液压挖掘机能量回收系统研究

发布时间：2019-07-11 19:37

【摘要】：目前传统液压挖掘机的节能技术研究已经比较成熟,而新兴的混合动力挖掘机以电能形式的研究居多。但由于电池技术的限制等原因,油电混合动力挖掘机迟迟未被市场认可。本文提出了一种以蓄能器作为能量储存装置的液压挖掘机能量回收系统,是为了改善液压挖掘机的油耗,达到节能降耗的目的。回收利用的能量包括动臂下降时挖掘机工作装置的重力势能和回转制动时的动能。建立传统液压挖掘机数学模型和能量回收液压模型进行系统参数匹配。提出了一种需求流量计算-混合比计算-输出控制的能量回收释放控制方法,并在传统23t液压挖掘机下完成样机试制。数据分析结果显示出能量回收系统的工作效率和节能效果。论文可分为以下几个部分： (1)绪论。叙述课题的研究意义,分析了目前液压挖掘机的节能研究现状。分别阐述了国内外学者对于动臂能量回收和回转能量回收的研究方案,分析了方案的可行性同时指出其中不足。以此为基础上提出了本课题的研究内容。 (2)能量回收系统结构设计。以23吨传统液压挖掘机为样机辅以蓄能器、控制阀、电子控制器等元件实现能量回收和能量释放功能。能量回收系统主要分为三部分,动臂能量回收系统、回转能量回收系统、能量储存和释放系统。 (3)挖掘机能量回收液压系统数学建模与参数匹配。为确定能量回收系统设计方案并验证设计效果,运用建模软件建立液压传统挖掘机仿真模型、能量回收系统模型和控制器模型。并以仿真结果为指导设计系统参数,在在线调试中优化了系统控制参数。 (4)能量回收及释放控制方法研究。能量的回收部分由液压系统自动控制和电气控制组成,能量释放采用蓄能器输出比例流量阀控制和变量泵输出比例压力阀控制。能量回收的释放与多个条件有关,研究了相关输入量的作用方式与贡献度比例之后,提出了一种多模糊化输入量的控制方法。 (5)能量回收样机测试及测试结果分析。完成能量回收挖掘样机的装配和调试。完成数据采集和样机测试,并详细分析了参数优化前后能量回收方案下的节能效率。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU621

【参考文献】