液压挖掘机混合动力系统的参数匹配方法
液压挖掘机节能措施及混合动力系统方案
亿 公 升 的燃 油 ,相 当于 减少 了 3 6万 吨二 氧 化碳 的 排 7
放 。目前 我 国挖 掘 机行业 面 临着 能源转 换效 率较 低 、 环
境污 染 严重 等 问题 ,这 给工 程机 械 行业 的节 能 降耗 带
11 发 动机—— 液 压 泵 匹配 节能控 制 系统 .
时期 ,如何 通 过 发展 低 碳经 济 实 现生 产方 式 的转 变 已
成为 社会 各界 的共 识 。近年来 , 随着基 础设施 建 设力 度 在全 国各地 的 日益 加 大 。中 国挖 掘 机 市场 进 入蓬 勃 发 展 阶段 。据 统 计 , 目前 全 国挖掘 机 拥有 量 近 10万 台 , 0
一
已经 达 到 3 2亿 多 吨标 准煤 , 原油 进 口对 外 依存 度 达 到
5 %左右 。石 油 消费 主要领 域是 石油 化工 。 通运 输 和 5 交 工程 机械 等 。工 程 机械 。 特别 是挖 掘机行 业 的原 油消 费 是 不 可忽 视 的一 个 重要 方 面 。如 何坚 持 节 能 、 环保 、 低 碳 工程 、 用 新 的纯 净 绿 色可 再 生能 源 系统 . 应 已经 成 为 挖 掘机 行业 发展 必须 面对 的课 题 。
程度 上抵 消 了采 用这种 技术 所能取 得 的节 能效 果 。
这 种 系统 的另 一个 缺点 是 , 由于能 量转换 环 节 多 , 导 致 系统 趋于 复杂 .技 术要 求 也相 应提 高 ,如 电池 寿
是 指 采 用 这 种 措 施 可 以使 液 压 泵 按 负 载所 需 提 供 能 量 ,尽 量减 少 液压 泵输 出的多 余 能量 。 目前 主要 有 负 流 量 控制 、 流 量控 制 和 负 载敏 感 控 制 等 方 法 。 负 流 正
关于液压挖掘机全功率泵的动力匹配
关于液压挖掘机全功率泵的动力匹配作者:刘富来源:《山东工业技术》2019年第20期摘要:目前国产大中型履带式液压挖掘机的液压泵基本上都是采用全功率液压泵,为了能在有效利用发动机动力的同时能达到最省油,我们需要对发动机和液压泵进行有效的动力匹配。
一般厂家对整机进行动力匹配时,发动机的标定都采用空载标定,即在液压泵不带载的情况下进行标定,本文将介绍另外一种标定方式,带载标定,即在液压泵带载的情况下对发动机进行标定。
关键词:动力匹配;空载标定;带载标定DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2019.20.0271 空载标定目前国产大中型履带式液压挖掘机基本上用的都是定油门控制的方式(发动机走速度特性曲线),且液压泵基本上都是采用全功率液压泵。
目前对这种定油门控制都是采用空载标定油门,即在液压泵不带载(泵的出口无压力)的情况下设定各档的油门位置(即设定空载转速)。
然后在对挖掘机进行挖掘试验,试验过程中通过不断调整供给泵比例减压阀的电流值来调定泵的功率,以使泵能很好的匹配发动机。
这种方法实质上是让泵(负载)来匹配发动机,在匹配的过程中很难让发动机和泵匹配在对应速度特性曲线下的最优点,要想让其匹配到最优的点,就必须经过大量试验,不断调整供给比例电磁阀的电流得到。
2 带载标定我想介绍另一种匹配方式,它能很快使发动机和泵匹配在对应速度特性曲线下的最优点,能在全功率液压泵进入恒功率区后使发动机的负荷率达到最大,这样便能在充分发挥发动机动力的同时达到最省油。
这种匹配方式叫带载油门标定。
首先根据泵的P-Q曲线图,设定工作时泵所要达到的目标转速(非空载转速),同时设定此转速下需要向泵的比例电磁阀供给多少电流,将转速和电流都在控制器里设定好。
在油门标定的过程中,让控制器将设定好的每个档位的电流供给液压泵的比例减压电磁阀,同时操作操纵手柄使前后泵都达到溢流,这时液压泵进入对应电流的恒功率区。
根据全功率泵的扭矩曲线可知,一旦泵进入恒功率,泵的扭矩及功率便达到最大,而且近似恒定(全功率泵的特性决定)。
