液压挖掘机功率匹配与效率控制技术研究

液压挖掘机节能控制中,常用工况下每一档工作控制泵与发动机的局部功率匹配变化,同时挖掘机功率随着外界负载变化。针对负载敏感液压系统的全功率匹配,本文的控制策略对匹配的理论计算和测试数据分析主要包括理论计算及图表与样机测试数据分析。此外,液压挖掘机功率匹配与效率控制的目标:解决负载、变量泵、柴油机三者的动态匹配问题,使挖掘机在工作时达到高效、节能的性能指标。     

基于经济效益的液压挖掘机功率匹配研究

通过合理的功率匹配,使液压挖掘机的性能及经济效益最优化,是当前技术人员研究的重点。在研究中,从实际工况出发,对液压挖掘机进行多参数匹配分析和试验验证,将总收益比作为液压挖掘机功率匹配设计的参考。研究结果表明,将总收益比纳入液压挖掘机功率匹配设计是合理的。在液压挖掘机功率匹配设计时,参考发动机万有特性曲线最佳节能点,结合作业效率、总效益比进行综合控制,满足市场的需求。     

液压挖掘机节能控制综述

２０世纪,在几次世界能源危机的影响和环境保护的推动下,大功率工程机械的节能控制处于不停地发展之中。工程机械采用节能技术后,动力系统与负载所需功率匹配更好,发动机和液压元件的工作强度降低,系统发热减少,设备可靠性提高,燃油消耗降低,从而产生了可观的经济和社会效益。下面以液压挖掘机（以下简称挖掘机）为例,对节能控制进行系统阐述。     

三-SY230F型正流量液压挖掘机

中吨位挖掘机作为大功率土石方机械,其核心技术主要集中在功率动态匹配和有效使用上,以期实现挖掘机动力性和经济性的统一。其中,液压系统的流量实时匹配方式是液压挖掘机的主要核心技术之一。目前,国际上主流挖掘机普遍采用负流量液压系统,负流量系统能够实现液压系统流量的动态匹配,但具有响应时间较长、流量波动较大、可操作性差等缺点。近年来,随着液压控制领域的技术进步,实现挖掘     

基于模糊神经网络的液压挖掘机节能控制

为了节省液压挖掘机工作过程中的能耗,提出了基于模糊神经网络的稳速节能控制方法。分析了液压挖掘机的油耗损失,给出了节能控制系统,使用变量泵替换定量泵并对挖掘机负载进行预测,根据负载压力需求调节变量的流量,减小了发动机、液压泵和负载功率不匹配造成的能量损失,从而将节能目标转换为发动机转速稳定;建立了挖掘机的动力系统模型,用于对挖掘机控制和仿真分析;提出了模糊神经网络算法,将模糊控制与神经网络的优势融合,经仿真验证和实车试验可以看出,模糊神经网络算法可以将转速稳定在设定转速误差范围内,达到了稳速节能的目标。     

液压挖掘机动力系统功率匹配及其节能控制

为使液压挖掘机在负载多变条件下节能降耗,需使发动机与变量泵系统实现功率匹配。建立发动机外部特性与变量泵调节装置的数学模型,并提出动力系统功率匹配节能控制策略以及实现该策略的模糊控制算法,得到节能控制系统的理论模型。通过采用Matlab/Simulink建立发动机与变量泵功率匹配节能控制系统仿真模型,模拟挖掘机在不同负载下节能控制系统的运行状态。将控制算法写入主控制器的电子控制单元(Electronic control unit,ECU),在试验样机上进行试验。模拟仿真和试验结果表明,采用该节能控制算法后,发动机转速能稳定在目标转速附近,并降低燃油消耗率,达到节能效果。     

