关于22吨液压挖掘机能量损失的研究

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1、机械设计与制造第10期l0MachineryDesign&Manufacture2011年10月文章编号：1001—3997(2011)10—001O-0322吨液压挖掘机能量损失的研究冰车明哲佟琨宋锦春(东北大学机械工程与自动化学院，沈阳110819)(金策工业综合大学机械学院，平壤)ResearchonenergylOSSof22tonsofhydraulicexcavatorCHEMing—zhe．一．TONGKun．SONGJin—chun(SchoolofMechanicalEngineering，NortheasternUniversity，Shenyang110819，Chi

2、na)(2SchoolofMechanicalEngineering，KimChaekUniversityofTechnology，Pyongyang，NorthKorea)【摘要】针对液压挖掘机在工作过程中存在的大量能量损失，以22t液压挖掘机为研究对象，基j于MATLAB软件的Simulink和SimSeape建立了整机的仿真模型，并分析了在液压挖掘机内的能量分配和能量损失。在此基础上研究得出采用闭环的液压系统的混合动力液压挖掘机可以减少系统的能量2损失，达到节能的目的。{关键词：液压挖掘机；MATLAB；混合动力；能量损失2【Abstract】／nthelightofsignifca

3、ntenergylosingduringthehydraulicexcavatorworking,basedonthe22tons7raulicecavatorastheresearchobjec，themachine’Simulati0nmodefisetabli5hedbasedionMATLABSoJ~waFeSimulinkandSimScapeandanalyzedtheenergydistributionandtheenergylossof{hydraulicexcavator．Atlastwesuggestedthattheclosedloophydraulicsystemo

4、fhybridpowerhydraulicjexcavatorcouldreducesystemenergylossandachievethegoalofenergysavingtKeywords：Hydraulicexcavator；MATLAB；Hybridpower；Energyloss中图分类号：TH16，TU622文献标识码：A1引言力系统。对于混合动力液压挖掘机的研究只是集中到混合动力结构和动力控制策略，利用着以前的液压系统。因混合动力的采用液压挖掘机是一种使用量大，能耗高的工程机械。因为原油液压挖掘机整机效率被提高了，但是因为通过动力控制策略的改价格越来越上升，地球温暖化问题

5、越来越深刻，所以控制重负载善大幅度提高液压挖掘机节能效果很难得到，所以在现在的混合工作下的液压挖掘机的能量消耗和排放的减少至关重要。作者建动力液压挖掘机能量流的分析和节能对策是有必要的。立了22t液压挖掘机的仿真模型，分析了在液压挖掘机内的能量分配和能量损失。分析了采用比例电子液压系统的混合动力液压3在液压挖掘机上能量流的分析挖掘机的能量损失，提议了新的节能方案．．挖掘机工作过程中存在巨大能量损失，对挖掘机功率损失进行分析是对其进行节能控制的前提。典型混合动力液压挖掘机2液压挖掘机的节能的结构，如图1所示。挖掘机的传统节能方法主要集中于液压系统的改进和发动机与负载功率匹配这两个方面。其中液

6、压系统改进主要通过电液比例控制技术，提高液压系统性能，实现节能。这类节能方案已经出现过正流量控制系统、负流量控制系统、负荷传感控制系统等_]I。目前所生产的大部分液压挖掘机上，动力系统都采用由发动机驱动泵的方式。因此发动机的输出功率随着负载的变化波动很大，经常偏离其理想的经济区，从而导致发动机的能耗大，排放量大。在这种传统的驱动方式中，为减小发动机的油耗和降低发动机的排放，通常采用的是对动力系统(发动机一液压泵)进行功率匹配。常用的控制方法有：发动机负载自适应控制、自动怠速控制、恒功率控制、分工况控制、压力切断控制、转速感应控制和发动机功率匹配等I。图1典型混合动力液压挖掘机结构混合动力技

7、术在汽车上的成功应用，给各个领域的节能和如图2所示，一般在液压挖掘机能量损失分成两个部分；在液环保研究注入_『新的希望，尤其在工程机械领域。先行混合动力压系统的损失和在发动机的损失。在液压系统的损失有在液压泵、液压挖掘机采用了用比例电子液压阀的开式液压系统和混合动液压马达、油缸、液压阀的损失(进油损失、回油损失、旁路损失)。-h"来稿日期：2010一l2—14★摹金项目：教育部基本科研业务费研究生科研创新项目(N1006