挖掘机械

正单斗挖掘机GJ20164040液压挖掘机回转制动能的间接回收系统[刊,中]/柯坚…//液压与气动.-2016,(4).-67~72为了回收挖掘机回转机构制动时损失的可回收能量,提出了一种制动能的间接回收系统,回收的能量储存在蓄能器中,用于下次的回转启动。通过AMESim软件对该系统进行建模仿真分析表明:提出制动能间接回收系统能够实现回转制动能的回收再利用,实现     

液压挖掘机制动能量的回收系统

针对传统液压挖掘机回转系统能量损失严重的问题,提出并设计一套液压挖掘机回转制动能量回收系统。分析该系统工作原理,以及液压蓄能器的参数匹配,通过AMESim软件建立模型,并进行仿真分析。仿真结果表明:该回转制动能量回收系统使挖掘机回转系统的节能效率达到50%左右,蓄能器进行能量回收的效率达到66.9%,回收能量再利用效率为50.3%,实现了节能减排的目的。     

液压挖掘机液能回收再利用节能装置测控系统

液压挖掘机动臂下降重力势能和回转制动动能均以节流和溢流的形式转化为了油液的热能,严重影响整机能效,亟需提高液压挖掘机液压系统的效率。针对这一问题,提出了基于三腔蓄能器的挖掘机液能回收再利用的节能装置方案,可以回收挖掘机动臂势能和回转制动动能,用于驱动动臂举升。首先,介绍了节能装置的工作原理。其次,设计并开发了节能装置的测控系统,采用CoDeSys编写了下位机控制器程序,直接控制节能装置的动作实现能量回收和再利用;运用C#语言开发了上位机程序进行节能装置电控系统和液压系统的模拟调试和数据监控,并实现了节能装置的远程无线通讯功能。试验结果表明：该测控系统实现了对插装阀开闭和比例节流阀开度的快速、精准控制;达到了对节能装置远程控制和数据实时采集的目标;节能装置的动臂势能回收效率为84.9%,动臂节能效率为52.8%,回转制动工况下的动能回收效率为41.1%。     

基于二次调节技术的液压挖掘机回转系统节能仿真研究

当前传统液压挖掘机在一次工作循环中,回转过程的能量消耗约占总能量消耗的25%~40%,其中回转动能很大一部分都通过溢流阀损失,最终以热能的形式而散发掉。为此,该文基于二次调节技术构建液压挖掘机回转系统,利用仿真软件AMESim建立了整个系统的仿真模型,并根据液压挖掘机回转90度的典型工况,进行挖掘机回转制动能量回收效率的节能仿真研究,结果表明:系统总的制动能量回收效率可达到η=62.4%,在相同的工况下比普通液压挖掘机节能24.7%。与此同时,该文应用该仿真模型,对影响能量回收效率的因素进行定性研究,结果表明:随着转动惯量的增大或系统压力提高,能量回收效率η及节能效率η_s均增大;而随着蓄能器容积的增大,能量回收效率η几乎不变,节能效率η_s明显减小。     

液压混合动力挖掘机回转能量回收系统的设计和控制

为了解决挖掘机在回转阶段的能量回收再利用问题,基于压力共轨(CPR)液压混合动力技术设计了一个采用两个蓄能器的闭式回转制动能量回收系统。考虑到气体温度与热传递对蓄能器工作状态的影响,建立了系统的数学模型。为了提高回转制动的平稳性,减少回转装置的能量损失,设计了自适应模糊滑模控制器对回转速度进行跟踪控制。在Matlab平台上对系统进行仿真,结果表明:自适应模糊滑模控制器有较好鲁棒性、稳定性,可平稳控制回转装置;采用该系统可消除压力共轨系统二次元件之间的压力扰动,能够实现高达49.8%的再生能量用于驱动回转系统,比同吨位的液压挖掘机节能16.7%。     

全液压塔机回转系统能量再生与应用研究

全液压塔机通常带载回转,转动惯性大。回转制动时,转台惯性动能会导致系统油路压力冲击,最终以热能形式散失造成能量浪费并使油温升高,致使系统性能下降。利用蓄能器和泵/马达二次元件给出一种塔机回转制动能量回收及再利用系统,回转制动的惯性能量回收后用于塔机散热系统的辅助动力,以避免回收能量对系统主回路运行产生影响。仿真结果表明,与原回转液压系统相比,该系统回转制动过程更加平稳,能够保证制动精度,回收的制动惯性能量用于塔机散热系统辅助可节能17.48%。     

