油液混合動力挖掘機能量回收系統(tǒng)設計及控制策略研究.pdf

1、目前挖掘機的傳統(tǒng)節(jié)能技術研究已經成熟，而新興的油電混合動力挖掘機受限于技術開發(fā)難度、成本等原因，尚未引起足夠的市場認可。本文結合國家科技支撐計劃“基于挖掘機能量回收的液壓混合動力節(jié)能技術研究及應用(課題編號:2015BAF07806)”，以某21t液壓挖掘機為研究對象，基于能量回收技術，提出一種以蓄能器為和液壓輔助馬達為主要元件，回收動臂下降勢能和回轉制動動能的油液混合動力系統(tǒng)，并完成系統(tǒng)的研制。根據元件的數學模型，搭建AMESim/S

2、imulink聯合仿真模型。提出四種節(jié)油控制策略，并仿真對比各控制策略的節(jié)油效果。最后通過實車試驗驗證系統(tǒng)的操控特性及節(jié)油效果。結果表明:具有能量回收的油液混合動力系統(tǒng)挖掘機節(jié)油率可達14.7％，且操控特性滿足使用要求，應用前景良好。本論文的研究為油液混合動力系統(tǒng)挖掘機的研發(fā)提供了參考。論文分為以下幾個部分:
　　第1章介紹了課題背景和意義，闡述了液壓挖掘機傳統(tǒng)節(jié)能技術、混合動力節(jié)能技術的原理、分類及研究現狀，提出了已有研究的不足

3、，并介紹了課題的來源及本文的主要研究內容。
　　第2章根據普通挖掘機的工作原理、工況，分析了能量回收來源和可回收有效體積，對比現有油液混合動力系統(tǒng)的優(yōu)缺點，設計了一套以蓄能器和液壓輔助馬達為主要元件的油液混合動力系統(tǒng)，分析了系統(tǒng)的工作原理，并介紹了油液混合動力系統(tǒng)對挖掘機操控特性的影響。
　　第3章對油液混合動力系統(tǒng)關鍵元件進行選型、并完成系統(tǒng)的參數匹配;根據各元件的工作原理，建立了油液混合動力系統(tǒng)的數學模型，并以此搭建AM

4、ESim/Simulink聯合仿真模型。
　　第4章介紹了油液混合動力系統(tǒng)節(jié)油控制策略原理，設計定排量釋放和變排量釋放控制策略，并仿真對比各控制策略的節(jié)油效果。
　　第5章搭建了油液混合動力系統(tǒng)挖掘機樣機，介紹了主要元件的安裝，完成了基于Codesys軟件和EPEC2023控制器的油液混合動力系統(tǒng)電控程序及基于LabVIEW的數據采集程序的設計，并完成操控特性和節(jié)油效果實車試驗，試驗表明，本文設計的油液混合動力系統(tǒng)滿足挖掘機