油液混合動力挖掘機能量回收系統(tǒng)設(shè)計及控制策略研究.pdf

1、目前挖掘機的傳統(tǒng)節(jié)能技術(shù)研究已經(jīng)成熟，而新興的油電混合動力挖掘機受限于技術(shù)開發(fā)難度、成本等原因，尚未引起足夠的市場認(rèn)可。本文結(jié)合國家科技支撐計劃“基于挖掘機能量回收的液壓混合動力節(jié)能技術(shù)研究及應(yīng)用(課題編號:2015BAF07806)”，以某21t液壓挖掘機為研究對象，基于能量回收技術(shù)，提出一種以蓄能器為和液壓輔助馬達(dá)為主要元件，回收動臂下降勢能和回轉(zhuǎn)制動動能的油液混合動力系統(tǒng)，并完成系統(tǒng)的研制。根據(jù)元件的數(shù)學(xué)模型，搭建AMESim/S

2、imulink聯(lián)合仿真模型。提出四種節(jié)油控制策略，并仿真對比各控制策略的節(jié)油效果。最后通過實車試驗驗證系統(tǒng)的操控特性及節(jié)油效果。結(jié)果表明:具有能量回收的油液混合動力系統(tǒng)挖掘機節(jié)油率可達(dá)14.7％，且操控特性滿足使用要求，應(yīng)用前景良好。本論文的研究為油液混合動力系統(tǒng)挖掘機的研發(fā)提供了參考。論文分為以下幾個部分:
　　第1章介紹了課題背景和意義，闡述了液壓挖掘機傳統(tǒng)節(jié)能技術(shù)、混合動力節(jié)能技術(shù)的原理、分類及研究現(xiàn)狀，提出了已有研究的不足

3、，并介紹了課題的來源及本文的主要研究內(nèi)容。
　　第2章根據(jù)普通挖掘機的工作原理、工況，分析了能量回收來源和可回收有效體積，對比現(xiàn)有油液混合動力系統(tǒng)的優(yōu)缺點，設(shè)計了一套以蓄能器和液壓輔助馬達(dá)為主要元件的油液混合動力系統(tǒng)，分析了系統(tǒng)的工作原理，并介紹了油液混合動力系統(tǒng)對挖掘機操控特性的影響。
　　第3章對油液混合動力系統(tǒng)關(guān)鍵元件進行選型、并完成系統(tǒng)的參數(shù)匹配;根據(jù)各元件的工作原理，建立了油液混合動力系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并以此搭建AM

4、ESim/Simulink聯(lián)合仿真模型。
　　第4章介紹了油液混合動力系統(tǒng)節(jié)油控制策略原理，設(shè)計定排量釋放和變排量釋放控制策略，并仿真對比各控制策略的節(jié)油效果。
　　第5章搭建了油液混合動力系統(tǒng)挖掘機樣機，介紹了主要元件的安裝，完成了基于Codesys軟件和EPEC2023控制器的油液混合動力系統(tǒng)電控程序及基于LabVIEW的數(shù)據(jù)采集程序的設(shè)計，并完成操控特性和節(jié)油效果實車試驗，試驗表明，本文設(shè)計的油液混合動力系統(tǒng)滿足挖掘機