油液混合动力挖掘机回转系统仿真分析

为了回收挖掘机回转平台制动过程中的制动能量,设计了油液混合动力挖掘机回转系统,利用蓄能器回收回转平台的制动能量。阐述油液混合动力回转系统和普通回转系统液压原理的不同,建立AMESim模型并进行仿真分析。仿真结果表明:油液混合动力挖掘机回转系统在一定程度上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70.0%,再利用效率达到72.8%,利用率较高,达到节能的目的。     

基于能量流分析的液压挖掘机节能研究

为了能够从理论上对现有的液压挖掘机进行综合性能评价,从中找出有利于系统节能和降低排放的有效途径,以某200kN级液压挖掘机为样机,利用MATLAB建立了液压挖掘机的整机仿真模型.对液压挖掘机能量流进行了分析研究,并对发动机的输出功率和主控阀能量损耗分配进行了仿真计算.研究结果表明,混合动力驱动和液压马达能量回收是液压挖掘机的两项有效的节能方案.     

不同吨位液压挖掘机回转系统能量回收研究

以某企业不同吨位液压挖掘机为研究对象,计算其回转系统能量回收效率,验证了蓄能器适用范围和节能效果。选择广泛使用的皮囊式蓄能器作为储能元件,得到其相关工作参数,并通过回转系统模型搭建、理论计算和AMESim软件仿真,得到3种不同吨位液压挖掘机回收的能量。理论计算与仿真结果较吻合,证明了回转系统模型的正确性。同时,对不同吨位液压挖掘机能量回收效率的研究,为企业改善挖掘机节能效率提供了理论依据。     

基于电液协调式液压挖掘机复合动作工况下能量回收系统研究

为实现液压挖掘机动臂与转台复合动作时的能量回收,提出一种基于蓄能器-液压马达-发电机的液压挖掘机电液协调式能量回收系统。在标准工况下的单个工作周期内对系统模型进行仿真分析,研究关键参数对系统节能效果的影响。结果表明:在参数合理匹配的情况下,此系统回转制动能量回收率为61.08%,动臂下降能量回收率为27.23%,综合能量回收率达到了44.79%,综合能量再利用率达到了47.37%,节能效果良好;在合理的范围内,选择初始容积小的蓄能器和排量小的回收马达能提高系统的能量回收率。     

基于电液混合储能的电动挖掘机动臂节能驱动系统特性

针对现有电动挖掘机采用多路阀控系统造成的能效低、电池装机容量大但续航时间短的不足，提出一种变转速双泵直驱液压挖掘机动臂系统。根据动臂液压缸面积比配置2个液压泵/马达的排量，实现液压缸流量匹配。采用液压蓄能器与超级电容进行混合储能，实现动臂重力势能的高效回收利用。分析所提系统的工作原理，建立系统多学科联合仿真模型，分析系统运行特性和能量特性。研究结果表明：双泵直驱挖掘机动臂系统具有良好的控制特性，速度运行平稳。与传统多路阀控系统相比，双泵直驱挖掘机动臂系统节能效果显著，蓄能器压力21 MPa和容积180 L时，重力势能回收效率为79.9%,能耗减少64.6%,进一步通过合理选择蓄能器工作压力和容积，双泵直驱动臂系统的节能效果可达到65%以上。     

一种大型液压挖掘机回转系统节能技术的研究

针对某大型液压挖掘机现有回转系统存在回转制动能量浪费严重的现象,提出一种新液压回转制动能量回收系统,利用蓄能器回收其回转制动阶段的制动能,下次回转启动与变量泵共同驱动回转马达。阐述了两种系统液压原理的异同,在AMESim中建立模型并进行仿真分析。仿真结果表明:新系统可以降低变量泵的功耗和吸收系统压力波动,回转制动能量回收率为28.5%,回收制动能量再利用率为76.3%,蓄能器能量回收利用率为21.7%,节能效果明显,可以有效改善其能耗问题。     

混合动力挖掘机动臂势能分级回收仿真研究

针对挖掘机动臂势能浪费大的问题,提出一种混合动力挖掘机动臂势能分级回收系统,该系统采用低、中、高压蓄能器进行分级势能回收。分析系统工作原理,建立动臂油缸和蓄能器能量数学模型,运用AMESim建立液压系统和控制策略,并在典型工况下进行仿真。仿真结果表明：挖掘机动臂采用低、中、高压蓄能器进行分级势能回收是可行的,该系统节能率达到40.6%,能量回收效率保持在36.1%以上。     

