波浪能转化液压系统动态特性及能量转化的研究

波浪能液压转化系统采用圆柱浮体垂荡运动激励液压缸，液压缸活塞往复振荡将波浪能转化成液压能，经过调节阀组和蓄能器储存输入液压马达，马达驱动发电机转化成电能。建立不规则波浪作用圆柱浮体并激励液压缸活塞的时域动力模型，建立液压系统蓄能器和马达能量传输及转化模型，研究了液压缸和蓄能器能量转化过程中压力和流量、马达转速和输出功率的动态特性。分析了随机波在液压系统中的能量传输规律和转化效率。     

新型断带抓捕液压系统研究

提出了一种新型断带抓捕液压系统,该系统主要由蓄能器、二通插装阀、液压缸、电磁换向阀组成,利用AMESim建立了系统仿真模型,给出了二通插装阀通径为32 mm、蓄能器阀充气压力为7 MPa、气囊容积为3 L等关键参数下的液压缸活塞位移曲线,分析了不同蓄能器充气压力、蓄能器气囊初始容积及二通插装阀通径对液压缸活塞位移的影响。结果表明:在初始元件结构参数下,液压缸活塞响应的时间为0.13 s;蓄能器充气压力增大会减缓液压缸活塞响应,蓄能器气囊初始容积增大、二通插装阀通径增大会加快液压缸活塞响应。     

液气储能双缸驱动大型液压挖掘机动臂节能特性研究

液压挖掘机工作过程中存在大量的重力势能浪费,严重影响整机能效并造成大的排放污染。针对双液压缸驱动动臂的大型液压挖掘机,提出采用双液气储能液压缸驱动液压挖掘机动臂、集成驱动与势能回收一体化原理,降低机器作业能耗和排放。将原双腔液压缸改为集成有储能腔的三腔液压缸,储能腔与液压蓄能器直接连通,通过液压蓄能器初始充液压力平衡工作装置自重,直接回收利用工作装置重力势能。根据36 t大型液压挖掘机作业特点和重力势能变化情况,设计出液压缸和液压蓄能器的参数。进一步建立数字化样机,通过对液气储能驱动系统进行仿真研究,对液压泵输出流量和控制阀的阀口参数重新匹配,修改了与回转复合动作的合流控制策略,并初步验证了液气储能驱动系统的节能效果。在此基础上构建了试验样机,90°标准装车作业循环测试表明,与同型号液压挖掘机相比,在满足同样挖掘力的情况下,整机工作效率提升20.7%,燃油消耗降低17.1%,如按每天作业8 h计算,单台车每天可节约燃油达47 L,减少二氧化碳排放123.6 kg。     

海水液压动力驱动的水下作业工具系统

对几种水下作业工具动力驱动方式的特点进行了分析比较，阐述了海水液压作业工具系统的优越性。介绍了海水液压作业工具系统的组成和工作原理。通过基础试验、理论分析及仿真研究，研制了额定工作压力为10MPa(最高工作压力为14MPa)的海水泵、海水液压马达、海水压力阀、海水流量阀等海水液压元件及水下作业工具系统，试验证明达到了设计要求。     

叉车负载重力势能回收

叉车在工作过程中,举升装置会产生重力势能,利用蓄能器回收负载的重力势能,将其转化为液压能储存起来,在下一个工作周期重新利用,有效优化叉车的工作效率。文中主要分析蓄能器初始充气压力、系统能量回收效率、蓄能器体积三者的关系,以找到在能量回收系统中三者的最优组合。     

捣固车外夹持液压回路中蓄能器充气压力优化

为了解决D08-32型捣固车作业一段时间后外夹持液压缸出现运动不稳定情况,分析外夹持液压系统,发现液压系统温度升高将使气囊式蓄能器中的充气压力上升,使蓄能器补油能力减弱,从而影响液压系统的稳定性。基于捣固车在作业过程中液压油温度不可避免会发生变化,优化蓄能器的充气压力,使外夹持液压缸的运动尽量在整个工作过程中保持稳定。     