液压挖掘机发动机与液压泵匹配分析

液压挖掘机是以开挖、装载土石方工程为主的工程机械设备之一,其施工效率、燃油经济性、排放标准备受用户关注,主要体现在柴油发动机、液压泵、载荷合理匹配及控制方面。一般依据发动机转速、扭矩、液压泵出口压力、载荷等方面,系统自动调节柴油发动机油门开度和液压泵的排量,确保多工况下液压泵吸收功率跟随发动机输出功率,液压泵与载荷的功率匹配,从而避免功率浪费。     

一种液压挖掘机并联式混合动力系统结构及控制策略

为了能够从理论上对混合动力液压挖掘机进行研究,并从中找出有利于系统节能和降低排放的有效途径,以山河智能SWE230液压挖掘机为原型,分析其动力系统各元件特性,并利用AMEsim软件建立并联式混合动力挖掘机系统的整机仿真模型.通过试验采集挖掘机在典型工况下的功率谱.根据挖掘机的工况特点,提出1种基于工况预测的准定工作点控制策略,并应用于仿真模型.仿真结果表明,所提出的控制策略能有效减小超级电容荷状态(SOC)波动,稳定发动机工作点,提高燃油经济性.     

液压挖掘机分工况控制中泵-发动机的匹配

讨论了液压挖掘机分工况控制泵-发动机功率匹配问题,阐述了分工况控制节能的原理,提出达到节能和工作速度兼顾的泵-发动机匹配方案.     

液压挖掘机全局功率匹配与协调控制

研究了发动机—泵和泵—负载两个环节实现局部功率匹配的原理和方法,分析了现有液压挖掘机两个环节之间不能实现功率匹配与协调的原因,提出了液压挖掘机全局功率匹配与协调的原理与方法,并给出了实现方案。这项研究对于设计液压挖掘机新型节能控制系统,提高生产效率,具有较大意义;对于其他行走工程机械也具有参考和借鉴作用。     

液压挖掘机神经网络模糊节能控制系统的研究

通过对液压挖掘机功率匹配的分析,提出了将泵的功率曲线设定在发动机的功率曲线之上的功率匹配方法,研究了神经网络模糊比例-微分-积分(NN-Fuzzy-PID)控制技术在挖掘机节能控制系统上的应用.试验结果证明了提出的节能方法和 NN-Fuzzy-PID 控制算法在挖掘机节能控制系统上的可行性.NN-Fuzzy-PID 控制器能根据不同的环境和作业工况进行参数自调整,具有自学习的功能.研究结果为进一步研究开发智能化挖掘机提供了依据.     

基于混合动力技术的液压挖掘机节能方案研究

为进一步提高液压挖掘机的节能效果,提出了以混合动力源代替单一柴油机动力系统的新型节能方法.通过分析液压挖掘机的工况特点和发动机工作点波动情况,证明了混合动力技术在液压挖掘机节能中的必要性和可行性.建立了5 t级串、并联混合动力挖掘机的仿真模型,并以采集的同等级动力配置的液压挖掘机工作负载作为仿真的载荷谱.以模型仿真和试验测试为研究手段,对比分析了原型系统和串/并联混合动力系统的节能效果、系统成本和动力性能,得出了并联式混合动力系统是目前最适合液压挖掘机的节能方案的结论.仿真和试验结果表明,该方案能进一步提高液压挖掘机的节能效果.     

挖掘机液压系统的节能控制研究

挖掘机是一种功率较大的机械设备,在现代化工程建设中具有重要的应用价值。在科学技术的推动下,液压挖掘机取代了传统的机械挖掘机,通过液压控制系统能够快速完成操作,但是在具体的控制过程,液压挖掘机会产生大量的损耗,因此,加强挖掘机液压系统的节能控制研究十分必要。本文对挖掘机液压系统能耗进行了简单分析,并挖掘机液压系统的节能控制措施。     

基于AMEsim的混合动力液压挖掘机系统建模及控制策略研究

为了能够从理论上对混合动力液压挖掘机进行研究,并找出有利于系统节能和降低排放的有效途径,以某20t液压挖掘机为原型,分析其动力系统各元件特性,并利用AMEsim软件建立并联式混合动力挖掘机系统的整机仿真模型.通过试验采集挖掘机在典型工况下的功率谱.根据挖掘机的工况特点,提出一种基于工况预测的准定工作点控制策略,并应用于仿真模型.仿真结果表明,所提出的控制策略能有效地减小超级电容电荷状态(SOC)波动,稳定发动机工作点,提高燃油经济性.     