挖掘机动臂液压系统节能研究

液压挖掘机广泛应用在建筑、矿山等领域,燃油利用率低是人们不得不面对的问题。通过对挖掘机动臂参数的分析,提出了基于蓄能器和新型液压变压器的动臂重力势能回收再利用系统,并搭建实验模型,为挖掘机的动臂液压系统节能研究提供理论参考,有效提高燃油利用率,节省能量。     

混合动力挖掘机动臂势能回收系统研究

针对目前普通挖掘机上存在的动臂、斗杆和铲斗下降后,因势能无法回收而造成的能量损失以及由此而引起的液压元器件发热、失效、加速磨损等问题,在设计混合动力挖掘机时,提出了一种由液压缸、节流阀、变量马达和发电机组成的挖掘机势能回收系统,并将回收的能量纳入整机能量分配管理系统中.该回收系统回收效率较高,可控性好,能有效延长元器件寿命,并在一定程度上降低发动机装机容量,达到了节能的目的.     

基于四配流窗口液压泵的液压飞轮蓄能器

为提高普通液压蓄能器的能量密度和检验四配流窗口液压泵样机在能量回收方面的性能,利用AMESim搭建液压飞轮蓄能器和四配流窗口轴向柱塞泵的物理仿真模型,并结合重物举升模型和液压挖掘机动臂升降的特性构建了相关的能量回收液压回路,求得变量泵排量与重物运动速度微分方程。通过重物静态升降工况的参数匹配,进一步分析了液压飞轮蓄能器的能量密度和能量回收效果。仿真结果表明:相同体积下的液压飞轮蓄能器和普通液压蓄能器相比,液压飞轮蓄能器在兼顾能量回收效率的同时提高了89.4%的储能密度;运用所求得的微分方程控制泵的斜盘倾角,减小了负载的抖动。     

静液压叉车制动能量回收系统设计与仿真研究

静液压叉车通过制动溢流阀完成行走制动的过程中,叉车大部分动量以热能的形式流失。为了减少制动溢流损失,设计一套基于蓄能器及双联泵/马达的静液压叉车行走制动能量回收系统。分析该能量回收系统工作原理,对叉车各元件的参数进行了计算,建立了系统数学模型和AMESim仿真模型,并对无能量回收启停和能量回收启停两种工况进行了对比分析。结果表明：该系统的蓄能器回收效率可达到26.41%,能量再利用效率可达到90.81%,总节能效率最高可达23.98%。此能量回收系统节能效率可观,为静液压叉车节能技术的进一步研究提供了参考。     

挖掘机动臂势能回收系统蓄能器压力设计及试验

为降低液压挖掘机整机能耗,提出一种以蓄能器为储能装置的液压挖掘机动臂闭式回路势能回收系统。以80k N级液压挖掘机为研究对象,基于系统工作原理,建立了能量回收系统电动机-泵/马达轴系力矩平衡模型,分析了蓄能器平均工作压力与负载压力的关系。结果表明:电动机-泵/马达轴系在电动机无功率输出工况力矩平衡时,液压蓄能器工作压力平均值约为动臂负载压力的2倍。并结合半载工况挖掘机动臂下降试验,确定8吨级液压挖掘机蓄能器最小和最大工作压力分别为16.04 MPa和19.56 MPa。     

液电混合挖掘机回转驱动系统运行特性及能效

液压挖掘机作业时,上车回转系统频繁起制动。由于惯性大、起动压力高,造成大量的溢流损失;制动时上车回转系统的动能通过液压马达出口的制动阀转化为热能,能量浪费大。为了降低挖掘机回转过程的能耗,提出液电混合挖掘机回转驱动系统。在回转过程中,电机作为主驱动控制上车回转系统的回转速度,液压马达-蓄能器回收上车回转系统制动动能,并在起动时辅助电机驱动回转系统。首先对主要元件进行参数设计,然后建立原机回转系统和所提系统的联合仿真模型,对2种回转系统的运行特性和能效特性展开研究。结果表明:与原机系统相比,所提系统在1个回转工作循环内能耗降低37.26%～53.29%,并抑制了上车回转系统的回摆现象,提高整机运行的平稳性。     

并联式液压混合动力车辆制动能量回收与再利用研究

以并联式液压混合动力节能车辆为研究对象,针对其制动能量回收与再利用,分析液压再生系统工作原理以及二次元件、蓄能器和转矩耦合器的参数,并制定动态分配转矩的能量管理策略。基于AMESim仿真软件,搭建液压再生系统模型并进行仿真分析。结果表明:利用能量管理策略的再生制动与驱动过程,在不损失制动效果前提下,能有效改善车辆动力性,加大制动能量回收与再利用程度,提高燃油经济性。     

