挖掘机液压混合动力系统
液压挖掘机混合动力系统控制策略研究
的 一 般 工 作模 式 为 发 动 机 输 出负 载 的平 均 功 率 ， 电动 ／ 电机 吸收 或 补 充 负 载需 求 功 率 与 发动 机 输 发 出功 率 的差值 ，即用 电动 ／ 电机 对 负 载 “ 峰 填 发 削 谷 ” ，实现 发动 机工 作点 的稳 定 。 同时 ，从 储 能元
功率 不 匹配造 成 的燃 油经 济性 差 的问题 ，也难 以大
结 构 型式 ：并 联式 、串联式 、混 联式 ，而并联 式混 合 动 力结 构被 公认 为是 在挖 掘机 上最 具发 展前 景 的
结 构 型式 。并 联式 液压 挖掘 机混 合动 力 系统结 构 如 图１ 所示 ，该 系统 由发 动机 、电动／ 电机 、超 级 电 发 容 、液 压 系 统 组 成 ，采 用 发 动 机 与 电 动／ 电机 并 发
件效率和使用寿命考虑 ，要பைடு நூலகம்证储能设备的荷电状
态 （Ｏ Ｓ Ｃ）在 一定 的安全 范 围 ，防止 电池或 电容 的
“ 过充 ”和 “ 放 ” ，因此 ，研究 混合 动力 挖掘 机 过
控 制策 略 的 目的主要 是两 方 面 ：
（１）使 发 动 机 尽 可 能 稳 定 地 工 作 在 经 济
黪Ｅ ＡＲｅ瓣
动臂油缸 斗杆油缸
一
铲斗油缸
强 。 当挖 掘 机工 作 时 ，其 负 载 的平均 值不 可避 免 地 会 随着作 业任 务 、工 作环 境 等 的变化 而变 化 ，即使 是完 成 同样 的作 业 ，不 同的操 作 手也 会有 不 同 的负
Ｉ
控制 阀
载功率需求。因此 ，发动机的单工作点控制策略会
目前 ，业 内 对 于 挖 掘 机 节 能 技 术 的研 究 ，多 集 中在提 高相 关元 件 的性 能 、改进 液压 系统 及提 高 动力 系统 与 液压 系统 的 功率 匹配 ３ 方 面 。传 统 的 个 节 能研 究 对 降低挖 掘 机油 耗 、改善 排放 起 到一定 的 积极 作用 ，但 无法 从 根本 上解 决发 动机 与 液压 系统
液压挖掘机双动力系统的研究
接方式 以及 目前最 为常见的机械能和 电能 的组合 ， 目前主要有双泵双动力系统 、单泵 同轴布置 系统和 单泵 并 排 布置 系 统三 种型 式ｆ ３ ］ 。 （ １ ） 双泵双动力 系统 ， 即两个动力源各 自连接一 个 完 全 相 同 的液 压 泵 ，两 液 压 泵 的输 油 口分 别 连 接 单 向阀 ， 油路经汇合后一起进入液压系统 ， 这样保证 两油泵相互不干涉。柴油机和电动机分别由各 自的 继 电器控制可相互切换 。如图 ｌ 所示为双泵双动力 系统示意图 ， 采用该系统的双动力工程机械 ， 其液压 系统结构复杂且成本倍增 ，日常维护性 和经济性较 差， 不 易被 市场 接 受 。
３ 技术优 势
双动力挖掘机相 比传统 以柴油机 为动力源的挖 掘机 ， 有很 大的优势和应用前景 。 （ １ ） 采用电力作业 ， 同等作业效率下用电成本 比 使用燃油低 ７ ０％以上 ， 并可延长整机的使用寿命 ， 降 低维修费用。 （ ２ ） 采用 电动 机作业克服 了内燃机工作时排废
随 着 世界 范 围内工 业 技 术 的 迅速 发 展 ，能 源 短
能技术” 作 为研发重点 ， 并纷纷推 出其 主打节能环保 的混合 动力 、 燃气动力和电力驱动等工程机械产 品。 当城 市 化进 程 已经 发 展 到一 定 程 度 ，在 城 市 规 划和重新建设 中， “ 推倒重建 ” 的情况越来越少 ， 取 而 代之 的是对原有 的功能性建筑进行改造 和升级 ， 这 在欧美等发达 国家已十分普遍。在此背景下 ， 室内施 工将会 越来越多 。随着我 国交通建设事业的迅速发 展 ，越来越 多的工程机械应用于公路隧道 、铁路 隧 道、 城市地铁隧道 、 过江隧道等隧道施工 中。不论室
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
挖掘机的工作原理
挖掘机的工作原理
挖掘机的工作原理是利用液压系统来驱动，主要分为液压系统、动力系统、工作装置和控制系统四个部分。
液压系统：液压系统由液压泵、液压缸和液压马达组成。