工程机械液压系统动力匹配与其控制技术探讨
工程机械液压系统动力匹配与其控制技术探讨工程机械液压系统是一个非常重要的部分,因为它提供了动力和控制作用以支撑各种机器的运行。
液压系统的性能对于工程机械的效率、可靠性和能源消耗等方面都有重要的影响。
因此,正确的动力匹配和控制技术是至关重要的,本文将在此方面展开讨论。
首先,我们来看动力匹配。
液压系统的动力来自于液压油的压力,它的大小由油泵生成的流量和压力决定。
因此,在设计液压系统时,需要考虑的主要因素是需要维持的最小流量和压力。
在实际应用中,最小的流量和压力要根据机器的特点和工作条件来确定。
例如,在挖掘机上,需要的液压动力要比轻型装载机高得多,因此,在设计液压系统时,需要选择更强大的油泵,并保证液压系统可以提供充足的流量和压力,以满足挖掘机的操作需求。
同时,液压油的压力和流量的匹配也是非常关键的,因为如果压力过高或流量过大,不仅会增加能源消耗,还可能引起系统的过载保护,降低机器的效率和可靠性。
其次,我们来看控制技术。
液压系统的控制是通过控制阀完成的。
在液压控制系统中,不同的控制阀有不同的控制特性,例如比例、分区、优先等等,每种特性都有它的优点和适用范围。
选择合适的控制阀是非常重要的,因为它直接影响到机器的控制精度和稳定性。
例如,在装载机上,需要对斗杆的上下动作进行精确控制,选择具有精度和可调性的比例控制阀是非常合适的。
另外,控制阀的位置和数量也需要考虑,因为过多的控制阀会增加系统的复杂度和能源消耗,同时也容易引起故障。
在液压系统的控制中,还需要关注液压油的供应和回油。
液压系统中的油液是一个封闭的回路,在液压缸执行动作时,需要从油箱中吸取液压油,然后通过回油管回流到油箱中。
因此,在液压系统的设计中,需要考虑合适的供油和回油方式,以保证液压油的流动和回收。
同时,在液压系统中,还需要使用油滤器和冷却器等配件对液压油进行过滤和冷却处理,避免系统的故障和热损失。
液压挖掘机动力系统功率匹配控制技术研究的开题报告
液压挖掘机动力系统功率匹配控制技术研究的开题报告一、研究课题的背景与意义液压挖掘机作为一种常见的机械设备,在建筑、工程施工等领域得到了广泛应用。
液压挖掘机的动力系统是机器实现工作的基础,其性能的好坏直接影响机器的工作质量、效率和可靠性。
因此,研究液压挖掘机动力系统的功率匹配控制技术,对优化机器性能、提高工作效率和降低能耗具有重要意义。
二、研究现状分析目前,国内外已有不少学者开展了液压挖掘机动力系统的研究。
论文中提到,液压挖掘机动力系统的功率匹配控制技术可分为三种类型:机械控制、液压控制和电控制。
其中,液压控制和电控制应用比较广泛,具有很高的控制精度和稳定性。
液压控制技术主要是通过调节液压系统中的压力、流量等参数,实现液压挖掘机的匹配控制。
该技术具有控制精度高、响应速度快、适应性强等优点。
但是,由于液压系统结构复杂,故障率高,维护成本也较高,因此使用寿命和可靠性存在风险。
电控技术是通过调节发动机和液压系统的电子控制单元(ECU)输出信号,实现液压挖掘机动力系统的匹配控制。
该技术具有响应速度快、控制精度高、故障率低等优点。
随着电控技术日益成熟,液压挖掘机动力系统越来越普遍地采用电控技术进行功率匹配控制。
三、研究内容和技术路线本研究旨在探究液压挖掘机动力系统的功率匹配控制技术,研究主要内容如下:1. 分析液压挖掘机的工作原理、动力系统结构和主要性能参数。
2. 研究多种液压挖掘机功率匹配控制技术,分析各技术的优缺点和适用范围。
3. 运用MATLAB/Simulink等仿真软件,建立液压挖掘机动力系统的数学模型,对其进行仿真分析。
4. 基于电控技术,设计液压挖掘机动力系统的功率匹配控制策略,并进行实验验证。
5. 对实验结果进行分析和评估,总结研究成果,提出进一步研究方向。
本文的技术路线如下:液压挖掘机动力系统->功率匹配控制技术->数学模型->仿真分析->控制策略设计->实验验证。
第21卷第1期.