串联式液压混合动力车辆能量管理策略的设计与分析

以重型串联式液压混合动力汽车为研究对象,提出了基于规则的能量管理策略,并对整车设计了4种工作模式。搭建了其Matlab／Simulink整车仿真模型,对液压混合动力车辆总需求功率、发动机功率、液压系统回收功率、蓄能器流量、 SOC （ State of Charge）等参数进行了仿真,分析对比了传统汽车和液压混合动力汽车发动机扭矩工作点。仿真结果表明：液压混合动力汽车发动机和液压系统提供的功率可以满足总需求功率要求,其燃油经济性显著提高, SOC保持在合理范围内,发动机工作平稳,所设计的能量管理策略可靠有效。     

液压挖掘机回转制动能量电液回收系统

在分析现有液压挖掘机回转节能系统的基础上,结合挖掘机回转工况,提出了一种基于蓄能器 液压马达 超级电容的挖掘机回转制动能量电液回收系统,通过实时调节回收马达的入口压力和电机的转速,实现挖掘机回转平台的平稳制动。采用蓄能器和超级电容共同储能,超级电容补偿蓄能器的非线性特性,降低了储能单元的成本。构建了能量回收系统的数学模型;建立了采用该能量回收系统的20 t挖掘机联合仿真模型,分析研究了挖掘机空载工况下所提系统的回收效率和回转平台的运行特性。研究结果表明：在不影响系统正常工作和操作者操作习惯的同时,所提系统可实现回转制动能量的高效回收;当回收马达入口压力设定23 MPa时,回收效率可达63.2%。     

节能组合油缸液压升降系统研究

建筑机械如汽车起重机、液压挖掘机等都采用了液压升降系统。常规液压升降系统不能回收重物下放的重力势能,为避免超速下降,一般在下降的回油路中设置节流阀等限速元件。重力势能被转化成热能,不仅造成很大的能量损失且使油液的发热量增多。为避免这种能量浪费现象,设计了一种节能组合油缸液压升降系统。介绍了这种液压升降系统的基本结构和工作原理。该系统将特殊结构的组合油缸和蓄能器相结合,可以限制下降重物的速度,同时能回收利用重力势能,节能效果显著。确定了蓄能器的参数,推导出了起升工况数学模型,进行了起升工况仿真分析。     

液压挖掘机回转制动能量电液回收系统（英文）

在分析现有液压挖掘机回转节能系统的基础上,结合挖掘机回转工况,提出了一种基于蓄能器-液压马达-超级电容的挖掘机回转制动能量电液回收系统,通过实时调节回收马达的入口压力和电机的转速,实现挖掘机回转平台的平稳制动。采用蓄能器和超级电容共同储能,超级电容补偿蓄能器的非线性特性,降低了储能单元的成本。构建了能量回收系统的数学模型;建立了采用该能量回收系统的20 t挖掘机联合仿真模型,分析研究了挖掘机空载工况下所提系统的回收效率和回转平台的运行特性。研究结果表明:在不影响系统正常工作和操作者操作习惯的同时,所提系统可实现回转制动能量的高效回收;当回收马达入口压力设定23 MPa时,回收效率可达63. 2%。     

翻转机构节能型液压系统设计与分析

翻转机构的旋转臂绕转轴以一定角度上下转动完成工作循环。研究翻转机构的液压驱动系统,在液压系统设计中采用蓄能器回路回收再利用翻转机下降过程中的重力势能以达到节能的目的。基于AMESim对液压驱动翻转机构的液压系统进行仿真分析。通过对系统的能耗分析,得出采用蓄能器的液压系统可有效地提高系统的效率,实现节能。     

牙轮钻机静液压制动系统仿真分析及能量回收方案设计

牙轮钻机采用静液压制动,需要避免系统压力波动对泵产生的冲击,同时钻机的动能或者势能可以回收再利用。通过对静液压制动系统的计算与仿真分析,对闭式泵高压溢流阀参数进行调整,减小系统压力冲击;提出了制动系统能量回收方案,并对能量回收系统进行了数学建模与仿真分析,获得了蓄能器气腔压力随时间的增长关系,揭示了节流阀开度大小与制动时间的关系;对制动系统能量回收效率进行了计算。证明了牙轮钻机采用静液压制动系统的正确性以及能量回收方案的可行性,实现了将钻机动能或者势能转换为蓄能器压力能的能量回收,为大型车辆制动系统能量回收提供了参考。