液压泵通过输入动力将液压油泵入液压缸或液压马达中，产生压力和流量来完成工作装置的动作。
动力系统：动力系统以发动机为主要动力源，通过连杆机构将发动机的功率传递到液压泵上，从而提供所需的液压油压力和流量。
同时，还包括传动系统、冷却系统等。
工作装置：工作装置是挖掘机实际进行挖掘、装卸作业的部分，主要由斗杆、斗杆缸、铲斗和铲斗缸组成。
液压泵通过液压油将动力传递到斗杆缸和铲斗缸，从而使斗杆伸缩和铲斗的开合、提升等动作完成。
控制系统：控制系统通过控制器、控制阀等控制设备来调节液压系统中液压油的压力和流量，实现挖掘机的各种动作。
操作员通过操作手柄、脚踏板等操纵控制器，从而控制液压泵输出的压力和流量。
总体而言，挖掘机的工作原理是通过液压系统将发动机的动力转化为液压油的压力和流量，通过控制系统操作工作装置的动作，实现挖掘、装卸等作业。
挖掘机液压系统的工作原理
挖掘机液压系统的工作原理
挖掘机的液压系统工作原理是通过液体在系统中的流动来传递力量和驱动机械的运动。
液压系统由液压泵、液压缸、液压阀和液压油箱等组成。
工作时，液压泵将液体从油箱吸入，并将其压力提高后送入液压系统。
液体通过管道进入液压阀，阀门控制液体流向和压力。
当需要使液压缸工作时，液压阀打开液体流向液压缸，使之推动负荷进行相应的运动。
液压缸内的柱塞在受到液体压力的作用下产生推力，从而实现挖掘机的各种工作功能。
当液压阀关闭时，液体无法流回油箱，此时液压缸内的液压油被封闭在液压缸中，从而保持负荷的位置。
如果需要控制负荷下降，液压阀会打开使液体流回油箱，液压油压力下降，负荷也随之下降。
液压系统的工作原理是基于波动力学和流体静力学原理的应用，其具有高传递效率、稳定性强、工作灵活可靠等优点，使得挖掘机能够进行各种复杂工作。
三一掘进机EBZ200液压系统和水系统操作说明
三一掘进机EBZ200液压系统和水系统操作说明液压系统是EBZ200的重要动力系统，用于提供机械的平稳运行和高效工作。
液压系统由液压泵、液压阀、液压缸等组成，通过液压油的流动实现对机械各部件的动力驱动。
1.液压泵：液压泵是提供液压系统动力的重要部件，其工作原理是通过转子与定子之间的相互作用，将机械的动力转化为液压能。
液压泵具有高压、大流量、稳定性好的特点。
操作步骤：a.启动EBZ200，保证发动机正常运转。
b.检查液压泵的油位，确保液压泵充满液压油。
c.打开液压泵的油门，调节泵的转速，使之达到工作正常的状态。
d.注意观察液压泵的压力表，确保液压系统的压力在正常范围内。
2.液压阀：液压阀是控制液压系统流量和压力的装置，其作用是根据机械的工作需求，对液压系统的油液进行控制和调节。
操作步骤：a.根据工作需要，调节液压阀的开度和关闭时间，以达到预期的工作效果。
b.当需要改变液压阀的动作方向时，可通过控制操纵杆或按钮实现。
3.液压缸：液压缸是液压系统的执行元件，具有转变液压能为机械能的功能。
EBZ200中的液压缸主要用于控制钻臂、推进器、转台等部件的运动。
操作步骤：a.通过控制液压阀，控制液压缸的动作方向和行程。
b.根据工作需要，调节液压缸的工作速度和力量，以达到任务的要求。
c.特别注意液压缸的行程范围，避免因行程超过限制而引起的损坏。
EBZ200还配备了水系统，用于降低工作面温度，减少推进器和钻臂的磨损。
1.水泵：水泵是水系统的核心设备，主要用于将地下水或清水通过管道输送到工作面。
操作步骤：a.检查水泵的油位，确保水泵充满水。
b.启动水泵，调节泵的流量和压力，使之适应工作面的需要。
2.喷水枪：喷水枪是水系统中的喷水装置，用于将水喷洒到工作面。
操作步骤：a.将喷水枪对准工作面，调节喷水枪的角度和喷水量。
b.注意控制喷水枪与机械部件的距离，确保喷水能够均匀覆盖到整个工作面。
EBZ200的液压系统和水系统是实现机械正常工作和延长机械寿命的关键部分。
液压挖掘机混合动力系统其控制策略
液压挖掘机混合动力系统及其控制策略研究【摘要】液压挖掘机混合动力技术是降低挖掘机能耗和改善排放的有效技术方案，本文针对混合动力液压挖掘机的动力系统根据其典型工况运用控制策略进行研究，优化了混合动力液压挖掘机动力系统的工作性能和燃油经济性。