图 2为 液 压挖掘机挖掘工况下动力系统的输出 功率 P。的归一化曲线,图 2中 Pomax为系统最大输 出功率。由图 2可见,动力系统具有工作周期性强、 周期短,输出功率波动大等特点。
图 3为 采 用液压马达能量回收后计算所得动力 系统可回收功率 Pr的归一化曲线,图 3中 Pn。二为 系统最大可回收功率。由图 3可见,在动臂下放时, 回收的功率大 ,且 回收迅速 。
上述 分 析 表明,液压挖掘机的工况具有强变特 性 ,因而对元件参数要求较高。
图 1 混 合 动 力 液 压 挖 掘机结构
Fig.1 Structureo fH ybridP owerH ydraulicE xcavator
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图 2 动 力 系 统 输 出 功 率归一化 曲线
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(StateK eyL aboratoryo fF luidP owerT ransmissiona ndC ontrol,Z hejiangU niversity, Hangzhou3 10027,Zhejiang,C hina)
本 文 中 针对液压挖掘机动力 系统的结构 、工况 特点及其控制策略 ,提出了参数匹配的方法 ,并对其 进行了实现 。
1 参数匹配的条件和目标
1.1 参数匹配的条件
参 数 匹 配的条件包括动力 系统 的结构形式 、工 作状况和控制策略等。 1.1.1 动力系统的结构
图 1为 混 合动力液压挖掘机结构,其动力系统 的特点主要为 :①采用了发动机与电动机并联驱动 液压泵的结构形式 ,由于有 电动机 的辅助驱动 ,当采 用适当的控制策略时,发动机的装机功率可以大为 降低 ;②选用了具有快速充放电能力、比功率大的电 容器为蓄能装置 ,以满足负载的快速大波动,但参数 匹配时需合理选择其容量 ;③采用 了液压马达 回收 动臂下放时的势能和动能 ,经 液压 马达 回收的能量 由发电机转换为电能后存储在电容器中,这也增加 了系统的复杂程度和参数匹配的难度。
液压挖掘机动力系统功率匹配及其节能控制措施
液压挖掘机动力系统功率匹配及其节能控制措施液压挖掘机由于其独特的优势,在工程中获得广泛应用,但液压挖掘机能耗巨大,如果控制不当,就会直接导致液压挖掘机应用成本的提高,因此需要认真做好功率匹配和节能控制工作。
基于此,本文对液压挖掘机动力系统功率匹配及其节能控制措施进行探讨,以期进一步推动我国工程事业的高质量发展。
标签:液压挖掘机;动力系统;功率匹配0前言液压挖掘机在土方作业中有着非常重要的应用,因此在其节能技术的研究中投入了大量人力、物力及财力。
当前,我国液压挖掘机节能技术相对落后,甚至部分领域处于空白状态。
随着全球能源形势的不断紧张,其节能性能的好坏对液压挖掘应用前景和土方工程发展前景有着直接影响。
为此,有必要对挖掘机的功率损失、节能控制进行研究,以期对我国挖掘机节能技术的发展起到推动作用。
1挖掘机的主要功率损失挖掘机液压传动紧密联系在一起,其发展主要以液压技术的应用为基础。
其结构主要是由发动机、液压系统、工作装置、行走装置和电气控制等部分组成,由于挖掘机的工作条件恶劣,要求实现的动作复杂,于是对液压系统的设计提出了更高要求。
因此,对挖掘机液压系统的分析设计已成为推动挖掘机发展的重要一环。
单斗液压挖拓机作为一种周期作业的机械設备,其由工作装置、回转装置和行走装置三部分组成。
工作装置包括动有动臂、斗杆以及根据工作需要可更换的各种换装设备,如正铲、反铲、装载斗和抓斗等[1]。
研究发现负载过重会直接导致安全阀溢流耗能情况。
液压挖掘机属于一种大型的耗能设备,设备运行能耗相对较大。
为了保证挖掘机的使用寿命,需要液压油在到达设定压力之后开启安全阀,让压力油顺利流回到油箱当中。
在液压油流回油箱的过程中,会做大量的无用功,因此能耗损失情况比较严重,这就是溢流损失问题。