PLC在液压挖掘机中的节能应用

该文针对液压挖掘机节能问题,提出一种用基于PLC控制器的电控节能系统。以挖掘机中液压泵与发动机功率不匹配为解决源头,利用PLC系统的多兼容性,对挖掘机各重要组成部分进行控制,实时处理各输入输出信号,并将监控信号传至上位机,从而达到节能效果。     

PLC在液压挖掘机中的节能应用

针对液压挖掘机节能问题,提出一种用基于PLC控制器的电控节能系统.以挖掘机中液压泵与发动机功率不匹配为解决源头,利用PLC系统的多兼容性,对挖掘机各重要组成部分进行控制,实时处理各输入输出信号,并将监控信号传至上位机,从而达到节能效果     

基于动态规划的挖掘机混合动力系统优化与试验

为了提高液压挖掘机混合动力系统的效率,研究了挖掘机混合动力系统的控制策略与参数优化方法。通过分析挖掘机混合动力系统的工作原理与各元件的特性,建立挖掘机混合动力系统的仿真模型。针对挖掘机工况特点,以系统燃油经济性为目标,提出一种基于动态规划的能量管理控制策略,实现能量管理的全局优化。在前述动态规划算法基础上,对系统进行参数匹配分析,并通过MATLAB对优化结果进行仿真。最后,通过样机进行试验,对系统优化方法的可行性与有效性进行验证。     

基于电动机和蓄能器的挖掘机动臂节能驱动系统研究

鉴于混合动力系统或电动驱动系统中具有电量储存单元的特点,提出了一种基于电动机-闭式泵-液压蓄能器的液压挖掘机动臂节能驱动系统,通过液压蓄能器和高压侧相连,提高了液压蓄能器的工作压力范围和驱动系统的效率,分析了节能驱动系统的结构原理及工作特点。以减小蓄能器安装体积、保证动臂非对称油缸的流量匹配和延长蓄能器使用寿命为约束条件,以某20 t液压挖掘机的测试数据对节能驱动系统中液压蓄能器、大排量闭式泵、电动/发电机、小排量闭式泵等主要元件进行了参数匹配。针对所匹配参数建立节能驱动系统的AMESim数学模型进行分析,结果表明,该系统不仅实现了无阀控制和负负载的能量回收,同时蓄能器额定体积降低了50%,仍然可满足动臂非对称油缸两腔的流量差,且蓄能器压力波动满足工况的要求,相对传统动臂节流驱动系统,新型闭式节能驱动系统的节能效果达到了50%左右。     

EX220液压挖掘机液压泵控制系统节能分析

本文介绍了EX220型液压挖掘机应用压差传感器实现负荷传感控制,使液压挖掘机获得了最佳流量匹配,达到了节能的目的。     

混凝土泵车动力系统功率节能匹配的研究

通过对混凝土泵车动力系统的分析,得出混凝土泵车油耗高的几点原因.针对这些原因,借鉴其它工程机械在功率节能匹配方面的研究,结合混凝土泵车自身的实际情况,用理论与实践相结合的方法,在对混凝土泵车用柴油机的特性和主油泵的特性理论分析的基础上,做了大量实车打泵实验,并通过对实验数据分析研究,提出运用区间设定匹配法和转速感应控制对发动机和液压系统进行功率节能匹配控制.最后将依据此功率匹配控制方法得到的混凝土泵车新的节能控制程序与原控制程序做了打泵油耗对比实验,结果显示此功率匹配控制的节能效果显著,具有一定的实用性.