復(fù)合動作工況下液壓挖掘機動臂與轉(zhuǎn)臺節(jié)能技術(shù)研究.pdf

1、工程機械行業(yè)發(fā)展前景良好，液壓挖掘機作為其主要機種，有著巨大的市場需求。然而其環(huán)境不友好的特點，促使挖掘機向著節(jié)能環(huán)保的方向發(fā)展，使得液壓挖掘機節(jié)能技術(shù)成為各大工程機械廠商研究的熱點。為提高挖掘機節(jié)能效果，論文提出一種采用蓄能器和蓄電池儲能的液壓挖掘機動臂與轉(zhuǎn)臺能量回收系統(tǒng)，實現(xiàn)了動臂下降與回轉(zhuǎn)制動復(fù)合動作下的能量回收。對系統(tǒng)進行方案設(shè)計、元件選型和參數(shù)匹配、模型建立和對比仿真分析、以及參數(shù)影響和實驗驗證等方面的研究。論文主要內(nèi)容劃分如

2、下:
　　1.介紹當前液壓挖掘機節(jié)能相關(guān)的研究進展。通過論述并分析挖掘機液壓系統(tǒng)、動臂、轉(zhuǎn)臺以及多工作裝置等方面的節(jié)能技術(shù)研究現(xiàn)狀，得出其中不足，進而確定本課題的研究內(nèi)容。
　　2.對提出的系統(tǒng)進行方案設(shè)計。對動臂下降勢能回收模塊、轉(zhuǎn)臺制動能量回收模塊以及能量存儲與釋放模塊進行方案設(shè)計，遵照總體設(shè)計要求，整合各模塊方案，設(shè)計出電液協(xié)調(diào)式能量回收系統(tǒng)，完成系統(tǒng)方案設(shè)計。
　　3.對系統(tǒng)主要元件進行選型及參數(shù)匹配。以某型7

3、噸級液壓挖掘機為實例，對動臂和轉(zhuǎn)臺主要元件、蓄能器、回收馬達和發(fā)電機的型號及具體參數(shù)進行匹配，為接下來的系統(tǒng)節(jié)能研究做好準備。
　　4.對系統(tǒng)進行仿真研究。建立系統(tǒng)模型并設(shè)置各項參數(shù)，制定仿真動作和控制策略并仿真，結(jié)果表明:參數(shù)合理匹配前提下，相比于可回收能量，回轉(zhuǎn)制動綜合能量回收率為61.3％，動臂下降綜合能量回收率為27.3％;系統(tǒng)總的能量回收率為44.9％，再利用率為47.2％，節(jié)能效果良好。在僅改變系統(tǒng)儲能元件的前提下，搭

4、建相應(yīng)的系統(tǒng)模型，對液壓式能量回收系統(tǒng)和電力式能量回收系統(tǒng)進行仿真分析，并與原系統(tǒng)進行綜合比較。
　　5.關(guān)鍵參數(shù)對系統(tǒng)節(jié)能的影響研究。為指導參數(shù)優(yōu)化，提高系統(tǒng)節(jié)能表現(xiàn)，基于仿真分析，研究關(guān)鍵參數(shù)與系統(tǒng)回收能量的關(guān)系。系統(tǒng)仿真時通過改變蓄能器初始容積和壓力、回收馬達排量、節(jié)流閥的有無及其孔徑等關(guān)鍵參數(shù)，得出各參數(shù)對系統(tǒng)能量回收率的影響。同時為提高系統(tǒng)的控制性能，對動臂下降和回轉(zhuǎn)制動進行了改進。
　　6.蓄能器參數(shù)對系統(tǒng)節(jié)能影