针对液压挖掘机能量回收系统的仿真分析

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1、2011年12月机床与液压Dec．201l第39卷第23期MACHINET0OL&HYDRAULICSVo1．39No．23DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2011．23．040液压挖掘机能量回收系统的仿真分析李培，韩雪，吴文海，柯坚(1．西南交通大学机械工程学院，四川成都610031；2．成都南车隧道装备有限公司，四川成都610031)摘要：普通液压挖掘机在典型工况下，动臂、斗杆和铲斗下降存在着巨大的势能浪费，并且由此而引起液压元件发热、失效等问题。针对这些情况，设计一种由换向阀、液压马达、发电机和蓄电池组成的能量回收系统

2、。采用AMESim建立了挖掘机工作装置和液压系统的仿真模型。仿真结果表明：在一个工作周期中，动臂可回收能量最高，且其对应回收系统中蓄电池的荷电状态值(SOC)增加最多。所以在进行混合动力挖掘机设计时，优先对动臂的能量进行回收，可以在控制装机成本的情况下，最大程度地实现节能。关键词：液压挖掘机；AMESim软件；工作装置；荷电状态值；能量回收中图分类号：TF271文献标识码：A文章编号：1001—3881(2011)23—141—3SimulationAnalysisofEnergyRecoverySystemforHydraulicExcavator

3、LIPei，HANXue．WUWenhai。KEJian(1．SchoolofMechanicalEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，ChengduSichuan610031，China；2．ChengduCSRTunnelEquipmentCo．，Ltd．，ChengduSiehuan610031，China)Abstract：Thereisahugewasteofgravitationalpotentialenergywhentheboom，aHIlandbucketdropdowninthetypic

4、alwork—ingconditionofhydraulicexcavator，anditcauseshydrauliccomponentfever，failureandotherissues．Forthissituation，anenergyrecoverysystemcomposedofselectorva1ve，hydraulicmotor，generatorandbatterywasdesigned．Thesimulationmodelsofexcavatorworkingdeviceandhydraulicsystemwasestablis

5、hedbyAMESim．Thesimulationresultsshowthatinaworkingcycle，theboomhasthem~imumrecoverableenergy，andthebattery’Sstateofcharge(SOC)inthecorrespondingrecoverysystemincreasesmost．Soduringthedesignofhybridexcavator，them~imumenergy—savingpurposecanbeachievedwhentheinstalledcostiscontrol

6、ledbygiv-ingprioritytotheboom’Senergyrecovery．Keywor~：Hydraulicexcavator；AMESimsoftware；Workingdevice；Stateofcharge(SOC)；Energyrecovery液压挖掘机在当今工程建设中起着举足轻重的作单纯通过实验研究液压挖掘机的节能技术，会造用，广泛应用于土方施工、水利工程、国防建设和一成研究时间过长、经费过高等问题。通过计算机仿真些地质灾害的救援等。液压挖掘机在工作过程中，铲能很好地解决这些问题，从而提高研发效率。法国斗、斗杆和动臂都会频

7、繁往复运动，它们都具有较大IMAGINE公司研制开发的AMESim为用户提供了一个的惯性，在减速制动时会造成很大的能量浪费，所以完善的时域仿真建模环境，该软件功能强、可靠性液压挖掘机一直存在能耗高、排放差等问题。然而根高，在工业研发领域得到了广泛的应用。据现代都市型施工的特点，施工企业对工程机械的环文中针对挖掘机上车部分机械结构和液压系统进境性能要求越来越高，如低噪声、低振动、清洁排放行了研究，设计了能量回收系统，并建立了相关的仿等，同时面对当今社会能源紧缺、环境问题日益严重真模型。对工作过程中各工作机构所消耗的功率和可的情况，节能减排已经成为工程机

8、械发展的关键技回收的功率进行了对比分析，研究了各工作装置能量术。回收的效率，为混合动力挖掘机能量回收的设计提