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.     

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.     

带增压器的挖掘机节能装置仿真分析

为解决现有液压挖掘机动臂下降过程中存在的能量损失问题,提出一种油液混合动力能量回收与再利用系统,该系统使用连续增压器解决能量存储与释放过程中蓄能器与动臂油缸之间的压力匹配问题。介绍连续增压器的基本原理,建立油液混合动力系统的数学模型,基于AMESim搭建系统仿真模型并对能量回收与再利用过程进行仿真。结果表明：该系统可以有效地回收原本动臂下降过程中损失的势能,并存储在蓄能器当中;在负载不变的情况下,动臂每下降3次所回收的能量可将动臂顶升1次。经计算,该系统回收的能量占可回收能量的47%左右。     

一种新型液压挖掘机回转制动能量回收系统

为了减少挖掘机回转制动时的溢流损失,提出一种基于蓄能器的新型能量回收系统。详细分析了该系统的工作原理,并利用AMESim软件分别对普通回转系统和新型回转系统进行建模仿真,结果表明:新型回转系统在一定程度上能够提高系统的稳定性;蓄能器能够回收部分的制动能并在下一次回转启动时释放这些能量;在一个完整的工作循环中,该系统的能量回收率达到53.1%,再利用率达到72.5%。     

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。     

前置式并联液压混合动力车辆控制系统研究

并联式液压混合动力车辆因涉及内燃机、液压混合动力2种动力源协同工作,所以车辆的控制系统更加复杂。针对此问题,在车辆结构上引入前置式并联结构,通过对液压混合动力车辆的功能和目标进行分析,确定了液压混合动力车辆的工作模式,在此基础上采用MATLAB/Simulink和dSPACE控制器,建立车辆控制系统,进行仿真分析,并在实验车上采用该控制系统进行相应测试实验。结果表明：在重型车辆上应用前置式并联液压混合动力系统,节油效果明显;通过引入缓冲系数的控制策略,可有效减少混合动力系统介入或分离车辆运行所带来的冲击;在制动性能方面采用恒转矩控制策略,可以在更短的时间内减速至目标车速。     

蓄能器在工程中的应用

蓄能器是现代液压技术不可欠缺的节能元件,阐述了蓄能器在工程中如何实现能量回收和利用的重要意义。     

可调压式液压蓄能器的节能仿真分析

针对气囊式液压蓄能器在工作中充放能不充分、能量密度低、工作参数不可调节的问题,提出一种可调压式液压蓄能器来改善上述问题.通过对可调压式液压蓄能器工作原理的分析,在AMESim软件中建立仿真模型,并将此蓄能器结合非对称泵应用于液压缸举升节能回路,同时设置采用气囊式液压蓄能器的回路为参照,开展节能仿真研究.结果显示:可调压...     

液压技术在混合动力汽车节能方面的应用

介绍了一种采用液压混合动力的新型环保节能车辆,它利用液压元件功率密度大的优点,构造了以液压蓄能器和双向可逆液压泵为核心的刹车能量再生系统,这种系统与发动机动力源一起可以组合成3种不同的驱动形式,从而实现具有两个动力能源的混合动力车辆.这种车辆在降低油耗、减少排放污染、提高刹车装置使用寿命等方面具有较大的优势,特别适合于行驶在有频繁起停的城市交通或山地城市交通路况.     

具有超级电容和节能闭环液压系统的混合动力液压挖掘机的研究

分析了具有超级电容和节能闭环液压系统的混合动力液压挖掘机的各种结构,对发动机转速和超级电容电压的稳定性等进行了研究。根据仿真结果,得出如下结论:节能闭环液压系统是混合动力液压挖掘机的关键,利用2个超级电容能获得更好的发动机转速稳定效果。研究结果证明,采用具有超级电容和节能闭环液压系统的混合动力液压挖掘机的油耗比传统液压挖掘机能减少60%左右。     

基于Simulink的建筑孔板液压成形机双蓄能器泵控冲压系统仿真分析

为了提高建筑孔板液压成形机冲压系统的运行稳定性,通过引入双蓄能器的方式提出了一种泵控冲压系统,通过协同方式来实现泵控过程,并在Simulink平台开展了仿真分析.研究结果表明:在双蓄能器模式下制动时,被动马达出油口获得了较高的压力,优化了制动性能,实际制动时间比单蓄能器模式缩短了0.3 s.高压蓄能器压力提高至31 M...     

