轮式装载机节能液压系统设计及控制策略研究
本文关键词:轮式装载机节能液压系统设计及控制策略研究 出处:《吉林大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
更多相关文章: 轮式装载机 全液压转向系统 工作装置液压系统 节能 控制策略
【摘要】:轮式装载机因动作灵活、对工作环境要求低、单次装卸量大而被广泛应用于工程领域,但作为典型的高能耗工程车辆在节能减排的大背景下受到广泛关注,轮式装载机的转向及工作装置液压系统因能量利用率较低而成为节能研究的重点。节能的目的不仅仅在于提高能量利用率,更重要的意义在于取得一系列降低使用成本的效果,因此本文结合“多动力源混合驱动工程车辆的全工况极值载荷谱度量与外推智能优化(No.5137522)”项目(国家自然基金项目),基于串联式混合动力车辆思想,采用囊式蓄能器作为辅助动力源,设计节能液压系统并提出相应控制策略,并且通过仿真与实验进行验证。本文的主要研究内容如下:1.以传统工作装置与全液压转向系统为基础设计了一套节能液压系统。该液压系统在传统全液压转向与工作装置液压系统的基础上,加装蓄能器作为辅助动力源,与传感器、电磁换向阀、控制器等组合构成节能液压系统,实现系统供给功率与负载需求功率相匹配,达到减小溢流损失、提高整车效率的目的。2.结合节能液压系统构型与轮式装载机作业周期短、规律性强的特点,采用开关—功率跟随的控制方法制定控制策略。将控制策略划分为转向系统工作模式、工作装置动作模式以及怠速模式,优先保证转向,模式之间相互联系,保证转向液压缸与工作装置液压缸的动作正常。3.测量ZL30B型轮式装载机工作装置液压系统与全液压转向系统多工况下系统中压力、流量、温度与液压缸活塞位移等信号,并对测试结果进行分析计算,得出各工况下全液压转向与工作装置液压系统的效率。4.在AMEsim与Simulink联合仿真环境下,结合转向器、多路阀等关键构件的工作原理,建立原始液压系统模型并与测试数据进行对比,证明模型的正确性。对关键部件进行选型并基于原始液压系统模型搭建节能液压系统及其控制策略模型,经过仿真分析验证了节能液压系统构型与控制策略的合理性。5.进行了实验验证,测试数据显示该节能液压系统与原始液压系统相比,能量利用率有显著提高。仿真与测试数据表明,本文提出的节能液压系统与控制策略在保证转向与工作装置液压系统正常工作的同时,实现了效率的大幅提升。
[Abstract]:Wheel loader is widely used in engineering field because of its flexible operation, low working environment and large single loading and unloading. However, as a typical high energy consumption engineering vehicle, it is widely concerned about under the background of energy saving and emission reduction. The steering and working device of wheel loader has become the focus of energy conservation research because of its low energy utilization ratio. The purpose of energy saving is not only to improve energy utilization ratio. More important is to achieve a series of results to reduce the cost of use. Therefore, this paper combines the project of "full condition extreme load spectrum measurement and extrapolation intelligent optimization of multi-power hybrid drive engineering vehicles" (National Natural Fund project). Based on the idea of series hybrid electric vehicle, the sac accumulator is used as the auxiliary power source to design the energy saving hydraulic system and put forward the corresponding control strategy. The main contents of this paper are as follows:. 1. A set of energy-saving hydraulic system is designed on the basis of traditional working device and full hydraulic steering system, which is based on the traditional hydraulic system of full hydraulic steering and working device. Add accumulator as auxiliary power source, and the combination of sensor, electromagnetic directional valve, controller and so on to form an energy-saving hydraulic system, to achieve the system supply power and load demand power matching, to reduce the overflow loss. The purpose of improving the efficiency of the whole vehicle is to combine the configuration of energy-saving hydraulic system with the characteristics of short working cycle and strong regularity of wheel loader. The control strategy is formulated by using the switch-power following control method. The control strategy is divided into working mode of steering system, operation mode of working device and idling mode, priority to ensure steering and interrelation between modes. Ensure the normal operation of steering cylinder and working unit hydraulic cylinder. Measure the pressure and flow rate of ZL30B wheel loader working device hydraulic system and full hydraulic steering system under multiple working conditions. The signals of temperature and piston displacement are analyzed and calculated. The efficiency of hydraulic system of full hydraulic steering and working device under various working conditions is obtained. 4. Under the combined simulation environment of AMEsim and Simulink, the working principle of key components, such as steering gear and multi-way valve, is combined. The original hydraulic system model is established and compared with the test data to prove the correctness of the model. The key components are selected and the energy-saving hydraulic system and its control strategy model are built based on the original hydraulic system model. The rationality of the configuration and control strategy of the energy-saving hydraulic system is verified by simulation analysis. The experimental results show that the energy-saving hydraulic system is compared with the original hydraulic system. The simulation and test data show that the proposed energy-saving hydraulic system and control strategy can ensure the normal operation of the steering and working device hydraulic system, and achieve a significant increase in efficiency.
