基于电动机和蓄能器的挖掘机动臂节能驱动系统研究

【摘要】：鉴于混合动力系统或电动驱动系统中具有电量储存单元的特点,提出了一种基于电动机-闭式泵-液压蓄能器的液压挖掘机动臂节能驱动系统,通过液压蓄能器和高压侧相连,提高了液压蓄能器的工作压力范围和驱动系统的效率,分析了节能驱动系统的结构原理及工作特点。以减小蓄能器安装体积、保证动臂非对称油缸的流量匹配和延长蓄能器使用寿命为约束条件,以某20 t液压挖掘机的测试数据对节能驱动系统中液压蓄能器、大排量闭式泵、电动/发电机、小排量闭式泵等主要元件进行了参数匹配。针对所匹配参数建立节能驱动系统的AMESim数学模型进行分析,结果表明,该系统不仅实现了无阀控制和负负载的能量回收,同时蓄能器额定体积降低了50%,仍然可满足动臂非对称油缸两腔的流量差,且蓄能器压力波动满足工况的要求,相对传统动臂节流驱动系统,新型闭式节能驱动系统的节能效果达到了50%左右。 【作者单位】： 华侨大学机电与自动化学院;
【关键词】： 液压挖掘机 差动油缸 液压蓄能器 能量回收 闭式控制
【基金】：国家自然基金(51205140) 国家863重点项目(2010AA044401) 高校产学合作科技重大项目(2013H6015) 流体动力与机电系统国家重点实验室开放基金(GZKF-201111) 中央高校基本科研业务费资助项目(JB-ZR1208) 华侨大学科研启动费项目(11BS409)
【分类号】：TU621;TH137
【正文快照】： 引言液压挖掘机工况恶劣、油耗大,据研究报告,发动机的效率只有20%,液压系统的工作效率大约为30%[1],因此研究其节能控制具有巨大的现实意义。动臂下放过程中存在负值负载,具有很大的势能,在传统的挖掘机中,这部分势能除了小部分以动能的形式继续存在外,大部分能量消耗在节流

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