船舶泊岸液压储能缓冲系统设计与仿真

针对海浪冲击码头船舶时,长时间会破坏船舶和码头及其附属装置,提出一种船舶泊岸液压储能缓冲系统,兼有储能和缓冲效果,利用液压缸往复运动吸收海浪对船舶的持续冲击,并通过蓄能器储存液压能;失速船舶泊岸过程,液压缸活塞缓冲吸收船舶失速冲击动能。给出了船舶泊岸液压储能机理和缓冲原理,基于AMESIM搭建了船舶泊岸液压储能过程和液压缓冲过程系统仿真模型,开展了系统储能特性和缓冲性能仿真分析,主要计算了蓄能器气囊储能量和缓冲过程储能率值,研究结果表明：船舶泊岸液压储能缓冲系统可有效储存海浪能,对失速船舶冲击具有缓冲作用;系统储能过程,蓄能器单次储能量可达15.8kJ;缓冲失速船舶过程,缓冲时间为1.1s,缓冲位移为0.66m,蓄能器储能率可达23%。     

卷板机液压系统的能量回收与节能管理研究

为有效改善卷板机液压系统的节流和溢流损失等问题，引入能量回收单元，对其节能效果进行研究。根据卷板机液压系统的工作原理，确立能量损失类型和计算方法，设计蓄能器控制方案。采用三腔液压缸作为动力执行元件，通过AMESim对能量回收单元的动态响应特性进行仿真。结果表明，能量回收单元能够将液压泵的功耗降低50%以上，蓄能器对液压缸的动力响应没有明显影响。     

张紧器液压夹紧系统稳定性分析及试验研究

张紧器液压夹紧系统的稳定性是张紧器能否正常工作的关键。通过对夹紧系统液压缸的动态特性分析,可知其具有良好的动态响应特性。利用张紧器液压夹紧系统试验台进行液压缸运行和夹紧试验,结果表明,液压缸运行过程压力稳定,夹紧过程因采用蓄能器和换向阀开启补压,压力稳定。     

液压蓄能器应用于摇摆台的仿真研究

蓄能器作为液压系统的重要辅件,其动态响应能力对于改善系统工作性能具有重要作用。为了吸收回路中产生的液压冲击,对摇摆台支撑装置中的液压元件起到保护作用,提高设备使用寿命,针对不同充气压力对于蓄能器吸收压力冲击能力的影响进行了仿真研究。将气囊式蓄能器分为气腔与液腔两部分,在分析工作过程中受力情况的基础上建立了蓄能器的数学模型。根据容腔节点法,利用Simulink建立了摇摆台支撑装置的仿真模型。仿真结果表明蓄能器对于液压系统中产生的压力冲击具有明显的吸收作用。     

突变负载下基于同步马达的液压同步举升系统研究

针对液压同步举升系统中的突变负载造成的压力脉动、流量变化、同步元件分流精度降低,导致的系统同步精度降低问题,提出以耐冲击、惯性小的同步马达为核心构成容积同步控制方案,采用蓄能器吸收压力脉动,设置补油阀消除液压缸下降时的吸空现象,利用溢流阀消除液压缸行程终点时的误差。针对具有突变负载且存在偏载的双缸液压同步举升系统,建立了基于AMESim的突变负载液压举升系统仿真模型。仿真结果表明:对于活塞杆有效行程为2.5 m、3次突变负载叠加作用于双缸液压同步举升系统,该方案能够使系统在突变负载作用于液压缸2 s后流量、压力趋于稳定,使系统同步精度达到±5 mm以内。     

液电混合驱动液压挖掘机动臂特性及能效研究

液压挖掘机作业时,动臂频繁升降,举升过程中工作装置集聚的大容量重力势能,在下降时经控制阀转换为热能耗散掉,不仅造成非常大的能量损失,也使油液温度快速升高,需附加额外的冷却装置进行散热,油温的升高也常常引发液压系统故障。为此,提出电动缸为主、液压缸-蓄能器组合为辅的液电混合动臂驱动解决方案。动臂下降时,工作装置的重力势能转化为液压能存储在蓄能器中;动臂举升时,存储在蓄能器的液压能驱动液压缸辅助电动缸驱动动臂,电动缸仅需驱动惯性载荷和物料重力。在研究中,建立了液电混合驱动动臂的试验样机,对其运行特性和能效特性进行了试验测试。结果表明,较无重力势能回收的进出口独立控制系统,相同工况下,液电混合驱动方式降低能耗达72.7%,显著提升了挖掘机动臂举升系统的能量效率。     

一台材料试验机液压系统的设计

该文介绍了一种利用蓄能器等普通液压元件,设计了较高精度的液压缸恒压加载液压系统.通过对蓄能器及其充气压力的合理选择和优化设置,从而实现液压缸输出力的高精度控制.     