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TH243;TH137
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 高晔;浅谈国内轮式装载机发展趋势[J];建筑机械;2000年01期
2 陈家丽;小型轮式装载机:席卷欧洲、平分日本、北美受阻[J];工程机械与维修;2000年11期
3 赵昱东;国外轮式装载机的新进展[J];建筑机械化;2000年04期
4 王国彪;国外轮式装载机技术的发展现状[J];工程机械与维修;2001年03期
5 梁树英;凯斯C系列轮式装载机[J];工程机械与维修;2001年03期
6 潘春华;;新型农用轮式装载机[J];农业机械;2002年10期
7 章二平;迈入21世纪的轮式装载机[J];交通世界;2002年05期
8 葛强胜;轮式装载机行驶中振动问题的分析与仿真计算[J];筑路机械与施工机械化;2002年06期
9 ;我国轮式装载机主要配套件的现状与展望[J];公路运输文摘;2002年09期
10 田志成,李莲珠;国产轮式装载机可靠性状况分析[J];建筑机械;2003年10期
相关会议论文 前7条
1 寒丝;;国外几款知名轮式装载机产品介绍[A];拖拉机、农用运输车、农用发动机行业背景资料(第九集)[C];2008年
2 张冀;;大型轮式装载机在水泥及骨料矿山中应用——卡特彼勒轮式装载机986H介绍[A];2013年中国水泥矿山年会暨生物多样性矿山恢复论坛文集[C];2013年
3 刘江涛;;全液压轮式装载机改装破碎车的实践[A];全国金属矿山采矿新技术学术研讨与技术交流会论文集[C];2007年
4 张鹏;许纯新;朱振宇;;轮式装载机模糊自动变速技术的研究[A];中国工程机械学会2003年年会论文集[C];2003年
5 蒲琪;刚宪约;代祥俊;;轮式装载机动臂车架工作应力测试分析[A];第十三届全国实验力学学术会议论文摘要集[C];2012年
6 纪云龙;闫旭日;;992G型轮式装载机前后桥冷却系统的改造[A];现代露天采矿装备现场研讨会论文集[C];2010年
7 冀宏;谭正生;黄建兵;王东升;卢强;;轮式装载机转向液压系统的振动控制[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
相关重要报纸文章 前9条
1 陆三;国产轮式装载机喜忧参半[N];中国矿业报;2001年
2 经辑;国内轮式装载机市场发展走势分析(下)[N];中国水利报;2001年
3 特约记者 平晋恩;配件专供拉高使用成本[N];中国交通报;2012年
4 李宇;中国龙工去年业绩急升1.65倍[N];中国证券报;2007年
5 刘燕;轮式装载机出口潜力大[N];建筑时报;2006年
6 经辑;国内轮式装载机市场发展走势分析(上)[N];中国水利报;2001年
7 杨家贵;水利施工的新选择[N];中国水利报;2004年
8 记者 王世峰;中国最大轮式装载机下线[N];柳州日报;2008年
9 本报记者 邓文龙;科技创新加特色服务 晋工机械龙年闯出新天地[N];中国工业报;2012年
相关博士学位论文 前2条
1 王雪莲;80型轮式装载机动力系统工程特性研究[D];吉林大学;2011年
2 迟春燕;80型轮式装载机结构系统动力特性研究[D];吉林大学;2013年
相关硕士学位论文 前10条
1 谭艳辉;模块化配置技术在柳工轮式装载机设计中的应用[D];浙江大学;2012年
2 高燕雯;轮式装载机性能评价指标和建模仿真研究[D];长安大学;2013年
3 魏伟;全液压轮式装载机动力驱动系统研究与开发[D];山东理工大学;2015年
4 杨志军;轮式装载机线控转向装置的研究[D];青岛科技大学;2015年
5 尤爽;轮式装载机载荷极值度量与时域外推方法研究[D];吉林大学;2016年
6 柳少康;轮式装载机发动机节能控制技术研究[D];吉林大学;2016年
7 刘仓峰;轮式装载机降噪技术研究[D];山东大学;2016年
8 周亭;轮式装载机传动系统节能设计与研究[D];西安建筑科技大学;2015年
9 张鹏;基于典型工况试验的轮式装载机动力匹配分析[D];吉林大学;2017年
10 张庆洋;电传动轮式装载机的试验样机搭建与控制策略研究[D];吉林大学;2017年
,本文编号:1372536
本文链接:https://www.wllwen.com/jianzhugongchenglunwen/1372536.html