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液压挖掘机工作机构的动臂势能回收

济南大学学报（自然科学版） 2018年第4期32卷 297-304页

作者：付春雨邹广德山东理工大学交通与车辆工程学院山东淄博255049

针对液压挖掘机动臂机构下放时产生大量能量损失问题,提出一种利用蓄能器作为储能元件的新型动臂势能回收液压系统;应用ADAMS和AMEsim软件建立该势能回收系统的联合仿真模型,通过实车试验对仿真结果进行验证,针对柱塞马达转速大及能量... 详细信息

针对液压挖掘机动臂机构下放时产生大量能量损失问题,提出一种利用蓄能器作为储能元件的新型动臂势能回收液压系统;应用ADAMS和AMEsim软件建立该势能回收系统的联合仿真模型,通过实车试验对仿真结果进行验证,针对柱塞马达转速大及能量转换机构效率低这一问题,对势能回收液压系统进行改进,对柱塞马达进行参数匹配。结果表明:动臂势能回收率为22.6%;仿真与试验结果的误差为8.84%,论证了液压系统的合理性,以及联合仿真模型准确、可信性;柱塞马达最大转速由3 626.5 r/min减小至2 955.1 r/min,能量转换机构的效率由85%增大至91%。

关键词：液压挖掘机动臂势能回收蓄能器联合仿真柱塞马达

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基于蓄能器的动臂势能回收系统仿真研究

液压与气动 2015年第6期39卷 52-55,62页

作者：夏连鹏葛磊黄家海权龙新型传感器与智能控制教育部与山西省重点实验室(太原理工大学) 山西太原030024

液压挖掘机一直以来都存在能量利用率不高的问题,在动臂下降过程中,动臂势能大部分通过液压系统转换成热能浪费掉。研究了一种以蓄能器为储能元件的动臂势能回收系统,分析了其工作原理,建立了挖掘机工作装置的Simulation X多体动力学仿... 详细信息

液压挖掘机一直以来都存在能量利用率不高的问题,在动臂下降过程中,动臂势能大部分通过液压系统转换成热能浪费掉。研究了一种以蓄能器为储能元件的动臂势能回收系统,分析了其工作原理,建立了挖掘机工作装置的Simulation X多体动力学仿真模型进行仿真研究,并讨论了蓄能器参数对能量回收效果的影响。仿真结果表明,该系统能够实现动臂势能回收,达到了较好的节能效果。

关键词：液压挖掘机蓄能器动臂势能回收

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混合动力挖掘机动臂势能回收研究

混合动力挖掘机动臂势能回收研究

作者：李铁辉中南大学

学位级别：硕士

能量回收技术是液压挖掘机节能研究中一个重要的方向,混合动力技术在汽车上的成功应用,为其在工程机械上推广奠定了基础。目前混合动力挖掘机动臂势能回收研究仍然处于初级阶段,本文以混合动力挖掘机动臂势能回收为目的,从方案设计、控... 详细信息

能量回收技术是液压挖掘机节能研究中一个重要的方向,混合动力技术在汽车上的成功应用,为其在工程机械上推广奠定了基础。目前混合动力挖掘机动臂势能回收研究仍然处于初级阶段,本文以混合动力挖掘机动臂势能回收为目的,从方案设计、控制方法、参数匹配及试验设计等方面开展研究,为混合动力挖掘机势能回收系统的设计提供参考依据。本文分析了国内外液压挖掘机节能研究现状与已有混合动力挖掘机势能回收系统的研究现状,设计一种基于液压蓄能器与超级电容双储能元件的复合势能回收方案。根据挖掘机实际作业工况提出了单回收和双回收两种能量回收模式,并分别给出控制方法。建立和推导了动臂势能回收方案的数学模型,利用Pro/e、Adams以及AMESim软件建立了势能回收系统的机电液联合仿真模型;采用基于多目标优化法的方法对混合动力挖掘机势能回收系统进行参数匹配,将匹配前后的参数代入仿真模型中进行对比分析,仿真结果表明匹配效果良好,势能回收率达89.97%。利用匹配后的参数,将电机的控制力矩进行分段控制,并采用PID经典控制对分段控制策略进行优化,分别进行仿真,结果得出其势能回收率分别达91.14%和95.18%,表明该电机控制力矩控制策略具有良好的效果。将试验样机数据与仿真相关数据进行对比,验证了仿真模型的正确性;以现有试验条件搭建势能回收系统试验平台,以Labview为编程环境编写试验测试用的数据采集程序,通过对试验数据进行分析,证明了势能回收系统及控制方法的可行性,并得出该试验条件时系统的势能回收率为47.69%。