基于液压变压器的挖掘机动臂势能再生系统

为了解决挖掘机工作装置下降时大量势能转化为热能的问题,提出一种以液压蓄能器为储能元件,通过液压变压器回收和再利用动臂势能的节能系统。分析了其结构原理,并以7t的挖掘机为研究对象,建立了工作装置机械结构和液压系统模型;在典型挖掘循环中对动臂液压缸速度、蓄能器液压变压器转速和排量等参数进行了数值仿真,并计算出动臂势能、回收能量、再利用能量和再生的流量等;对系统运行过程和能耗进行分析与对比,结果表明该系统运行状况良好,可显著提升节能效果,是挖掘机节能减排的有效途径。     

蓄能器在节能系统中的作用

一、蓄能器的作用液压系统中的蓄能器是一种能量储存装置,其主要作用是: 1.储存能量,作能源使用。工作时,将储存的由位能转化为压力能输出,在间歇操作或液压泵电机频繁启动的系统中可节省油泵动力。在停电、发生故障等紧急状态,作为动力源,可补偿液压回     

新型复式皮囊蓄能器动态性能分析

为改进皮囊蓄能器的动态性能, 提高其抑制液压流量脉动噪声及缓和负载变化压力冲击能力, 介绍了新型复式皮囊蓄能器的设计原理。从黏弹性力学出发, 建立了复式蓄能器动态性能方程组, 仿真分析新型蓄能器和旧式单皮囊蓄能器系统动态性能的差异。基于推导的广义Maxwell力学模型, 分析了新型动态系统的性能与其内部参数的联系。计算表明, 在低频及等温情况下, 新型复式蓄能器比旧式蓄能器能更好地吸收压力脉动和缓和压力冲击;新型蓄能器的复式结构提供更多可调节的内部参数, 也为提高液压系统工作性能准备了物质条件。     

势能回收再利用液压系统建模及控制策略研究

为了使势能回收再利用液压系统能够适用于实际作业中诸多工况,提出了一种应用于该系统的控制策略。以90t港口移动式高架起重机为例,归纳了工况的特点,给出了势能回收再利用液压系统的原理图,进而建立了AMESim-Simulink联合仿真模型,并确立了以蓄能器压力和二次元件排量为判断参数的控制策略。该控制策略设立了蓄能器压力和二次元件排量的各自上、下限,在作业过程中通过比较蓄能器实时压力、二次元件实时排量与其各自限值,实现节能回路和主回路接入与退出的自动控制。仿真结果表明,该控制策略在变蓄能器初始工作压力、变负载大小、变负载起降高度的诸多作业工况下,均能实现合理的势能回收与再利用,提高了势能回收再利用液压系统在实际应用中的普适性。     

基于AMESim的新型液压抽油机系统仿真

针对抽油机的工作特点,考虑到节能低碳的发展趋势,利用蓄能器储能的原理,提出了一种新型的节能抽油机液压系统。该系统可以回收利用下行程时抽油杆释放出来的重力势能并为回程时所用,具有显著的节能效果。采用AMESim软件建立仿真实验模型,分析了抽油机液压缸的行程与速度、蓄能器的压力及气体体积变化,为液压抽油机的参数优化选用提供理论依据。     

管拧机浮动夹紧装置液压减振系统分析

针对某钢管厂现有管拧机夹紧装置在生产过程中存在的缺陷和不足进行分析，设计出浮动式夹紧装置，增加了水平和竖直径向传力机构、液压减振系统两部分，使套管生产过程中对设备产生的额外的转矩和破坏力被液压减振系统充分吸收，从而达到提高产品质量和降低设备故障率的目的。该文介绍了管拧机浮动式夹紧装置的传力机构和液压减振系统的工作原理，并对液压减振系统进行了刚度分析，指出蓄能器的初始充气压力和容积是影响减振系统刚度的主要因素。     

双蓄能器液压再生制动系统制动特性研究

针对传统液压再生制动汽车在高强度制动工况下再生制动特性差的问题,对系统的再生制动过程进行了研究,提出了一种用两个初始压力不同的小容积蓄能器作为液压再生制动系统储能单元的方法。搭建了液压再生制动系统试验台架,通过台架实验分析了蓄能器各主要参数对再生制动过程的影响,在ADVISOR平台中搭建了双蓄能器并联式液压再生制动车辆模型,对系统的制动特性进行了仿真研究。研究结果表明:液压再生制动系统提供的制动力矩与蓄能器压力成线性关系,且蓄能器体积越小,压力上升越快;采用双蓄能器进行液压再生制动可有效增大系统再生制动力矩的取值范围,提高系统能量回收效率。