微动操作的功率损失。
微动耗能主要是指挖掘机作业过程中的耗能。
在挖掘机挖掘作业过程中,进行微动操作。
这时,为了克服工作负载,就会建立相应的压力通道,大部分液压油会溢流会油箱当中,这部分的能耗损失也是比较严重的[2]。
液压挖掘机动力系统匹配及节能控制研究
[382]郝鹏.液压挖掘机动力系统匹配及节能控制研究何清华.中南大学,2008.摘要:随着工程机械品种和数量的不断增多,国内外对工程机械尾气排放、噪声等限制愈加严格;随着人们环保意识的日益增强,使环保节能型产品的研制开发成为工程机械发展的趋势。
在能源危机及绿色环保的今天,对液压挖掘机的节能研究已成为一个非常具有发展前景的课题。
本文正是在此背景下并借助国家863课题,以提高液压挖掘机的动力性和经济性为研究目的,开展了对液压挖掘机动力系统匹配及节能控制的研究,论文的主要工作如下:------------------------------------------------------------ 告诉你仅花7天时间搞定专业论文的绝招1 写论文一定找一个清静的地方闭关。
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液压挖掘机功率匹配与动力源优化综合控制策略
2009年4月农业机械学报第40卷第4期液压挖掘机功率匹配与动力源优化综合控制策略3王冬云 管 成 潘双夏 林 潇(浙江大学机械设计研究所,杭州310027) 【摘要】 现有的液压挖掘机功率匹配方法由于负载工况的剧烈波动和不可预知性,导致动力源工作点很大部分分布于高油耗区域,动力源本身效率无法得到提高,从而影响了整机效率。
为此,提出了一种基于混合动力技术的液压挖掘机全局功率匹配与动力源优化的综合控制策略。
该策略以传统功率匹配方法为基础,结合混合动力的特点,在实现动力源、液压泵和负载三者功率匹配的同时,优化动力源的工作点,提高整机的燃油经济性。
试验表明采用该策略的液压挖掘机能够实现全局功率匹配,同时减小了发动机的转速波动,使其工作在高燃油效率区域,提高了整机的燃油经济性。
关键词:液压挖掘机 功率匹配 混合动力 节能 控制策略中图分类号:TH137;TD42212文献标识码:AControl Strategy of Pow er Matching and Pow er Sources Optimization for H ydraulic ExcavatorsWang Dongyun Guan Cheng Pan Shuangxia Lin Xiao(Institute of Mechanical Design ,Zhejiang U niversity ,Hangz hou 310027,China )AbstractBecause of the sharp fluctuation of the load condition ,the working points of the engine are mostly distributed in the high fuel consumption area.This causes low fuel economy of the power source and is the main reason of high power losses in conventional hydraulic excavators.In order to solve this problem ,a new control strategy based on hybrid technology was presented.Its target was to achieve power matching and optimize the working condition of the power sources simultaneously.Experimental results show that the control strategy