关键词：混合动力挖掘机动臂势能回收蓄能器超级电容参数匹配

大型矿用液压挖掘机动臂势能回收与再利用仿真及试验研究

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矿山机械 2017年第5期45卷 20-25页

作者：郭勇倪秀衡郝鹏李林岩吴钪中南大学高性能复杂制造国家重点实验室湖南长沙410083 山河智能装备股份有限公司国家级企业技术中心湖南长沙410100

为了提高大型矿用液压挖掘机的能量利用率,基于液压挖掘机三泵系统的设计思路,提出了一种新的动臂势能回收与再利用系统。该系统的蓄能器回收动臂下放时释放的重力势能,用于上车回转的驱动。对该系统主要元件进行建模,并搭建系统的AMESi... 详细信息

为了提高大型矿用液压挖掘机的能量利用率,基于液压挖掘机三泵系统的设计思路,提出了一种新的动臂势能回收与再利用系统。该系统的蓄能器回收动臂下放时释放的重力势能,用于上车回转的驱动。对该系统主要元件进行建模,并搭建系统的AMESim仿真模型,仿真结果验证了系统的可行性。搭建系统的试验平台,进行试验测试。试验数据表明:在同等条件下,试验样机同传统液压挖掘机相比,发动机输出功率的波动幅度减小了15%,油耗降低了7.5%。

关键词：矿用液压挖掘机动臂势能回收蓄能器复合动作

矿用单斗液压挖掘机动臂势能回收稳定控制方法

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兰州工业学院学报 2021年第1期28卷 62-66页

作者：蒋强安徽职业技术学院机械工程学院安徽合肥230001

为提高矿用单斗液压挖掘机动臂势能回收稳定控制效果,提出一种稳定控制方法.通过平衡挖掘机动臂负载波动,确定动臂势能回收压力控制目标,采用速度反馈控制确保吊臂下降速度的稳定性,完成了矿用单斗液压挖掘机动臂势能回收稳定控制.试验... 详细信息

为提高矿用单斗液压挖掘机动臂势能回收稳定控制效果,提出一种稳定控制方法.通过平衡挖掘机动臂负载波动,确定动臂势能回收压力控制目标,采用速度反馈控制确保吊臂下降速度的稳定性,完成了矿用单斗液压挖掘机动臂势能回收稳定控制.试验结果表明:该稳定控制方法在挖掘机动臂空载(0 kg)、半载(250 kg)和满载(500 kg)3种工况下均能保证较低的油耗,证明该方法具有较好的控制效果.

关键词：单斗液压挖掘机动臂势能回收稳定控制蓄能器

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挖掘机液压系统节能匹配研究

挖掘机液压系统节能匹配研究

作者：魏洪旭长安大学

学位级别：硕士

液压挖掘机是一个非常重要的土方机械，因其功能强、作业效率高，适应性好而被广泛的应用于公路、铁路、市政、水利等方面的建设中。同时，液压挖掘机也是一种耗能比较高的机械，在施工过程中有一部分能量损失而不能得到利用，因此，对... 详细信息

液压挖掘机是一个非常重要的土方机械，因其功能强、作业效率高，适应性好而被广泛的应用于公路、铁路、市政、水利等方面的建设中。同时，液压挖掘机也是一种耗能比较高的机械，在施工过程中有一部分能量损失而不能得到利用，因此，对液压挖掘机节能技术的研究显得尤为重要，提高挖掘机的能量利用率成为了当今液压挖掘机发展的重要趋势。本文以当前某公司的20t液压挖掘机为研究对象，对液压系统功率匹配及节能进行了研究，主要研究内容如下：（1）在查阅国内外有关挖掘机液压系统匹配及节能控制技术文献的基础上，对当前国内外在液压挖掘机上广泛使用的液压系统匹配及节能控制技术进行了分析，同时结合挖掘机的工作特点及作业环境，分析挖掘机能量损失的主要原因。（2）液压挖掘机在作业过程中分为重载、标准载荷以及轻载三种，根据这三种典型的工况，在综合发动机—液压系统—负载的效率与响应速度的基础上，提出相关的控制策略及控制方法，找出最佳的控制参数，并分析该参数的控制效果。（3）针对液压挖掘机的发动机响应特性，燃油经济性，液压系统效率以及操作手在施工过程中对操作性能的要求进行分析，将液压挖掘机的柴油机、液压系统和负载作为一个适时变化的系统来研究，通过液压挖掘机的分工况控制，液压泵的恒功率控制和柴油机的怠速控制来实现节能的目的。（4）以理论研究为基础，对所设计的挖掘机动臂能量回收系统进行原理分析并搭建仿真模型，运用AMESim仿真软件，通过传感器对系统的流量和压力进行数据采样和数据传输，将采集信号输入电子控制系统，电子控制系统发出指令完成对各元件的调控，对液压系统进行模拟仿真运算。并对运算结果进行可行性分析，验证了方案的有效性。

