混合动力液压挖掘机动臂势能回收系

通过对液压挖掘机典型工况特性的分析,提出了一种并联式混合动力液压挖掘机动臂势能回收系统,分析了液压缸负载受力情况,建立了液压缸、节流阀、液压马达等液压元件以及永磁同步电机、镍氢电池组等电气元件的数学模型,提出了具有动臂势能回收功能的混合动力液压挖掘机整机控制策略以及能量回收控制方法.理论分析和仿真结果表明,并联式混合动力液压挖掘机除了能改善发动机工作状况提高燃油效率外,可以通过动臂势能回收进一步提升系统的节能效果,并且能量回收系统具有结构简单、回收效率高、回收速度可控、回收能量再利用范围广等优点.     

液压变压器控制挖掘机动臂油缸动态分析

采用液压摆动马达直接控制配流盘旋转的斜盘柱塞式新型液压变压器构造了挖掘机动臂液压系统.针对挖掘机的液压油缸在实际工况中要承受2个方向的负载且负载变化频繁剧烈的问题,将动臂油缸无杆腔与压力共轨高压端相连通,建立了所提出系统的数学模型,并将试验中采集到的挖掘机实际工作过程中动臂油缸的负载数据作为模型的输入;在分析了液压变压器控制角的合理工作范围并提出增加压力反馈回路的控制策略后,对系统的速度响应进行了分析.结果表明提出的动臂系统可以较好地跟踪速度目标信号,在变负载情况下鲁棒性强,从而可以满足工程实际需要.     

番茄收获机液压系统节能技术研究

液压系统中压力过高和流量过大是系统产生能量损耗的根本原因.为了节约能源,液压系统工作时的压力和流量应尽量满足外界负载的需要,负载感应技术就是一种典型的与外界负载功率要求匹配的功率自适应技术,具有显著的节能效果.为此,结合番茄收获机负载感应液压系统,阐述了分析系统的工作原理和节能特点,为国内研究农业机械液压系统提供借鉴.     

闭式泵控三腔液压缸驱动装载机举升装置特性研究

装载机是一种频繁装卸货物的工程机械,在工作过程中其举升装置及其负载存在大量的重力势能,为回收利用这部分能量,提出闭式泵控三腔液压缸的装载机举升装置。将原有动臂非对称两腔液压缸改为对称液压缸,增加一个势能回收腔,并与蓄能器相连,直接回收与利用重力势能。闭式泵控液压系统通过伺服电机-定量泵驱动三腔液压缸,消除液压系统的节流和溢流损失,并通过采用速度-位置复合闭环控制策略提高举升装置的响应特性。首先对闭式泵控三腔液压缸举升装置工作原理进行分析,搭建其数学模型,并设计相应控制策略;然后构建该装置的多学科机电液联合仿真模型,并验证其可行性;最后构建该装置的试验测试平台,进一步分析其工作与能耗特性。试验结果表明,与无蓄能器参与工作的闭式泵控系统相比,采用该系统,液压缸的平均工作压力由10 MPa降为6 MPa,一个工作周期内系统能耗降低21. 2%;较原有阀控非对称液压缸系统,空载、半载和满载工况下能耗分别降低22. 7%、20. 9%和21. 5%。     

静液压储能传动汽车动力源系统匹配及性能分析

分析了静液压储能传动汽车动力源系统中发动机、蓄能器和液压泵之间的匹配关系,论述了气囊式蓄能器各参数之间的关系,以及蓄能器的压力比、有效容积、多变指数等参数的变化对能量回收、能量密度及汽车制动性能的影响。     

基于AMESim与Simulink的液压挖掘机控制策略研究

以稳定蓄电池荷电状态(SOC)以及合理分配系统功率为目的,提出一种应用于并联式混合动力液压挖掘机动臂系统的控制策略。研究该控制策略的具体规则,利用MATLAB/Simulink软件建立控制策略模型。在动力系统数学模型的基础上,利用AMESim软件建立动臂系统的仿真模型。联合仿真结果表明:应用该控制策略使得蓄电池SOC值较稳定,发动机驱动负载的多余功率由电动/发电机储存在蓄电池中,并且不足功率由电动/发电机来补充,有利于系统稳定高效地工作。     

并联式混合动力液压挖掘机参数匹配方

从混合动力液压挖掘机的结构入手,以系统全局效率优化为目标,提出了并联式混合动力液压挖掘机动力源单元和能量储存单元的优化目标函数、约束方程以及整机的参数匹配方法,并结合一台5 t混合动力液压挖掘机系统进行了部件参数匹配的实例研究,通过Matlab/Simulink建模分析得到经参数匹配后的系统,其各部件具有装机功率低、效率高、油耗低的良好特性.     

纯电驱动工程机械自动怠速系统参数优化与试验

针对工程机械节能需求,考虑挖掘机的典型工况,以保证在取消怠速恢复工作时执行器入口能快速建立压力为目标,提出一种基于蓄能器的二级怠速控制系统,通过检测先导手柄压力、液压泵出口压力、执行器入口压力和蓄能器压力等作为判断条件,制定驱动电机转速切换规则。对影响怠速过程的关键元件液压蓄能器的性能参数进行分析,以选定的蓄能器参数在某1.5 t纯电驱动挖掘机上进行试验,结果表明所提出的二级自动怠速控制系统能在两级怠速之间切换,且具有蓄能器的自动怠速系统,与无自动怠速控制的系统相比,节能达36%;与无蓄能器的自动怠速系统相比,恢复工作时执行器压力建立更迅速,压力更平稳,具有较好的操作稳定性。     

番茄收获机果秧分离装置液压系统能耗分析

为降低4FZ-30型自走式番茄收获机果秧分离装置液压系统能耗,对番茄收获机果秧分离装置现有的液压系统功率特性进行了研究,分析了影响液压系统能耗的主要因素,并提出了相应的节能措施,使该装置的液压系统在满足生产要求的同时保证了液压源与负载特性相适应,实现了系统节能与可靠性要求。理论分析与实际工作状况表明:利用压力补偿型比例流量阀与相应的节能措施,使负载与系统性能得到了匹配,达到节能降耗的目的。     

四象限工况单双泵控差动缸控制性与效率对比

针对单泵控差动缸闭式系统需要补油单元及在负载方向频繁变化下运行速度波动的问题,提出了一种以液压蓄能器为低压油箱、单伺服电机驱动双定量泵的变转速双泵控差动缸闭式系统及其控制方法。分析了变转速单泵和双泵控差动缸闭式系统在四象限工况下的运行原理。在Matlab/Simulink中建立了液压挖掘机工作装置机构模型、单泵和双泵控差动缸闭式系统模型、速度开环和速度前馈加闭环的控制系统,并对所构建的双泵控差动缸模型进行了局部试验验证。以斗杆速度和铲斗空载为输入,通过仿真对单泵和双泵控缸闭式系统在挖掘机斗杆液压缸四象限工况下的控制性和效率进行了对比分析。结果表明,所提出的采用速度前馈加闭环控制的双泵控差动缸闭式系统,虽然总效率较单泵控差动缸闭式系统降低了4个百分点,但实现了差动缸流量的平衡,解决了由四象限工况造成的速度波动问题,且最大位移误差仅为4mm,系统及其控制方法对于差动缸的四象限工况运行是切实可行的。