基于能量回收再利用的液压挖掘机回转系统节能研究

论文摘要

随着世界经济的高速发展,人类正在面临着前所未有的挑战。在这些挑战当中,能源危机无疑是很具代表性也非常严峻的一个。为应对能源危机,世界各国出台了相关政策大力发展节能,中国更是将节能列入发展规划之中。为了保证节能工作的全方面展开,并为国家乃至人类共同的节能事业贡献一份绵力,本论文针对一类应用非常广泛、能量浪费很严重的工程机械——液压挖掘机——的回转系统展开了节能研究。在查阅国内外大量的相关文献的基础上,分析和比较了当前液压挖掘机中应用的节能措施,将一种基于能量回收再利用的节能技术引入到液压挖掘机的回转液压系统中,配置了一种新型的基于能量回收再利用的液压挖掘机回转液压系统,针对此液压系统的节能性展开了研究。通过建立数学模型和计算机仿真的方法,对于相关的液压系统参数和相关工作条件对此回转液压系统的节能性的影响进行了探讨。通过模拟实验的方法对仿真研究的结果进行了验证,为所提出的基于能量回收再利用的液压挖掘机回转液压系统的应用积累了实验数据支持。本论文的完成为液压挖掘机的节能提供了重要的理论支持和实践指导,文中配置的液压挖掘机回转液压系统同样可以应用到任何具有频繁起制动工况的工程机械或其它机械的回转液压系统中,具有普遍的节能意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的来源
• 1.2 液压挖掘机中液压系统的能量损失
• 1.3 国内外在液压挖掘机节能方面的研究及成果
• 1.3.1 国外的研究
• 1.3.2 国内的研究
• 1.4 二次调节静液传动基本原理及应用
• 1.4.1 二次调节静液传动基本原理
• 1.4.2 二次调节静液传动的实验研究及应用
• 1.5 液压挖掘机回转液压系统的能耗
• 1.6 本论文的主要工作
• 第2章 节能型液压挖掘机液压系统配置
• 2.1 引言
• 2.2 液压挖掘机液压系统节能措施
• 2.2.1 基于液压泵——负载匹配的液压系统节能措施
• 2.2.2 基于发动机——液压泵匹配的液压系统节能措施
• 2.2.3 基于能量回收再利用的节能措施
• 2.2.4 各种节能措施的应用及比较
• 2.3 基于能量回收再利用的回转液压系统
• 2.4 回转系统相关参数的确定
• 2.4.1 转台转动惯量
• 2.4.2 回转平台启动力矩和制动力矩
• 2.4.3 回转机构的回转阻力矩
• 2.4.4 回转液压系统参数匹配
• 2.5 本章小结
• 第3章 回转液压系统建模与仿真
• 3.1 引言
• 3.2 基于SIMULINK的回转液压系统数学模型
• 3.2.1 液压泵/马达建模
• 3.2.2 液压蓄能器建模
• 3.2.3 回转液压系统分过程建模
• 3.3 基于SIMHYDRAULICS的仿真模型
• 3.3.1 SimHydraulics介绍
• 3.3.2 建立回转液压系统SimHydraulics模型
• 3.4 仿真研究
• 3.4.1 上车转速对给定转速信号的跟踪
• 3.4.2 液压蓄能器容积和预充气压力对能量回收再利用率的影响
• 3.4.3 上车转角对能量回收再利用率的影响
• 3.5 本章小结
• 第4章 液压挖掘机回转系统模拟实验
• 4.1 引言
• 4.2 静液传动混合动力模拟实验平台
• 4.2.1 模拟实验台的组成
• 4.2.2 模拟实验台硬件及相关参数
• 4.3 模拟实验台与被模拟液压挖掘机之间的对应关系
• 4.4 模拟实验台旋转负载对给定转速信号的跟踪实验
• 4.5 回转动能回收再利用模拟实验
• 4.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
• 致谢