关键词：液压挖掘机功率匹配动臂势能回收节能 AMESim

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液压挖掘机工作装置节能系统设计与仿真研究

液压挖掘机工作装置节能系统设计与仿真研究

作者：闫磊西安建筑科技大学

学位级别：硕士

随着挖掘机使用量的不断增多，各种因挖掘机而产生的问题也随之而来，其中挖掘机的高能耗、高污染是其中两大主要问题，目前，各挖掘机制造厂商和科研院所都在研究挖掘机的节能降耗措施，试图通过各种途径来解决这两大问题。当下的主... 详细信息

随着挖掘机使用量的不断增多，各种因挖掘机而产生的问题也随之而来，其中挖掘机的高能耗、高污染是其中两大主要问题，目前，各挖掘机制造厂商和科研院所都在研究挖掘机的节能降耗措施，试图通过各种途径来解决这两大问题。当下的主要研究成果有二次调节静液传动技术、混合动力技术、流量再生技术、液压节能控制系统技术、动臂势能回收技术等。本文同过分析现有的动臂势能回收技术，提出了一种挖掘机工作装置势能回收再利用的挖掘机节能方案，此方案可以把动臂下降产生的势能转换为电能储存在超级电容中，待转台回转时释放，用于驱动转台的回转。在此方案中，以保证转台旋转最佳转速和最佳旋转加速度为前提，根据超级电容荷电状态（SOC）调节回转比例溢流阀的调定压力，通过调定回转比例溢流阀的调定压力在回转电机和回转马达之间进行了转矩分配。转台的驱动模式分为液压马达驱动和回转电机辅助驱动两种工作模式，根据超级电容的荷电状态（SOC）制定了两种种工况下的转换策略。在动臂势能回收部分中，对动臂的下降速度进行了速度反馈控制，确保了动臂下降速度的恒定，提高了能量回收率并且降低了动臂下降末时的冲击。最后以柳工CLG922LC型挖掘机为例，在simulatioX仿真环境下搭建了工作装置节能方案的仿真平台，研究了液压挖掘机在一个标准工作循环下的节能效果，仿真研究结果表明，在一标准周期内该系统在转台回转工况下可最大节省燃油3.98%。具有一定的节能效果。

关键词：液压挖掘机动臂势能回收动臂速度反馈控制回转电机辅助驱动 simulationX

全液压动臂塔机变幅机构能量回收液压系统研究

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机电产品开发与创新 2022年第5期35卷 11-14页

作者：费烨肖楠杨妍沈阳建筑大学机械工程学院辽宁沈阳110168

动臂塔式起重机在变幅下降工况中,吊钩和动臂处于负值负载工况,下降的重力势能很大程度上消耗在平衡阀。平衡阀消耗的势能产生有害热量,使得液压回路油液的温度升高,这些下降的势能也被损耗,对液压回路的动态特性有不利影响。本文在原... 详细信息

动臂塔式起重机在变幅下降工况中,吊钩和动臂处于负值负载工况,下降的重力势能很大程度上消耗在平衡阀。平衡阀消耗的势能产生有害热量,使得液压回路油液的温度升高,这些下降的势能也被损耗,对液压回路的动态特性有不利影响。本文在原机构马达钢丝绳变幅工作原理基础上,新增辅助液压缸,利用多级蓄能器储存下降工况势能。能量不再被平衡阀消耗掉,大部分存入蓄能器,再释放到其他机构辅助工作。借助AMESim建模仿真,证明了辅助液压缸系统回收能量的可行性。

关键词：动臂塔式起重机变幅系统动臂势能回收