【摘 要】
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时代飞速发展的今天,人们在各个领域的发展都追求着高标准与高效率。近年来,基建领域发展迅速,得益于工程机械行业的高速发展,随之而来的是巨大的能量浪费,为了提高能量利用率,人们进行了大量的节能研究。在工程机械领域,因为工作性质等原因,作业机构往往具有较大的质量或转动惯量,需要液压驱动,而这些大质量机构的重力势能和动能通常会消耗在液压阀上,因此提高能量利用率和回收利用系统中多余可回收的能量是人们节能研究
【基金项目】
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国家自然科学基金“恒压蓄能调控作业机构驱动与动势能回收一体化回路理论及方法”(51875381);
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时代飞速发展的今天,人们在各个领域的发展都追求着高标准与高效率。近年来,基建领域发展迅速,得益于工程机械行业的高速发展,随之而来的是巨大的能量浪费,为了提高能量利用率,人们进行了大量的节能研究。在工程机械领域,因为工作性质等原因,作业机构往往具有较大的质量或转动惯量,需要液压驱动,而这些大质量机构的重力势能和动能通常会消耗在液压阀上,因此提高能量利用率和回收利用系统中多余可回收的能量是人们节能研究的主要方向。本文以课题组所提的非对称泵控液压缸技术为基础,针对传统蓄能器充放能特性不足,通过创新性思维提出一种双皮囊蓄能系统并应用于挖掘机液压系统中,在液压挖掘机上以能量回收再利用节省能耗为目的,对双皮囊蓄能器的充放能特性以及能量回收再利用率进行研究。首先对非对称泵改造原理及双皮囊蓄能器设计原理作了详细介绍,并设计了挖掘机液压系统回路,对液压系统中的压力流量进行分析,建立数学模型;其次,根据双皮囊蓄能器与非对称泵的工作原理,在多学科仿真平台软件AMESim中搭建出仿真模型,并验证其正确性;然后通过计算出挖掘机工作装置位置参数并搭建出其仿真模型,在相同仿真条件下将普通气囊式蓄能器与双皮囊蓄能系统分别连接入仿真模型并对其进行仿真,得出二者的充放能特性,以及能量重新利用率,对比得出双皮囊蓄能器放能时可通过实时调整,实现出油口排油压力稳定,其放能功率比普通蓄能器功率高,充放能特性优于普通蓄能器,双皮囊蓄能系统在挖掘机工作装置一个循环中能量回收再利用率相对于普通蓄能器提高15.23%;最后通过设定蓄能器的不同容积以及预充压力,分别进行仿真,对比能量回收再利用率以及发动机功耗,得出双皮囊蓄能器在挖掘机工作装置中能量回收再利用率较高的节能搭配参数,容积为12 L,预充压力为2.0 MPa,能量再利用率为73.28%。
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