蓄能器在液压挖掘机能量回收中的仿真研究

液压挖掘机在工作过程中存在着较大的能量损失,其原因是其转台转动惯量大且需要频繁启动和制动,故而进行能量回收方面的研究有着较为重要的意义。针对液压挖掘机回转液压系统,采用蓄能器进行能量回收,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。同时,对液压挖掘机能量回收系统中的蓄能器参数的选择进行了分析。在此基础上对节能方法的能量回收机理进行了分析,并利用AMESim软件进行了仿真试验,结果表明,该节能系统节能效果较为明显,液压挖掘机能耗得到了降低。     

挖掘机械

<正>单斗挖掘机GJ20156046液压混合动力挖掘机回转能量回收系统的设计和控制[刊,中]/胡均平…//机械科学与技术.—2015,34,(12).—1~6为了解决挖掘机在回转阶段的能量回收再利用问题,基于压力共轨(C PR)液压混合动力技术设计了一个采用两个蓄能器的闭式回转制动能量回收系统。考虑到气体温度与热传递对蓄能器工作状态的影响,建立了系统的数学模型。为了提高回转制动的平稳     

液压挖掘机节能措施及混合动力系统方案

针对挖掘机运行过程中所产生的各种功率损失,分析了现有挖掘机系统的优缺点,综述了挖掘机液压系统节能措施的现状。根据液压泵/马达四象限的工作特性和液压变压器的特点,提出了基于回转装置和基于CPR网络的液压混合动力挖掘机系统的设计方案,采用液压泵/马达回收挖掘机回转/旋转运动制动动能,采用液压变压器回收挖掘机直线运动势能,实现发动机——液压泵——负载之间的合理匹配,能够解决现有挖掘机的传动效率和能量利用率低的问题。     

液压挖掘机回转能量回收系统研究

为提高液压挖掘机的能量利用率,提出一种以液压蓄能器为储能元件的回转能量回收系统;对回收系统的主要元件进行数学建模,并在此基础上搭建回收系统仿真模型;对回收能量的再利用方案合理性、蓄能器参数对系统能量回收与再利用的影响以及增加能量回收系统后整机的操控性进行仿真评价。仿真结果表明:该能量回收系统在单回转工况下能够实现整机41.99%的能量回收与再利用,且能保证整机的良好操控性能。最后,通过实验验证能量回收与再利用方案的可行性以及仿真模型的正确性。     

旋挖钻机主卷扬势能回收系统动态特性研究

由于旋挖钻机主卷扬结构具有较大的重力势能,因此为了减少发动机的燃油消耗量将采用二次元件泵和蓄能器引入到势能回收系统中,设计了一套主卷扬势能回收液压系统以及整套系统的逻辑门限能量控制策略并对其上升和下放作业过程的动力学性能进行了仿真研究,并评估了新系统的节油效果。仿真结果表明:平衡阀的节流孔径越小,出口压力波动越大;弹簧刚度对阀芯的动态性能影响较小,出口的压力发现三种弹簧刚度下均存在较大的波动。蓄能器能够起到回收势能和按需要释放的功能,势能回收效率超过了50%。相比于传统系统燃油经济性提高了35.4%,具有较好的节油能力。研究结果对旋挖钻机的节能减排具有非常重要的现实意义。     

蓄能器在挖掘机节能驱动系统中的仿真研究

液压挖掘机在工作过程中频繁的启动和制动造成很大的能量损失,文中将二次调节技术应用到挖掘机回转液压系统中,利用蓄能器进行能量回收,在必要的时候进行释放,可实现转台能量的回收和再利用.通过AMEsim软件进行仿真试验,判别蓄能器在新的液压系统中的设计是否合理、能否达到节能的目的.     

Modeling and simulation of hydrostatic transmission system with energy regeneration using hydraulic accumulator

A new hydraulic closed-loop hydrostatic transmission (HST) energy-saving system is proposed in this paper. The system improves the efficiency of the primary power source. Furthermore, the system is energy regenerative, highly efficient even under partial load conditions. It can work in either a flow or pressure coupling configuration, allowing it to avoid the disadvantages of each configuration. A hydraulic accumulator, the key component of the energy regenerative modality, can be decoupled from or coupled to the HST circuit to improve the efficiency of the system in low-speed, high-torque situations. The accumulator is used in a novel way to recover the kinetic energy without reversion of fluid flow. Both variable displacement hydraulic pump /motors are used when the system operates in the flow coupling configuration so as to enable it to meet the difficult requirements of some industrial and mobile applications. Modeling and a simulation were undertaken with regard to testing the primary energy sources in the two configurations and recovering the energy potential of the system. The results indicated that the low efficiency of traditional HSTs under partial load conditions can be improved by utilizing the pressure coupling configuration. The round-trip efficiency of the system in the energy recovery testing varied from 32% to 66% when the losses of the load were taken into account.     