液压挖掘机液能回收再利用节能装置的设计

为了对液压挖掘机进行节能减排,采用流量再生和电液比例节流阀控技术,设计一种液压挖掘机液压能回收和再利用节能装置.阐述该装置的节能原理和3种工况的工作原理.采用运动控制器、传感器、电磁阀及相应的信号调理板组成电控系统,运用C#语言和CODESYS编程语言分别开发了上位机和下位机测控软件.经过设计加工阀块和购买元件,搭建了...     

液压挖掘机回转系统能量回收研究

提出了一种挖掘机回转节能系统,从理论上阐述了该系统的工作原理。详细计算了该节能系统中能量回收元件的参数,利用AMESim软件对该系统进行建模仿真。结果表明:回转节能系统能够实现挖掘机回转制动能的回收再利用,达到了节能的目的,节能效率达到50.3%。     

蓄能器在履带车辆静液驱动系统中的应用特性研究

根据双泵双马达闭式静液驱动系统的工作原理及特点,分析了由控制阀组将蓄能器连入系统后系统的工作特性;基于Matlab/Simulink平台,从吸收压力冲击、能量回收及再利用的角度,建立了系统模型,仿真分析了不同容积、不同充气压力的蓄能器在静液驱动系统中吸收压力冲击的效果、在制动工况下回收能量及在驱动工况下能量再利用的效果,得到了系统能量回收率、制动时间随蓄能器关键参数变化的仿真曲线及起步、加速过程车速变化曲线,分析了蓄能器对缓解系统压力冲击、系统制动性能及驱动性能的影响。     

一种无人机回收系统蓄能器能量回收效率研究

为减少无人机回收过程中能量浪费,采用以蓄能器为储能元件的无人机回收过程能量回收系统。推导系统主要组件的数学模型,搭建系统的AMESim模型并进行仿真。研究蓄能器体积、蓄能器预充压力、回收装置质量、无人机质量对能量回收效率的影响。结果表明：蓄能器体积、蓄能器预充压力、无人机质量对回收效率影响较大,是影响蓄能器能量回收效率的关键参数。     

液压飞轮蓄能器能量回收仿真研究

为提高电梯系统蓄能器的能量回收效率,提出一种将液压蓄能器与飞轮蓄能器相结合的新型液压飞轮蓄能器。利用AMESim建立液压飞轮蓄能器的仿真模型,并将它应用于新型电梯系统。结果表明：该新型液压蓄能器液压飞轮蓄能器回收的动势能总量可达到100 kJ,能量密度提高至4.02 W·h/kg,且位移和压力变换都比较平缓,工作性能稳定。     

液压挖掘机回转液压系统能量回收研究

液压挖掘机在工作过程中存在很大的能量损失,其原因是其转台转动惯量大且需要频繁启动和制动。针对液压挖掘机回转液压系统,回收转台的制动能量并在转台反向启动时予以释放,以实现转台制动能量的回收和再利用。在此基础上,分析节能系统的能量回收机制,并通过AMESim进行仿真试验。试验结果表明:该节能系统的节能效果较为明显,液压挖掘机能耗得到了降低。     

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。     

非驱动腔压力调控液压挖掘机能效特性研究

为减少非最高负载执行器控制阀口存在的节流损失,同时减少执行机构的重力势能及动能以节流损失形式耗散,提出通过非驱动腔压力调控原理减小负载差异导致的节流损失,并回收执行机构动势能,实现液压挖掘机系统低压损动力分配与传递;建立系统数字样机进行仿真分析。结果表明：新系统在保证控制性能的基础上,能通过压力调控提高非最高负载执行器非驱动腔压力,进而提高驱动腔压力,减小节流损失并回收能量;新系统还能回收执行机构动势能,在一个挖掘循环内,整机节能比例为13.22%。