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液压挖掘机动臂势能回收再利用系统研究

作　者: 李百儒
导　师: 陈欠根
学　校: 中南大学
专　业: 机械工程
关键词: 液压挖掘机动臂势能回收再利用蓄能器参数匹配节能
分类号: TU621
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

摘要：以蓄能器为储能元件回收液压挖掘机动臂势能,是当前国内外工程机械领域的热点课题。针对目前液压挖掘机动臂势能难以被有效回收再利用而造成能量损失的难题,本文主要在以下几个方面开展节能研究：(1)首先总结分析了国内外液压挖掘机节能研究的现状,针对现有蓄能器能量回收技术在回收动能与势能方面的节能应用及不足,提出本文的研究课题及主要内容。(2)根据挖掘机动臂势能回收再利用系统总体设计目标,从传统液压挖掘机动臂液压系统入手,比较分析不同方案的节能性、经济性、操作性等,确定新型势能回收再利用系统液压原理图,分析其工作原理,并提出相应的控制方法。(3)基于液压挖掘机的结构特点和工作特性,建立整机ADAMS动力学仿真模型,并在AMESim平台中建立元件的仿真模型；鉴于两软件的各自优势,建立新型系统的联合仿真模型。(4)以系统的正常工作及各部件性能的充分发挥为依据,结合实际工作需求,对新型势能回收再利用系统主要元件进行了选型和参数匹配；通过仿真分析,研究了系统的工作特性,得到系统节能率及动作时间,验证了系统方案的正确性及控制的有效性,并得到了关键参数对系统节能性及操作性的影响规律。(5)设计实验平台及测试方案,通过对比实测数据与仿真数据,验证仿真模型的正确性,并对比原系统与新型系统的油耗、动作时间等实测数据,从实践中验证了新型系统的节能性及操作的可靠性。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-7
目录  7-10
1 绪论  10-24
  1.1 课题研究背景及意义  10-11
    1.1.1 课题研究背景  10
    1.1.2 课题研究意义  10-11
  1.2 液压挖掘机节能研究现状  11-17
    1.2.1 基于提高液压元件性能的节能研究  11-12
    1.2.2 基于改进液压系统的节能研究  12-14
    1.2.3 基于能量回收的节能研究  14-17
  1.3 蓄能器能量回收技术的研究现状  17-22
    1.3.1 蓄能器在回收制动能量方面的研究现状  17-18
    1.3.2 蓄能器在回收势能方面的研究现状  18-22
  1.4 课题的提出及主要研究内容  22-24
    1.4.1 课题的提出  22
    1.4.2 研究内容  22-24
2 液压挖掘机动臂势能回收再利用系统方案设计  24-38
  2.1 势能回收再利用系统设计目标  24
  2.2 势能回收再利用系统原理方案设计  24-28
    2.2.1 传统液压挖掘机动臂液压系统原理  24-25
    2.2.2 势能回收再利用系统原理方案的提出  25-26
    2.2.3 势能回收再利用系统原理方案选择  26-28
  2.3 势能回收再利用系统液压方案设计  28-32
    2.3.1 势能回收再利用系统液压方案的提出  28-31
    2.3.2 势能回收再利用系统液压方案选择  31-32
  2.4 新型势能回收再利用系统原理与实现  32-37
    2.4.1 新型势能回收再利用系统的工作原理  32-34
    2.4.2 新型势能回收再利用系统的控制方法  34-37
  2.5 本章小结  37-38
3 新型势能回收再利用系统建模  38-53
  3.1 新型势能回收再利用系统工作装置负载模型  38-44
    3.1.1 工作装置负载的数学模型  38-42
    3.1.2 工作装置负载的仿真模型  42-44
  3.2 新型势能回收再利用系统元件模型  44-52
    3.2.1 液压泵模型  44-47
    3.2.2 主液压阀模型  47-49
    3.2.3 液压缸模型  49-50
    3.2.4 蓄能器模型  50-52
  3.3 新型势能回收再利用系统联合仿真模型  52
  3.4 本章小结  52-53
4 系统参数匹配与仿真研究  53-76
  4.1 系统元件选型与参数匹配  53-60
    4.1.1 基本部件选型  53-55
    4.1.2 新型系统元件参数匹配  55-60
  4.2 系统仿真研究  60-75
    4.2.1 原型机动臂回路系统工作特性分析  60-64
    4.2.2 新型系统工作特性分析  64-69
    4.2.3 新型系统能量回收再利用特性分析  69-72
    4.2.4 新型系统参数分析  72-75
  4.3 本章小结  75-76
5 实验研究  76-87
  5.1 原型机原始数据实验研究  76-82
    5.1.1 实验目的与内容  76
    5.1.2 实验平台与仪器  76-77
    5.1.3 实验方案  77-79
    5.1.4 实验结果及分析  79-82
  5.2 液压挖掘机动臂势能回收再利用系统实验研究  82-86
    5.2.1 实验目的与内容  82
    5.2.2 实验平台与仪器  82-83
    5.2.3 实验方案  83-84
    5.2.4 实验结果及分析  84-86
  5.3 本章小结  86-87
6 总结与展望  87-89
  6.1 论文工作总结  87-88
  6.2 后续工作展望  88-89
参考文献  89-94
攻读学位期间的主要研究成果  94-95
致谢  95

液压挖掘机动臂势能回收再利用系统研究

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