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挖掘机合成式先导压力正流量节能控制系统研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-20 12:03:14
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挖掘机合成式先导压力正流量节能控制系统研究【摘要】:液压挖掘机是一种用途非常广泛的工程机械,由于全球的能源危机以及对排放标准要求的提高,液压挖掘机的节能研究已经是一个非常迫切并具有

【摘要】:液压挖掘机是一种用途非常广泛的工程机械,由于全球的能源危机以及对排放标准要求的提高,液压挖掘机的节能研究已经是一个非常迫切并具有发展前景的课题。 挖掘机正流量控制系统通过先导操纵手柄控制先导油压,再由先导油压同时控制多路阀的开度和液压泵的变量机构,实现分别调节执行机构的流量和变量泵排量。正流量控制克服了挖掘机负流量控制系统中间环节多、响应时间长和系统流量匹配精度低的问题。但传统的正流量控制是通过梭阀比较出控制不同执行机构的先导控制油压中的最高油压,以控制变量泵排量,而不能根据各个执行机构的先导控制油压综合精确控制变量泵排量,造成系统功率利用率低,能量损失大,并且使用一系列梭阀使系统结构复杂。 为进一步简化系统,并提高挖掘机液压系统的流量匹配精度,本文提出一种控制变量泵排量的新方案—合成式先导压力正流量节能控制系统,用五个受先导压力作用的控制油缸活塞杆并联实现对变量泵排量的控制,该变量控制机构可根据动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸、行走马达和回转马达所需流量综合精确控制变量泵排量,提高挖掘机液压系统的流量匹配精度,而系统不再需要通过梭阀比较先导控制油压,使系统结构简单。 在分析比较了传统正流量控制系统与本文提出的合成式先导压力正流量节能控制系统的液压系统原理后,建立了传统正流量控制系统与合成式先导压力正流量节能控制系统的数学模型,并绘制了两者的控制系统方框图,同时在AMESim环境中建立了两者的工作装置模型,设置了模型中的主要参数,并同传统的正流量控制系统进行对比。 仿真结果表明,各执行机构实际所需流量之和与传统正流量控制系统中的变量泵供给流量之比为75%;各执行机构实际所需流量之和与合成式先导压力正流量控制系统中的变量泵供给流量之比为95%。合成式先导压力正流量控制系统比传统正流量控制系统流量匹配精度和功率利用率更高,能量损失更小。 【关键词】:挖掘机 正流量控制 合成式先导压力 流量匹配 AMESim
【学位授予单位】:辽宁工程技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TU621
【目录】:
  • 致谢5-6
  • 摘要6-7
  • Abstract7-10
  • 1 绪论10-17
  • 1.1 液压挖掘机的研究目的及意义10-11
  • 1.2 挖掘机发展历程11-12
  • 1.3 国内外研究现状及发展趋势12-16
  • 1.3.1 国外挖掘机节能控制系统发展现状12-13
  • 1.3.2 国内挖掘机节能控制系统发展现状13-14
  • 1.3.3 液压挖掘机节能控制发展趋势14-16
  • 1.4 本文主要工作16-17
  • 2 挖掘机液压系统概述17-37
  • 2.1 液压挖掘机的作业特点17-18
  • 2.2 挖掘机液压系统的流量控制方式18-22
  • 2.2.1 简单节流控制18
  • 2.2.2 负流量控制18-19
  • 2.2.3 正流量控制19-20
  • 2.2.4 负载敏感控制20-21
  • 2.2.5 正流量、负流量、负载敏感控制的比较21-22
  • 2.3 挖掘机液压回路的组成22-33
  • 2.3.1 回转回路22-26
  • 2.3.2 行走控制回路26-27
  • 2.3.3 工作装置液压回路27-33
  • 2.4 能耗分析33-37
  • 2.4.1 节流损失34
  • 2.4.2 溢流损失34-35
  • 2.4.3 沿程功率损失35
  • 2.4.4 摩擦功率损失35
  • 2.4.5 势能损失35-36
  • 2.4.6 发动机和油泵匹配不当引起的损失36-37
  • 3 正流量控制系统原理分析37-45
  • 3.1 传统正流量控制系统原理37-38
  • 3.2 合成式先导压力正流量节能控制系统原理38-40
  • 3.3 正流量控制系统数学模型建立40-45
  • 3.3.1 合成式先导压力正流量节能控制系统数学模型40-42
  • 3.3.2 传统正流量控制系统数学模型42
  • 3.3.3 正流量控制系统方框图42-45
  • 4 正流量控制系统工作装置45-58
  • 4.1 AMESim 软件介绍45-46
  • 4.2 正流量控制系统工作装置建模原理分析46-48
  • 4.2.1 传统正流量控制系统工作装置46-47
  • 4.2.2 合成式先导压力正流量节能控制系统工作装置47-48
  • 4.3 正流量控制系统工作装置 AMESim 模型建立48-58
  • 4.3.1 系统中各元件的 AMESim 模型48-56
  • 4.3.2 传统正流量控制系统建模56-57
  • 4.3.3 合成式先导压力正流量节能控制系统建模57-58
  • 5 正流量控制系统工作装置 AMESim 仿真58-62
  • 6 结论与展望62-64
  • 6.1 结论62-63
  • 6.2 展望63-64
  • 参考文献64-67
  • 作者简历67-68
  • 学位论文数据集68-69


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