轮式装载机液压储能节能技术研究

发布时间：2017-06-14 09:05

  本文关键词：轮式装载机液压储能节能技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着轮式装载机的广泛应用,其存在的问题逐步凸显出来,首先轮式装载机装载作业过程中制动频繁,由于整机质量大,制动时会产生大量的制动能量,这部分能量以摩擦生热的形式耗散于大气中；其次动臂下降和铲斗翻转卸料时,动臂、铲斗及铲斗内物料具有重力势能,这部分势能消耗在液压系统中,使液压系统温度升高。若能回收装载机制动动能和动臂下降、铲斗翻转卸料势能进行再利用,则可使装载机变得更加节能高效。 本文的主要研究内容如下： 首先,以5t轮式装载机为研究对象,针对现有装载机存在燃油消耗高,维修费用高,装载作业效率低等问题,设计一种装载机新型蓄能节能工作装置液压系统,并阐述了其工作原理,采用液压蓄能器回收浪费掉的制动动能,采用低压闭式油箱回收浪费掉的重力势能,并把回收的能量用于动臂举升、下降和铲斗收斗、翻转卸料等工况,能降低装载机燃油消耗,提高装载作业效率。 其次,在不改变现有轮式装载机动臂、连杆、摇臂、铲斗和工作装置液压泵情况下,对新型蓄能节能工作装置液压系统主要元件进行参数匹配,如确定制动能量回收液压泵排量,确定各类液压阀参数,确定液压蓄能器最低、最高工作压力和初始容积,确定低压闭式油箱容积等。 最后,对装载机V型装载典型作业工况各阶段进行分析,阐述了势能回收机理,建立了装载机制动能量回收、释放模型,使用Matlab/simulink进行仿真研究,得到装载机新型蓄能节能工作装置液压系统比原液压系统的燃油消耗降低15%,动臂举升、下降和铲斗翻转卸料效率比原液压系统提高10%,整机作业效率至少提高5%,达到设计要求。依次改变制动能量回收液压泵排量、液压蓄能器初始容积和制动能量回收液压泵轴到传动轴传动比,得到不同参数模式下的节能效果,为下一步新型蓄能节能液压系统在装载机上的实车应用提供理论支持。
【关键词】：装载机液压系统 节能技术 制动能量回收 势能回收
【学位授予单位】：山东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH243;TH137
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 目录6-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 本课题提出的背景与意义8-9
• 1.2 轮式装载机国内外发展现状及趋势9-10
• 1.2.1 国外发展现状及趋势9-10
• 1.2.2 国内发展现状及趋势10
• 1.3 轮式装载机节能技术国内外研究状况10-13
• 1.3.1 国外研究状况10-12
• 1.3.2 国内研究状况12-13
• 1.4 本文的主要研究内容与创新点13-14
• 1.4.1 主要研究内容13
• 1.4.2 创新点13-14
• 第二章 新型蓄能节能工作装置液压系统设计14-27
• 2.1 轮式装载机工作装置组成14
• 2.2 装载机现有工作装置液压系统工作原理14-15
• 2.3 装载机新型蓄能节能工作装置液压系统设计15-26
• 2.3.1 工作装置对其液压系统要求16
• 2.3.2 动臂动作与势能回收液压回路16-17
• 2.3.3 铲斗动作与势能回收液压回路17-19
• 2.3.4 制动能量回收释放液压回路19-20
• 2.3.5 制动能量回收传动系统20-21
• 2.3.6 蓄能节能工作装置液压系统及工作原理21-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第三章 新型蓄能节能工作装置液压系统主要元件参数匹配27-37
• 3.1 原装载机液压系统主要元件参数27-28
• 3.2 系统压力28-29
• 3.3 能量回收液压泵排量匹配29-30
• 3.4 传动比匹配30
• 3.5 液压阀参数匹配30-31
• 3.6 液压蓄能器参数匹配31-34
• 3.6.1 液压蓄能器类型选择31
• 3.6.2 蓄能器压力匹配31-32
• 3.6.3 蓄能器公称容积匹配32-34
• 3.7 油箱及液压管路参数匹配34-35
• 3.7.1 油箱类型确定34
• 3.7.2 油箱容积匹配34-35
• 3.7.3 液压管路参数匹配35
• 3.8 本章小结35-37
• 第四章 新型蓄能节能工作装置液压系统能量再生机理及建模仿真分析37-60
• 4.1 液压储能式制动能量再生系统37-38
• 4.2 势能回收机理38-41
• 4.3 装载机V型装载作业各工况分析41-45
• 4.4 装载机V型装载作业各工况建模45-49
• 4.4.1 制动能量回收过程建模46-48
• 4.4.2 制动能量释放过程建模48-49
• 4.5 新型蓄能节能液压系统V型装载作业各工况仿真分析49-59
• 4.6 本章小结59-60
• 第五章 论文总结与展望60-62
• 5.1 总结60
• 5.2 展望60-62
• 致谢62-63
• 参考文献63-66
• 附录：作者在读硕士期间参加的课题和发表的论文66

【参考文献】

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本文编号：449033