can realize the target.It reduce the speed fluctuation and optimize the working points of the engine.Meanwhile ,it achieves higher fuel economy than conventional methods.K ey w ords Hydraulic excavator ,Power matching ,Hybrid power ,Energy saving ,Controlstrategy收稿日期:2008205216 修回日期:20082072103浙江省科技计划资助项目(2006C11148)和浙江省科技计划面上科研工业项目(2007C21060)作者简介:王冬云,博士生,主要从事工程机械混合动力技术研究,E 2mail :zdwdy @ 引言实现动力源、液压泵和负载三者之间的功率匹配是液压挖掘机节能研究的重要方向[1~6],其中液压泵与负载之间的功率匹配研究比较成熟,出现了各种先进的液压控制系统。
液压挖掘机负载自适应全局功率匹配控制系统概要
第38卷2007年2月工程机械TestandResearch试验・液压挖掘机负载自适应全局功率匹配控制系统﹡中南大学机电工程学院! ! ! ! "陈欠根李延伟郝鹏!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! "摘要:提出一种以发动机-泵-阀-铲斗-负载作为整体来实现功率匹配的全局控制方案,并把全局功率匹配分为发动机-泵的匹配和阀-负载的匹配两部分,前一环节实现泵排量的调节,保证泵把发动机功率完全吸收,转化为液研究压能;后一环节则是调节阀的开口,使压力随负载变化,时刻把液压能发挥到最大。
在铲斗负载自适应条件下发动机功率与负载的匹配和控制方法的实现,揭示了挖掘机节能的一种方法。
!!!!"液压挖掘机节能技术研究是当前一个研究热点。
目前各种节能方案中得到成功应用的主要是针对发动机-泵的功率匹配和针对泵-负载的功率匹配控制方案。
本文提出一种以发动机-泵-阀-铲斗-负载作为整体来实现功率匹配的全局控制方案,同时可以在挖掘机整个工作循环中识别出挖掘过程进而自动判断并自动匹配挖掘时刻克服负载所需要的最大功率,实现挖掘负载自适应。
当前成功得到应用的功率匹配方案多是在挖掘机“发动机-液压系统-铲斗-负载”整个能量传递链中上实现某个环节上的功率匹配,主要是发动机-泵的功率匹配和泵-负载的功率匹配。
鉴于上述能量传递链,这里暂称这些方案为局部功率匹配方案。
在液压挖掘机上实现发动机-泵的功率匹配主要目的是提高泵对发动机输出功率的吸收能力,在通过采用转矩控制或者转速感应控制实现两者的精确匹配的理想情况下,泵把吸收的发动机输出功率尽可能多的转化为液压能,液压能通过换向阀传递到执行机构作用于负载;针对泵-负载功率匹配的方案中应用比较广泛的液压控制有负荷传感控制、负流量控制等泵控系统,均为通过调节变量泵的摆角变化使输出流量与执行机构的需要流量相匹配,而减少溢流损失和节流损失。
液压挖掘机动力系统功率匹配及其节能控制
液压挖掘机动力系统功率匹配及其节能控制摘要:为使液压挖掘机在负载多变条件下节能降耗,需使发动机与变量泵系统实现功率匹配。
因此,文章通过对液压挖掘机动力系统功率匹配及其节能控制进行综合的分析。
关键词:液压挖掘机;功率匹配;节能控制引言液压挖掘机在建筑施工、矿山采掘、交通运输等各类工程实践中有着广泛的应用,但是挖掘机的作业环境比较恶劣,负载变化大,发动机经常在偏离额定经济油耗区作业,在作业过程中经常会出现发动机输出功率不能完全被变量泵吸收或者发动机输出功率不能满足变量泵所需求功率的现象,并且经常还存在超载失速和过热等故障现象,造成操作员设定的工作模式与实际作业工况功率不匹配,使燃油消耗率升高,影响整机的工作效率。