基于AMESim的纯电动汽车液压再生制动系统的研究

为提高纯电动汽车制动时的再生制动能量回收率与汽车起步加速的动力性能,通过比较各种再生制动能量回收方案与储能方式,提出了在纯电动汽车的蓄电池回收制动能量的基础上加设液压制动能量回收系统。应用PID控制,在ECE-15循环工况下进行了仿真,并分析了整车的动力性能与能量的回收利用率。研究结果表明,在纯电动汽车上利用液压再生制动系统能够显著地提高整车的起步加速能力,并增加汽车的续驶里程28%左右。     

合理选择关键参数提高液压再生制动能量回收率

针对半挂车制动器磨损严重、能量损耗等问题,对半挂车的再生制动系统进行了研究,提出了液压蓄能器式再生制动系统。通过建立仿真模型,并针对制动与驱动工况建立数学模型,分析蓄能器容积与预充压力、泵/马达排量对液压再生制动系统的影响。研究结果表明,增大泵/马达排量,能提升制动能量回收效率;制动能量回收效率随着蓄能器的容积大小而不同;蓄能器预充压力增大,制动距离短,但不利于制动能量的回收与驱动位移的增加。再生制动系统能增加半挂车的行驶位移,提高燃油经济性,为液压混合动力研究提供了参考。     

电动叉车势能回收系统研究

提出一种基于发电机及超级电容器的电动叉车势能回收系统方案,给出了该系统的控制策略并进行了参数匹配设计。利用AMESim和MATLAB进行了势能回收效率仿真分析,最后通过实车试验检验了仿真模型的有效性和仿真结果的正确性。仿真和试验结果表明,所设计的电动叉车势能回收系统参数匹配合理,能量回收效果明显。     

Hydraulic regenerative braking system studies based on a nonlinear dynamic model of a full vehicle

To obtain a reasonable match of the main parameters of a hydraulic regenerative braking system and to improve the energy recovery efficiency, this paper establishes the corresponding mathematical models and testbed for a hydraulic regenerative braking system. The proposed system is analysed and verified through simulation and experiments. Then, the linear and nonlinear mathematical models of a full vehicle are built, with joint simulation of the hydraulic regenerative braking system, and the influence of the hydraulic regenerative braking system on braking performance under different running conditions is discussed. The results indicate that the deviations in the simulation results between the linear and nonlinear dynamic models are very small. When the brake deceleration and road adhesion coefficient are 0.2, deviations are within 1.38 %. With an increase in the braking deceleration and road adhesion coefficient, the deviations in braking time and distance between the systems become larger and larger. When the braking deceleration and road adhesion coefficient are 0.7, the deviation reaches 30 %. Finally, with braking energy recovery efficiency and braking distance as the optimization objectives, the nonlinear braking energy recovery system parameters are optimized. After optimization, the energy recovery efficiency of the nonlinear system reaches 76.3 %, and the braking distance is 22.8 m.     

基于电液协调式挖掘机复合动作能量回收研究

为了更好地实现液压挖掘机动臂与转台复合动作时的能量回收,对比了不同回收方式下的能量回收系统方案。在AMESim软件中分别建立液压式、电力式以及电液协调式能量回收系统的仿真模型,通过仿真分析综合比较,提出了一种基于蓄能器-液压马达-发电机的液压挖掘机电液协调式能量回收系统。研究结果表明:该系统的能量回收率达到了45.47%,能量再利用率达到了47.37%;能耗小,能量回收及再利用效率高,能更好地实现动臂与转台复合动作时的能量回收。     

液压挖掘机动臂势能复合式再生系统的研究

为提高液压挖掘机的能量利用率,提出了一种新型复合式动臂势能回收方法。把动臂下落时的回油腔通过回转马达连接到1个蓄能器上,动臂下落时的势能一部分转化为蓄能器的液压能,在动臂提升时蓄能器的液压能转化为动臂的势能;一部分通过发电机转化为电能,储存在超级电容中。蓄能器的压力用来辅助驱动回转泵的转动,这样就可以减少回转马达功率的输入,通过调整马达的排量来控制动臂提升和下落的速度,利用2个液控单向阀来实现系统的保压。这种方法没有节流和溢流损失,回收效率高。通过仿真验证了方法的可行性,实现了动臂势能的回收,为动臂势能回收的实际应用提供了参考。     

采煤机截割部二次调节液压加载试验台

针对采煤机截割部加载试验能耗大、能量回收利用困难等问题,提出一种基于二次调节技术的具有能量回收功能的液压封闭式加载系统方案。该系统采用一对二次元件并联于恒压网络的对称式结构,实现被试件的驱动、模拟加载和能量的回收再利用。详细介绍了系统的总体结构、模拟加载系统的工作原理及其控制系统组成。以350kW装机功率进行了仿真和试验研究,试验结果表明：该能量回收加载系统具有良好的静态、动态特性和转速、转矩调节功能,高负载工况功率回收率达40%以上,节能效果显著。