经网络技术的预测控制方法,将Elman神经网络预测器和神经网络控制器有机结合,通过预测未来能量需求,实时调节控制策略,使系统所需能量和空调输出能量达到匹配.采用Elman神经网络预测器和神经网络控制器有机结合的控制方法,使系统具有良好的动态性能和稳态性能,节能效果显著.采用神经网络预测型节能中央空调,可有效控制中央空调与使用环境能量供求的关系,为降低智能建筑能耗提供了可靠的保障.