一、动力总成功率匹配控制策略(一)动力总成功率匹配原理液压挖掘机的工况模式一般有重载、中载和轻载模式等,而其在作业过程中发动机的工作点经常会偏离节能经济油耗区域,使发动机转速不断波动,造成了燃油损失,影响了整机的工作效率。
根据液压挖掘机的结构组成原理,可知动力总成和液压系统各部分的组成及能量传递的途径,如图1所示。
图1动力总成与液压系统组成部分的简化模型由图1可知,发动机与变量泵是通过联轴器直接连接的,则发动机转速与变量泵的转速相等。
当不考虑联轴器传递时造成的能量损失时,发动机的输出功率与变量泵的吸收功率相等,此时整个动力系统无能量损失。
而动力总成中变量泵输出压力与负载压力大小有关,通常情况下压力和排量乘积的变化影响了功率的变化,使得发动机的输出功率不能被充分吸收,造成发动机的工作点偏离发动机节能经济油耗区域,油耗损失会增加。
当不考虑机械传动时的能量损失时,得到了动力总成的功率匹配方程如式(1)、(2)和(3)所示。
发动机的输出功率为N1=M1n1(1)变量泵的吸收功率为N2=P2Q2=P2qn2=M2n2(2)功率匹配方程为N1=M1n1=N2=P2qn2=M2n2(3)N1——发动机输出功率;n1——发动机转速;N2——变量泵入功率;P2——变量泵出口压力;Q2——变量泵输出流量;q——变量泵排量;M1——发动机输出转矩;M2——变量泵的输入转矩。
混合动力汽车动力总成参数匹配方法与控制策略的研究
优化算法则可以对参数进行全局搜索,找到最优解,进一步提高参数匹配的精 度和效率。
在混合动力汽车控制策略方面,主要是指通过调节发动机、电机等部件的运转 状态,实现车辆的动力输出与能量管理。常用的控制策略包括基于规则的逻辑 门限值控制、模糊逻辑控制、神经网络控制等。这些控制策略各有特点,逻辑 门限值控制简单易行,但过于依赖经验;模糊逻辑控制可以处理不确定信息, 但精度有待提高;神经网络控制具有良好的自适应性,
但计算量大,实时性较差。因此,在实际应用中,需要结合具体需求进行选择 和控制策略的优化。
为了探究不同参数匹配方法和控制策略的适用性和效果,我们进行了一系列实 验研究。实验结果表明,基于数值模拟和优化算法的参数匹配方法可以在较短 时间内找到较为理想的参数组合,有效提高车辆的性能和油耗。同时,在控制 策略方面,采用模糊逻辑控制和神经网络控制策略可以更好地实现能量的优化 管理,提高车辆的排放性能。
一、混合动力挖掘机动力总成
混合动力挖掘机动力总成主要由发动机、电机、电池、液压系统等组成。其中, 发动机是挖掘机的核心部件,负责提供挖掘作业所需的动力。电机和电池则是 混合动力系统的核心,它们的作用是在发动机低效工作时,提供额外的动力, 以实现节能减排。液压系统则负责将发动机的动力转化为挖掘机的动作。
在混合动力汽车动力总成参数匹配方面,近年来研究者们提出了多种不同的方 法。在早期,研究者们主要依靠经验进行参数选择和匹配,这种方法虽然在一 定程度上可以满足需求,但具有较大的局限性。随着计算机技术的发展,数值 模拟方法和优化算法开始得到广泛应用。数值模拟方法可以通过模拟发动机、 电机等部件的动态响应,得出参数匹配的初步方案。
电机和电池是混合动力系统的核心,其参数匹配直接影响到挖掘机的能源利用 效率。在参数匹配过程中,应考虑以下因素:
液压混合动力挖掘机动力系统的参数匹配方法
液压混合动力挖掘机动力系统的参数匹配方法
林添良;刘强
【期刊名称】《上海交通大学学报》
【年(卷),期】2013(47)5
【摘要】根据液压混合挖掘机动力系统的驱动结构、工作原理和负载特性,提出了其参数匹配方法.以蓄能器安装空间最小、蓄能器使用寿命最长和发动机工作点的稳定性为约束条件,从最大限度地发挥辅助驱动单元削峰填谷功能和降低系统装机功率的角度,对液压蓄能器的工作压力和体积、发动机功率、泵/马达的排量等参数的设计依据及其匹配进行分析,利用AMEsim软件建立仿真模型,以用于节能驱动系统中蓄能器的工作压力和额定体积的仿真.结果表明,进行参数匹配后,发动机的工作点切换满足稳定性的要求,且蓄能器的压力波动满足工况的要求.相对于原始驱动系统,其节能效果显著,节能比率为11.21%.
