装载机液压节能系统设计及仿真

《装载机液压节能系统设计及仿真》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、装载机液压节能系统设计及仿真吕其惠广东交通职业技术学院广州510650摘要：以装载机节约能耗为研究目标，设计了装载机混合动力系统和液压能量再生系统。通过混合动力技术和动臂液压缸重力势能回收系统的应用，降低了装载机发动机装机功率。建立了混合动力装载机Advisor软件模型，仿真结果表明，设计方案降低了油耗，减少了排放，具有较好的经济和环保效益。关键词：装载机；节能；能量回收；仿真中图分类号：TH137文献标识码：A文章编号：1001—0785(2013)08—0060—04Abstrct：Withtheenergyconservationoftheloaderasastudyobje

2、ct，thehybridpowersystemandhydraulicenergyregenerationaredesignedfortheloader．T~oushapplicationofhybridpowertechnologyandgravitationalpotentialenergyrecoverysystemofmovable-arnlhydrauliccylinder，theinstalledpowerofloaderengineisreduced．TheAdvisormodelforhybridpowerloaderisestablished，andthesimu

3、lationresultshowsthatthedesignschenl~canreduceoilconsumptionandemission，owninggreateconomicandenvironmentalbenefits．Keywords：loader；energy-saving；energyrecovery；simulation机动力输出单元中加装ISG发电电动一体机(以0引言下简称电动机)；电动机和储能装置组成辅助动力装载机是我国产量较大的工程机械产品。由系统。柴油机与电动机的连接有串联、并联和混于装载机耗油量大，能源使用成本居高不下，开联3种混合动力系统方案。串联方

4、案全部能量需发节能环保产品已逐渐得到重视。目前使用的装要经历“动能一电能一动能”的多次能量转换，载机液压系统采用柴油机一液压泵一多路阀一执节能效果不明显；混联系统结构复杂，装机成本行元件驱动方案，柴油机按峰值功率进行匹配。高，实现难度较大j。从能量转换效率、实现的柴油机在大负荷工况具有较好的功率匹配；在空复杂程度等综合考虑，选择柴油机与电机并联的驶返回等小负荷工况时会严重脱离经济区，大部混合动力系统方案。分时间功率偏大，燃油经济性差，排放大；如果1．2装载机并联混合动力系统驱动方案设计按平均功率选择柴油机，则发动机过载和过热，并联式油电混合动力装载机动力传动系统不能实现全局功率的匹

5、配J。本文以常用的ZLSO(如图1所示)主要由混合动力系统、底盘传动系装载机为研究机型，探讨在装载机动力系统中引统(液力变矩器、变速器、后桥)和液压系统组进油电混合动力技术和液压能量再生技术优化装成。液压系统包括工作装置液压系统(液压泵、载机柴油机、传动系统和液压系统的功率匹配，控制阀、动臂液压缸、转斗液压缸)和转向液压提高柴油发动机的工作效率，改善废气排放质量，系统(液压泵、转向阀、转向液压缸)两部分。节约能耗。混合动力系统包括主动力源和辅助动力系统两部分。柴油机作为主动力源向动力系统提供大部分1装载机混合动力系统方案设计的动力支持；辅助动力系统由超级电容器、变频1．1辅助动力系

6、统方案选择器和电动机组成，对动力系统起补充作用。柴油装载机采用混合动力技术的目的是为了降低机与电动机并联共同驱动装载机底盘行驶系统、能耗，优化发动机与传动系统、液压系统的功率工作装置液压系统和转向液压系统；柴油机与电匹配，减少排放。在油电混合动力系统设计方案动机通过装载机电控系统进行合理功率匹配。根中，以柴油发动机作为整机的主动力源，在柴油据装载机作业条件恶劣、负载波动大的特点，选一60一《起重运输机械》2013(8)电电流J式中：P、Q分别为动臂液压缸驱动时的压，=(1一灿一kmoJ二T)to／U力和流量，△p、AQ分别为控制阀的压力和流量式中：J、k分别为回收马达和发电机的总转

7、损失。动惯量及粘性阻尼系数，u为电容的工作电压，3．2混合动力系统仿真分析为摩擦力矩。以常用的ZLSO装载机为研究对象，建立混合动力装载机Advisor软件仿真模型，如图3所示。I(，bIg—lm)dtU=L——一A(Ivisor软件是由美国可再生能源混合实验室在Matl~软件环境下开发的混合动力设备仿真平台，一b—一可实现对发动机的转矩、油耗等性能参数的仿真。式中：，b为电容的放电电流，，瑚为发动机辅助动力电机驱动负载的电流，C为容量。：广-1变量泵排量发动机转矩j