油液混合动力液压挖掘机动臂势能回收系统

针对油电混合动力系统价格昂贵、功率密度小的缺点,在对普通液压挖掘机典型工况特性进行分析的基础上,提出了一种以蓄能器为储能元件,由液压缸、换向阀、单向阀和蓄能器组成的油液混合动力液压挖掘机动臂势能回收系统,建立了相关数学模型。以实测液压挖掘机动臂下降参数为依据,对该能量回收系统节能效率进行了仿真分析,论证了数学模型和方案的正确性。通过与普通挖掘机动臂下降过程能耗比较,该能量回收系统回收效率较高,在满足实际工作要求下节能比率达14.8%。     

液压挖掘机动臂闭式油路节能系统

通过对液压挖掘机典型工况特性分析,提出了一种液压挖掘机动臂闭式油路节能系统,阐述了配置蓄能器动臂闭式油路系统的节能原理。在其工作原理基础上建立了液压元件及电气元件的数学模型。在典型挖掘循环中,分析了系统中蓄能器、电动机和负载3个主要功率部件的运行状况。理论分析和仿真结果表明:液压挖掘机动臂闭式油路节能系统运行状况良好,与普通阀控液压挖掘机动臂驱动方式相比,该系统节能率约为33.1%,为液压挖掘机整机节能提供了参考。     

液压挖掘机夯实打桩辅助功能开发之轨迹控制系统设计

在液压挖掘机平台上开发夯实打桩辅助功能过程中,设计了夯实打桩作业机构的轨迹控制系统。通过Solidworks建立工作臂三维模型,进行动力学仿真,并完成垂直击打行程的初步测算;设计轨迹控制系统,建立轨迹控制和位移计算的数学模型;通过样机实际作业,检验设计效果。     

YS220型液压挖掘机工作姿态的仿真分析

介绍了YS220型液压挖掘机的结构和工作原理,使用三维造型UG软件创建液压挖掘机的三维模型.采用分析挖掘机本身与土壤的作用力的方法对YS220型液压挖掘机在整个挖掘区域中的整机理论挖掘阻力进行了计算和分析.基于动态仿真软件ADAMS建立了液压挖掘机虚拟样机模型,运用DOE仿真分析方法对液压挖掘机工作姿态进行动态仿真,得到了液压挖掘机最危险工况位置,为液压挖掘机的结构改进设计提供了可靠的依据.     

挖掘机动臂势能回收系统的压力滑模控制

为了实现混合动力液压挖掘机动臂势能回收,保证动臂下降过程的平稳性,提出基于Super-twisting滑模控制的以稳定动臂液压缸上腔压力为目标的能量回收控制方法.在建立关键元件的数学模型讨论能量回收时挖掘机动臂下降的平稳条件的基础上,针对上腔压力控制和下腔压力控制2种情况,对比分析外力扰动对下降速度的影响;设计Super-twisting滑模能量回收控制器实现压力的稳定控制,证明压力稳定滑模控制器的稳定性.通过AMESIM进行系统仿真,结果表明:以下腔压力为控制目标和以上腔压力为控制目标的液压挖掘机动臂势能回收控制方法能够满足动臂势能回收时平稳下降,其中,以上腔压力为控制目标有较好的抗外力扰动能力,且更容易确定控制目标.     

液压挖掘机工作装置的动力学仿真

在Catia软件中建立挖掘机工作装置的三维模型,基于机械系统动力学自动分析(ADAMS)软件,建立虚拟样机模型,并进行动力学仿真分析.对油缸添加Step函数,实现挖掘机虚拟样机在典型姿态下的挖掘过程仿真,考察挖掘机在某些工况下的挖掘性能,进一步得出动臂、斗杆、铲斗等构件各铰接点处的受力情况及响应曲线.同时,对挖掘机油缸在额定液压下的最大铲斗挖掘力进行校核.研究表明,所测挖掘机工作装置各铰接点的受力情况符合挖掘实际工况.     

混合动力挖掘机势能回收系统参数优化与试验

针对混合动力挖掘机特点,提出基于液压蓄能器与动力电池的动臂势能回收方案,采用多目标优化的方法对势能回收系统关键元件参数进行匹配。建立回收系统的仿真模型,设计回收系统的总体控制方法,并对匹配效果与控制方法进行仿真评价。搭建了混合动力挖掘机动臂势能回收系统的试验平台,对势能回收效果和操控性能进行试验研究。仿真和试验结果表明,基于液压蓄能器与电池的势能回收方案可行,系统操作性能稳定,参数匹配效果良好,势能回收率高。     

基于AMESim的挖掘机动臂液压系统的仿真与分析

对某小型挖掘机液压系统进行改造后,应用AMESim软件,建立挖掘机动臂液压系统的仿真模型,分析了PID控制器参数对系统动态特性的影响。同时,对其动态性能进行了仿真分析。结果表明,PID参数的全局最优解改善了挖掘机动臂液压系统的性能,取得了良好的效果,为系统的频率响应速度和稳定性提供了依据。     

基于Pro/E的液压挖掘机反铲工作装置运动仿真

采用传统的运动分析方法绘制挖掘机铲斗包络图存在工作量大、不精确和不直观等缺点。利用Pro/E 对液压挖掘机反铲工作装置进行了建模和装配, 首先分析了挖掘机的运动过程和各工况位置, 然后用Pro/ E 中的Mechanism 模块进行了机构运动学仿真, 通过对挖掘机各连接轴的设置, 找到挖掘机动臂、斗杆和铲斗的各极限位置, 得到了挖掘机铲斗斗尖运动包络图。运动仿真的结果不仅可以以动画的形式表现, 也可以以参数的形式输出,得到挖掘机的工作参数。这样可知零件之间是否干涉, 还可获知挖掘机的设计是否满足性能要求, 为改善整机性能提供设计依据。     

并联式混合动力液压挖掘机动力源特性研究

针对液压挖掘机在15s的一个典型工作周期下的工况,分析液压挖掘机的工况特点,建立并联式混合动力液压挖掘机动力源部分的数学模型,提出一种并联式混合动力液压挖掘机动力参数的优化组合配置,研究空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制的永磁同步电机（PMSM）以及NiMH电池组在典型工作周期下的发电/电动、充电/发电能量转化效率、电机转速、转矩等动态响应特性以及SOC变化特性.仿真结果表明,该优化组合的动力总成能满足液压挖掘机动力需求和能量转化效率要求,能提升整机系统的油耗特性,并且电池系统只充当能量交互的媒介,实现液压挖掘机的高效节能的控制.