具有超级电容和节能闭环液压系统的混合动力液压挖掘机的研究

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1、2012年4月机床与液压Apr．2012第4O卷第7期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．40No．7DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．07．015具有超级电容和节能闭环液压系统的混合动力液压挖掘机的研究车明哲，佟琨，宋锦春(1．东北大学机械工程与自动化学院，辽宁沈阳110819；2．金策工业综合大学机械学院，平壤)摘要：分析了具有超级电容和节能闭环液压系统的混合动力液压挖掘机的各种结构，对发动机转速和超级电容电压的稳定性等进行了研究。根据仿真结果，得出如下结论：节能闭环液压系统是混合动力液压挖掘

2、机的关键，利用2个超级电容能获得更好的发动机转速稳定效果。研究结果证明，采用具有超级电容和节能闭环液压系统的混合动力液压挖掘机的油耗比传统液压挖掘机能减少60％左右。关键词：液压挖掘机；超级电容；节能闭环；混合动力中图分类号：TU622文献标识码：A文章编号：1001—3881(2012)7—047—4ResearchonHybridHydraulicExcavatorwithSuperCapacitanceandEnergy-savingClosed-loopHydraulicSystemCHEMingzhelI，TONGKun，SONGJin

3、chun(1．SchoolofMechanicalEngineeringandAutomation，NortheasternUniversity，ShenyangLiaoning110819，China；2．SchoolofMechanicalEngineering，KimChaekUniversityofTechnology，Pyongyang，NorthKorea)Abstract：Thevariousstructuresofhybridhydraulicexcavatorwithsupercapacitanceandenergy—savin

4、gclosed—loophydraulicsystemwereanMyzed，andtheenginespeedandvoltagestabilityofsupercapacitorwerestudied．Accordingtothesimulationresults，thefollowingareconcluded：theenergy—savinghydraulicclosed—loopsystemisthekeyofhybridhydraulicexcavator，andbetterenginespeedstableeffectcanbeob

5、tainedby2supercapacitances．Researchresulthasprovedthattheconsumptionofhybridhydraulicexcavatorwithsupercapacitanceandenergy—savingclosed-loophydraulicsystemisabout60％lessthanthatoftraditionalhydraulicexcavator．Keywords：Hydraulicexcavator；Supercapacitance；Energy—savingclosed—l

6、oop；Hybridpower液压挖掘机是一种应用范围广、能耗高的工程机械。随着原油价格上升、地球变暖等问题越来越严重，控制重负载工作下的液压挖掘机的能量消耗和排放减少至关重要。作者建立了22×10N液压挖掘机的仿真模型，分析了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挖掘机的能量损失，提出一种新的节能方案。混合动力液压挖掘机能增加燃油经济性和减少排放的基本原因是让发动机工作在高效区。这是现在液压挖掘机节能的研究方向。对具有超级电池和超级电容的混合动力液压挖掘机采用各种动力控制策略，可以得到很好的效“。图1典型混合

7、动力液压挖掘机构造1混合动力液压挖掘机的构造图3所示为新的混合动力液压挖掘机的构造。新图1所示为典型的混合动力液压挖掘机的构造。的混合动力液压挖掘机不要求添加能量回收系统，直传统的混合动力液压挖掘机上动臂(boom)的能量接能回收再生能量，从而不要能量转换元件，被回收回收采用了一套单独的液压马达和发电机系统。的液压能直接被转换成泵驱动元件的机械能量。所以图2所示为典型的混合动力液压挖掘机的构造简能量转换效率更高，并且发动机要负担的平均功率更图。在该混合动力液压挖掘机上为了回收回转部的能小。量，采用了由回转部的电动机直接驱动的方式。收稿日期：201

8、1—03—17作者简介：车明哲(1970一)，男，博士研究生，研究方向为液压挖掘机节能。E—mail：limsong1972710@16