针对液压挖掘机动臂能量回收实验系统研究

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1、液压气动与-W-~／2011年第8期液压挖掘机动臂能量回收实验系统研究韩雪1李培z(1．成都南车隧道装备有限公司，四川成都610100；2．西南交通大学机械工程学院，四川成都610031)摘要：针对混合动力挖掘机设计研发过程中，进行动臂能量回收实验存在的一些问题，设计了一种模拟负载动臂能量回收实验系统，用来代替进行实际动臂系统中的能量回收实验。并通过建模仿真，对比分析了两种系统中的各项性能参数，验证了采用模拟负载系统进行实验的可行性。关键词：动臂；能量回收；模拟；实验系统中图分类号：TH137．9文献标识码：A中图分类号：1008—0

2、813(2011)08—0038—03ResearchOI1ExperimentalSystemofBoomEnergyRecoveryinHydraulicExcavatorHANX“e’，i(1．ChengduCSRTunnelEquipmentCo．，Ltd，Chengdu610100，China；2．CollegeofMechanicalEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China)Abstract：Intheprocessofhybridexcavat

3、or’Sresearchanddevelopment，fortheproblemofboom’Senergyrecoveryexperiment，designaload—simulationboom’Senergyrecoveryexperimentalsystem，usedinsteadoftheenergyreeoveryexperimentofactualboomsystem．Andthroughthemodelingandsimulation，comparativeanalysistheperformanceandparame

4、tersofthetwosystems，verifythefeasibilityofexperimentbyload—simulationsystem．KeyWords：boom；energyrecovery；simulation；experimentalsystem0引言1动臂能量回收系统分析随着社会基础建设的大力发展，挖掘机在土方施由于液压挖掘机前端工作装置质量重、惯性大。在工中的重要作用日益明显。由于在工作过程中，挖掘机动臂下放过程中，工作装置的重力势能和大部分动能动臂进行着往复的运动，需要频繁的制动和举升．是耗在主阀的节流口处

5、转化为热能，不仅造成了巨大的能能较多的工作装置．所以对动臂能量的回收是挖掘机量浪费，而且引起了油温升高，加速了液压件的损坏。节能的一个重要方向．大部分带能量回收系统的混合通过对动臂下放过程中能量进行回收，能有效的解决动力挖掘机都是采取了对动臂的势能进行回收。这些问题，保证液压系统稳定高效的运行。动臂能量回收系统需要大量的实验研究后才能运1．1动臂能量回收系统分析用于实际，然而在对动臂能量回收系统的实验过程中，动臂能量回收系统主要是由液压马达、节流阀、发存在一些难以实施的问题，例如动臂液压缸由于长度电机以及蓄电池组成。这种系统的结构如图

6、1所示。较长、质量过重，难以在实验室场地安装；动臂在伸缩工作过程中，需要较大的立体空间；由于负载过大，难以实现负载的加载，存在较大的安全问题。本文在对动臂能量回收系统进行分析研究后，提出一种采用模拟负载的动臂能量回收实验系统，并通过建模仿真，对比分析了模拟系统与实际系统的相关性能。收稿日期：2011-03-02作者简介：韩雪，重庆长寿人，毕业于西南交通大学，现从事隧道施工机图1动臂能量回收系统械液压系统相关研究。38HydraulicsPneumatics&Seals／No．8．201l这种系统主要是依靠动臂在下降过程中，液压缸下腔的

7、高压油来驱动液压马达，液压马达与发电机同轴连接，通过发电机直接将液压马达产生的机械能转换为电能，并存储在蓄电池中。1．2动臂能量回收实验系统分析在实验过程中，由于动臂液压缸长度较长、质量过重和负载过大，导致动臂液压缸难以合理的安装和准确加载，所以实验研究不能方便的进行。本文设计了动臂能量回收实验系统，如图2所示。图4模拟负载的动臂能量回收实验系统仿真模型3仿真结果分析在两个系统的仿真模型中，设置动臂下降过程为10s，0～2s为从静止开始加速过程，2～7s是以稳定速度下降的过程，7～1Os是制动过程。通过计算仿真得出了实际动臂能量回收系

8、统与负载模拟的动臂能量回收实验系统的相关性能参数，两图2模拟负载的动臂能量回收实验系统个系统中通过液压马达的流量曲线，如图5所示。此系统中采用液压泵、溢流阀和节流阀的共同作用，来模拟液压缸下降过程中流量和压力的变化。这种