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液压挖掘机工作装置势能回收系统研究

作　者: 林名润
导　师: 管成
学　校: 浙江大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 液压挖掘机差动流量分配能量回收利用节能控制
分类号: TU621
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

节能减排技术是工程机械领域一个重要的研究方向,本文以23t液压挖掘机为研究对象,以蓄能器作为能量存储单元,提出了一种主/辅动力源流量直接耦合式的液压挖掘机工作装置势能回收系统,以改善挖掘机的燃油性和排放性,分析了影响系统势能回收利用的主要参数,建立了工作装置动力学模型和液压系统数学模型。基于主泵负载及储能装置压力状态,提出了一种液压挖掘机的差动能量回收与能量释放控制策略,仿真结果表明,具有势能回收系统的液压挖掘机其能量利用率得到了显著提高,且系统的动力性和操作性基本不受影响,也体现了势能回收系统研究的重要性和良好的应用前景。论文主要可分为以下几部分：(1)绪论。首先介绍了液压挖掘机工作装置势能回收系统的研究背景和研究意义,并阐述了液压挖掘机节能技术国内外的研究现状,针对现有研究的不足引入本论文的内容和重点。(2)液压挖掘机工作装置势能回收系统结构研究。比较分析不同方案的节能性和经济性,确定系统方案并设计液压原理图。根据液压挖掘机系统参数,对液压系统元件进行选型与参数匹配,充分发挥各部件性能,提高系统效率。(3)液压挖掘机工作装置势能回收系统建模研究。基于复合恒功率-负流量控制液压挖掘机结构特点和工作性能,在Matlab/Simulink中建立工作装置动力学模型和液压系统仿真模型,为继续研究系统控制策略奠定了良好的基础。(4)液压挖掘机工作装置势能回收系统控制策略研究。以系统节能为优化目标,分析了影响系统势能回收效率的关键控制参数,提出了一种基于主辅动力源出口压力的差动能量回收控制策略。仿真试验研究表明,具有势能回收系统的液压挖掘机提高了系统能量利用效率,且不影响系统动力性能和操作性能,同时也验证了控制策略的可行性。(5)液压挖掘机工作装置势能回收系统实验平台设计。设计了实验平台液压系统,并阐述了实验平台的系统功能、工作原理、结构布局和实验平台的结构设计情况,为进一步深入研究提供了良好试验平台。

液压挖掘机工作装置势能回收系统研究

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