液压挖掘机回转装置能量回收系统研究
目录
第一章绪论 (1)
1.1液压挖掘机节能研究的意义 (1)
1.2液压挖掘机节能的途径 (1)
1.2.1基于发动机一泵功率匹配的节能研究 (1)
1.2.2基于液压系统的节能研究 (2)
1.2.3基于工作元件的节能研究 (2)
1.3液压挖掘机回转机构能量回收研究现状 (3)
1.4论文研究的主要内容 (5)
第二章液压挖掘机回转装置建模及分析 (7)
2.1挖掘机简介 (7)
2.1.1液压挖掘机的基本动作分析 (7)
2.1.2挖掘机液压系统分析 (7)
2.2传统液压挖掘机回转系统分析 (8)
2.2.1液压挖掘机回转系统的工作原理 (8)
2.2.2回转装置的相关计算 (10)
2.3基于Amesim的挖掘机回转液压系统建模分析 (13)
2.3.1Amesim简介 (13)
2.3.2回转系统模型的建立 (14)
2.3.3能耗分析 (16)
2.4本章小结 (18)
第三章基于蓄能器的回转装置能量回收系统研究 (19)
3.1能量回收方式分析 (19)
3.2蓄能器选型 (20)
3.3蓄能器的参数设置 (21)
3.4能量回收方案设计 (23)
3.4.1模型的工作原理 (23)
3.4.2仿真分析 (24)
3.4.3能量分析 (26)
3.5能量回收率影响因素的研究 (28)
3.5.1充气压力的影响 (28)
3.5.2转动惯量的影响 (30)
3.6本章小结 (32)
第四章能量回收控制方法与回转机构制动性能优化 (33)
4.1挖掘机回转制动能量回收与释放的控制方法 (33)
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4.1.1能量回收的控制方法 (33)
4.1.2能量释放的控制方法 (34)
4.1.3仿真结果分析 (38)
4.2挖掘机回转机构制动性能的优化 (40)
4.3本章小结 (46)
结论与展望 (47)
参考文献 (49)
攻读学位期间取得的研究成果 (52)
致谢 (53)
iv
第一章绪论
第一章绪论
1.1液压挖掘机节能研究的意义
随着工业经济在世界范围内的不断发展，越来越多的资源不断被开采和消耗掉，能源危机已经成为当今社会不可回避的问题，因此，节能便成为世界经济发展的必要条件和重要趋势。中国是世界上最大的发展中国家，在工业快速发展的的同时，也面临着越来越严重的能源问题。国家在制定发展规划时，提倡节能减排、发展节能型经济,并投入巨额资金发展节能技术，这表明国家对发展节能技术的重视。
液压挖掘机作为一种土石方施工机械，以其经济、高效等优点广泛应用于国家基础建设中，在交通、建筑、水利、采矿、国防、农业及城市建设等方面起着十分重要的作用[1]。据有关资料报道，世界上各种土石方工程中约有65%—70%的土方量由挖掘机完成。
由于挖掘机多在负载频繁剧烈波动且工况复杂的恶劣环境下作业，势必带来发动机燃油利用率低、尾气排放差、液压系统发热等问题,随着挖掘机的大量使用，这些问题愈益显现出来。据统计，挖掘机的能量利用率只有15%—25%左右，能量的损失最终多以热能的形式损失，工程机械的故障中，大约15%来自机械系统，40%来自液压系统[2]。因此，研究挖掘机节能对环境保护和能源匮乏问题有积极的意义，同时对挖掘机本身而言，也十分重要，不仅有助于缓解液压系统的发热问题，也可以提高挖掘机液压系统的可靠性和工作寿命，在一定程度上降低挖掘机的制造及维护成本，因此，不论对挖掘机生产厂商还是消费者，节能研究都可以为他们带来一定的经济效益。
1.2液压挖掘机节能的途径
1.2.1基于发动机一泵功率匹配的节能研究
挖掘机节能技术的研究，首先应该考虑功率匹配，当前功率匹配研究的成果有以下几种。
1.自动怠速控制
根据具体工况，发动机不需要输出功率时处于待机状态，接到工作指令后恢复到待机前状态。
2.分工况控制
将发动机的运转分成不同的工作模式以对应不同工况，在各模式下，发动机输出功
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