【关键词】混合动力；并联式；工作点；控制策略液压挖掘机是一种典型的工程机械，广泛应用于各种土石方作业。
常见的工程机械如液压挖掘机、推土机、装载机、起重机械以及路面机械中，挖掘机在使用频率和工作量上都居于前列。
然而，随着全球对节能环保的愈加重视，工程机械的能耗和排放已成为国家重点关注的内容，液压挖掘机等工程机械作为耗油大户，为其节能、减排成为一项主要任务。
为实现这个目标，使用混合动力系统是目前行之有效的方法。
混合动力系统由多个动力源组成，通常以发动机作为主动力源，其他装置作为辅动力源，通过主、辅动力源的配合，使发动机工作在高效燃油经济区内，从而在根本上降低油耗，减少废气排放。
目前应用的混合动力系统有混联式、串联式和并联式三种。
混联式混合动力系统较为复杂，对可靠性和控制策略都提出了很高的要求；并联式和串联式混合动力系统相对简单，但串联式系统发动机的能量要经历两次以上的转换环节，期间的能量损失很大；与串联式相比，并联式系统在减少燃油消耗、改善发动机工况、降低装机功率等方面都更有优势，因此可选择并联式为液压挖掘机混合动力系统的驱动方式。
液压挖掘机混合动力并联式系统中，柴油发动机和电动/发电机共同驱动负载，平衡外负载扭矩。
普通液压挖掘机中，由于外负载波动大，而柴油发动机作为唯一的动力源，其转速和扭矩也不断产生大的波动；并联式混合动力挖掘机中，柴油发动机和电动/发电机都是动力源，其中柴油机是主动力源，电动/发电机是辅动力源。
由于电动/发电机工作效率高，响应速度快，所以电动/发电机主要用于平衡外负载的波动，让柴油机所受负载平稳，工作在高效燃油点，从而达到节能减排的目的。
混合动力并联式系统控制策略主要由动力系统总控制、柴油机控制、电动/发电机控制以及镍氢电池组估算组成，其作用是在外负载扭矩高于柴油机高效工作点扭矩时，控制电动/发电机作为电动机来用，消耗电能来驱动外部过大负载；在外负载扭矩低于柴油机高效工作点扭矩时，控制电动/发电机作为发电机来使用，此时，柴油机过剩能量通过发电机存储于电池组中。
切换控制的液压混合动力挖掘机液压系统[发明专利]
![切换控制的液压混合动力挖掘机液压系统[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/7c438c3050e2524de4187e42.png)
专利名称：切换控制的液压混合动力挖掘机液压系统专利类型：发明专利
发明人：姜继海,沈伟,汪泽波
申请号：CN201310322449.5
申请日：20130729
公开号：CN103362171A
公开日：
20131023
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：切换控制的液压混合动力挖掘机液压系统，它涉及一种挖掘机液压系统。
本发明为了实现挖掘机液压系统降低制造成本。
第二液压变压器的A口与铲斗液压缸的无杆腔油口连通，铲斗液压缸的有杆腔油口与第二液压变压器的B口连通，铲斗液压缸的两个油口并联有第一行走定量马达，铲斗液压缸和第一行走定量马达之间形成的回路上设有第一切换阀组；第三液压变压器的A口与斗杆液压缸的无杆腔油口连通，斗杆液压缸的有杆腔油口与第三液压变压器的B口连通，铲斗液压缸的两个油口并联有第二行走定量马达，斗杆液压缸和第二行走定量马达之间形成的回路上设有第二切换阀组。
用控制铲斗和斗杆的液压变压器通过两套阀组切换控制行走定量马达使改造难度成本降低。
申请人：哈尔滨工业大学
地址：150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号
国籍：CN
代理机构：哈尔滨市松花江专利商标事务所
代理人：杨立超
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液压混合动力挖掘机液压系统设计要求分析
CONSTRUCTION MACHINERY73液压混合动力挖掘机液压系统设计要求分析金月峰，费树辉，王振兴，夏 炎，宋 萌（徐州徐工挖掘机械有限公司，江苏 徐州 221004）［摘要］液压混合动力挖掘机靠蓄能器回收动臂下降过程中动臂油缸大腔压力油，在系统设计中，需解决蓄能器压力波动引起的动臂下降速度不稳定、动臂与其它动作复合不协调、动臂油缸掉缸等一系列问题，本文从油液混合动力挖掘机可能存在的问题出发，提出解决问题的相关方案。