【总页数】6页(P728-733)
【关键词】挖掘机;液压混合动力;蓄能器;节能
【作者】林添良;刘强
【作者单位】华侨大学机电及自动化学院;浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TH137
【相关文献】
1.混合动力系统多目标优化的混合度参数匹配方法 [J], 林歆悠;薛瑞;冯其高;张少博
2.并联式混合动力液压挖掘机参数匹配方法 [J], 林潇;管成;潘双夏;王冬云
3.混联混合动力系统功率、转矩和效率三参数匹配方法研究 [J], 曾小华;王振伟;宋大凤;巴特;杨南南;陈慧勇;王印束
4.并联混合动力汽车动力系统参数快速匹配方法研究 [J], 宫唤春
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073 液压挖掘机全功率匹配——已读
第33卷2005年第3期28矿山机械在液压挖掘机节能控制中,常用的分工况模式下,每一挡工作模式都可以由转速感应控制实现泵与发动机的局部功率匹配,控制量为液压泵的排量。
现代液压挖掘机的泵—负载环节通常采用负载传感控制或是负流量控制实现局部功率匹配,控制量也为泵的排量。
两个环节都是靠调节泵的排量来实现局部功率匹配,因此,现有液压挖掘机两个环节的局部功率匹配是不协调的,很难实现全局功率匹配。
为此,本文提出两种实现液压挖掘机全局功率匹配的控制策略,使两个环节的局部功率匹配相互协调,解决负载、变量泵、柴油机三者的动态匹配问题,使挖掘机在工作时达到高效、节能的性能指标。
1负载—变量泵—发动机的匹配模式本控制策略的基本思想是:从负载出发,先实现泵,此环节中采用负载传感及负流量控制技术,通过控制泵的排量实现泵与负载的匹配。
关于此项技术的文献比较多,本文不再详述。
而在泵与发动机的局部匹配中,按照泵与负载的匹配功率,确定发动机的最佳节能工作点,通过自动调节发动机油门大小,使柴油机工作在最佳节能工作点附近,从而实现发动机与变量泵的经济匹配。
为了满足发动机与泵—负载局部环节的匹配,按照负载的要求输出功率,并满足作业速度的要求(要求发动机工作在高转速区域),同时尽可能使发动机工作在低耗油区,笔者提出采用区间匹配控制。
1.1发动机工作特性如图1所示,曲线CASB 是发动机在某一挡时的工作特性,AC 为外特性,AB 为该挡位下的调速特性。
当外负荷变化时,发动机输出扭矩变化,工作点在调速特性段上波动,转速也相应变化,如A 点、B 点和S 点,A 点输出功率最大。
另外,发动机还有一条最佳比油耗线(g e 线),当发动机工作在最佳比油耗线上时(图中S 、E 点)最节省燃油。
1.2负载所需流量计算为保证发动机、变量泵和负载整体功率匹配,必须满足下式n T e =n P S V g =P L Q L (1)式中n ———发动机转速T e ———发动机最佳节能工作点的扭矩P S ———泵的出口压力V g ———泵每转几何排量P L ———负载压力Q L ———负载所需流量负载压力P L 通过检测控制先导压力的方法来间接计算获得负载所需的流量。
油液混合动力挖掘机多控制策略参数匹配仿真
油液混合动力挖掘机多控制策略参数匹配仿真
谭贤文;方锦辉;费树辉;金月峰
【期刊名称】《中国机械工程》
【年(卷),期】2017(028)009
【摘要】为提高油液混合动力系统挖掘机的节能效果,研究了辅助动力系统多控制策略的参数匹配问题.根据动力源驱动结构、工作原理及负载特性,提出稳定发动机工作点+恒排量释放、稳定发动机工作点+恒扭矩释放、稳定主泵工作点+恒排量释放及稳定主泵工作点+恒扭矩释放四种控制策略,并建立了系统主要元件数学模型,仿真对比分析四种控制策略的节能效果,得出稳定发动机工作点+恒排量释放节能效果最优的结论,并依此确定辅助马达参数.仿真结果表明:较原系统,参数匹配后的混合动力系统节油率提高了9.8%,工作效率提升了9.72%.
【总页数】7页(P1043-1049)
【作者】谭贤文;方锦辉;费树辉;金月峰
【作者单位】浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室,杭州,310027;浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室,杭州,310027;徐州徐工挖掘机械有限公司,徐州,221004;徐州徐工挖掘机械有限公司,徐州,221004
【正文语种】中文
【中图分类】TH137
【相关文献】
1.油液混合动力挖掘机建模与参数匹配仿真研究 [J], 谭贤文;胡波;方锦辉;王振兴;董永平
2.并联式油液混合动力挖掘机动力系统仿真研究 [J], 张敏杰;王庆九;管成
3.油液混合动力挖掘机回转系统仿真分析 [J], 郑辉;吴文海;邓斌;刘桓龙;柯坚
4.并联混合动力挖掘机系统建模及控制策略仿真 [J], 刘刚;宋德朝;陈海明;陈明
5.液压混合动力挖掘机动力系统的参数匹配方法 [J], 林添良;刘强
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