叉车节能技术仿真研究

【摘要】：目前，叉车动力性能基本已足够满足人们替代体力劳动的需求，其本身作为消耗化石能源的行走机械，今后必将以节能为关键方向之一来进行自身技术的改造和创新。 本论文将以叉车节能为目标，以计算机仿真技术为手段，主要从两方面入手：即叉车工作装置势能回收利用和叉车行走装置制动能回收利用，来研究降低叉车能源消耗的方法。 首先，构造出利用液压蓄能器回收能量的叉车工作装置势能回收利用系统，并对其结构及工作原理进行详细阐述；针对本系统运行特点，设计出泄压控制油路，以确保势能回收最大化的同时不影响货叉正常下降；研究系统主要元件的选择标准，对蓄能器参数的初步选择进行计算；在仿真软件SimulationX上建立本系统主要元件的仿真模型。 其次，以静压传动叉车行走装置为基础，构造出叉车行走装置制动能回收利用系统，利用液压蓄能器回收通常被制动系统转化为热能散耗掉的能量，并详细阐述其结构和工作原理；在软件SimulationX上建立基于发动机台架试验数据的发动机数值模型，建立静压传动系统模型、车身力学模型和制动能回收模块模型。 最后，在软件SimulationX上组建叉车工作装置势能回收利用系统仿真模型，对系统运行过程分三种工况进行仿真，分析升降液压缸运行情况、蓄能器对液压能的回收和释放情况以及外部输入液压泵功率变化情况，并计算出非节能叉车与节能叉车在相同动作下的能量消耗对比数据。在软件SimulationX上组建叉车行走装置制动能回收利用系统仿真模型，分工况对系统运行过程进行仿真，分析叉车行驶速度和位移情况、蓄能器能量回收和释放情况、发动机动力输出情况和油耗情况等，分析本系统再生制动距离是否满足叉车制动系统设计要求，并计算出叉车在三种工况下发动机单独驱动加速和节能加速的燃油消耗量对比数据。本研究对叉车节能改造设计具有一定的参考意义。 【关键词】：叉车 工作装置 势能回收利用 行走装置 制动能回收利用 SimulationX 仿真
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U469
【目录】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 叉车行业发展情况概述及分类10-12
• 1.1.1 叉车行业发展情况10
• 1.1.2 叉车分类10-12
• 1.2 国内外叉车节能技术发展现状12-17
• 1.2.1 运用混合动力技术12-13
• 1.2.2 提高液压系统能量效率的负载敏感技术13-14
• 1.2.3 能量回收技术14-17
• 1.3 本文使用软件介绍17-19
• 1.4 本文研究的主要内容19-20
• 第二章 叉车工作装置势能回收利用系统分析设计与建模20-32
• 2.1 叉车工作装置液压系统20
• 2.2 储能装置的选择20-21
• 2.3 叉车工作装置势能回收利用方案分析21-24
• 2.4 叉车工作装置动力学分析24-25
• 2.5 系统主要元件的选型25-28
• 2.5.1 定量液压泵的选择25-26
• 2.5.2 液压缸的选择26
• 2.5.3 蓄能器主要参数的确定26-28
• 2.6 系统主要元件的建模28-30
• 2.6.1 定量液压泵模型28-29
• 2.6.2 液压缸模型29
• 2.6.3 蓄能器模型29
• 2.6.4 泄压油路建模29-30
• 2.7 本章小结30-32
• 第三章 叉车行走装置制动能回收利用系统分析设计与建模32-56
• 3.1 静压传动系统方案32-33
• 3.2 静压传动在叉车上的应用33-34
• 3.3 静压传动叉车制动能回收利用系统节能原理34-36
• 3.4 动力源能量管理36
• 3.5 制动能回收利用系统部件建模36-55
• 3.5.1 发动机建模36-42
• 3.5.2 静压传动系统元件建模42-51
• 3.5.3 车身力学模型51-54
• 3.5.4 蓄能器模型54-55
• 3.6 本章小结55-56
• 第四章 叉车工作装置势能回收利用仿真研究56-66
• 4.1 叉车工作装置势能回收利用系统仿真模型56
• 4.2 系统运行过程仿真分析56-64
• 4.2.1 满载工况57-59
• 4.2.2 半载工况59-61
• 4.2.3 空载工况61-64
• 4.3 节能计算64
• 4.4 本章小结64-66
• 第五章 叉车行走装置制动能回收利用仿真研究66-76
• 5.1 叉车行走装置制动能回收利用系统仿真模型66-68
• 5.2 再生制动制动距离分析68-69
• 5.3 系统运行过程仿真分析69-75
• 5.3.1 满载工况69-71
• 5.3.2 半载工况71-73
• 5.3.3 空载工况73-75
• 5.4 耗油量计算75
• 5.5 本章小结75-76
• 第六章 总结与展望76-78
• 6.1 总结76-77
• 6.2 展望77-78
• 参考文献78-82
• 致谢82-84
• 攻读硕士学位期间发表的论文84-85

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