［关键词］挖掘机；动臂；回收［中图分类号］TU621 ［文献标识码］B ［文章编号］1001-554X （2018）10-0073-03Design and analysis of hydraulic system for hybrid power excavatorJIN Yue -feng ，FEI Shu -hui ，WANG Zhen -xing ，XIA Yan ，SONG Meng液压混合动力挖掘机靠蓄能器回收动臂下降势能或回转动能，再释放到液压系统中，如果将蓄能器、控制阀等能量回收相关元件直接加装到非混合动力挖掘机液压系统中，会对原系统压力、流量产生干扰，造成挖掘机在动作协调性、稳定性、功能性等方面性能改变，无法满足使用要求。
另外，由于蓄能器属于压力容器，还需要保证操作和维护人员的安全。
本文针对上述问题，提出油液混合动力挖掘机设计过程中的相关要求，以保证在挖掘机满足用户需求的前提下达到节能的效果。
1 液压混合动力挖掘机液压系统设计要求1.1 满足动臂下降时速度稳定要求非混合动力挖掘机动臂下降时如图1所示，速度由主控制阀内节流孔调节，因工作装置重量不变，液压系统负载不变，所以动臂下降速度基本不变。
而油液混合动力挖掘机液压系统如图2所示，用蓄能器回收动臂下降时动臂油缸大腔的液压油，供给辅助马达，用蓄能器的压力来平衡动臂下降时的负载，随着蓄能器内油液的逐渐增加，蓄能器内压力随之逐渐增大，由于蓄能器压力的变化会影响主泵压力，进而使主泵的排量发生变化，导致进入动臂油缸小腔液压油的流量会发生变化，引起动臂下降速度的变化，因此需增加速度控制装置。
挖机的工作原理
挖机的工作原理挖机，又称挖掘机，是一种用于土方工程的重型机械设备。
它主要用于挖掘、运输和装载土石方材料，广泛应用于建筑工程、矿山开采、道路修建等领域。
挖机的工作原理涉及到液压系统、动力系统以及操作系统等多个方面。
1. 动力系统挖机的动力系统通常由内燃机提供动力。
内燃机通过燃烧燃料产生高温高压气体，通过活塞运动将热能转化为机械能，驱动液压泵和发电机等设备。
挖机的动力系统还包括冷却系统、润滑系统和供油系统等，以确保内燃机的正常运行。
2. 液压系统挖机的液压系统是实现挖掘、装载和运输等工作的关键。
液压系统由液压泵、液压缸、液压阀等组成。
液压泵通过转动产生高压液体，将液体输送到液压缸中。
液压缸根据液体的压力和流量实现线性运动，驱动挖斗、铲斗等工作装置，完成挖掘、装载等操作。
液压阀用于控制液体的流向和压力，实现挖机各种工作状态的切换。
3. 操作系统挖机的操作系统由操作台、控制杆和控制阀等组成。
操作员通过操纵控制杆控制液压阀的开关，控制液压系统的工作。
挖机的操作台上配有仪表和显示屏，用于监测和显示挖机的工作状态和参数。
操作员通过操作台上的控制杆控制挖斗、铲斗等工作装置的运动，实现挖掘、装载等操作。
4. 工作原理挖机的工作原理是通过液压系统实现的。
当操作员操纵控制杆使液压泵工作时，液压泵会产生高压液体，将液体输送到液压缸中。
液压缸根据液体的压力和流量实现线性运动，驱动挖斗、铲斗等工作装置。
挖斗或铲斗在土石方材料上施加力量，将其挖掘或装载到挖机的斗中。
当挖斗或铲斗装满后，操作员通过控制杆将其卸载到运输车辆或堆放区域。
挖机的工作原理涉及到动力系统、液压系统和操作系统的协同工作。
动力系统提供动力，液压系统实现挖掘、装载等工作，操作系统由操作员控制挖机的工作状态和动作。
通过这些系统的配合，挖机能够高效地完成土方工程任务，提高工作效率。
挖掘机混动技术
挖掘机的混合动力技术
1、油电混动，主要是指回转制动的动能回收到一个电容器，作为电能储备，达到需要的电压后供给电机完成下一次回转工作，电压不够的情况下还是用液压马达驱动，达到节能效果，节能效率在10%左右。
这个方案市场上已经有产品应用，如日立ZH200。
2、油液混动，动臂下降的势能经再生阀回收到蓄能器，供下一次动臂举升时的液压能，达到节能效果，节能在10%左右，这个技术也已经有产品应用，如SWE500SES。
3、油电混动-发动机+电池，这方面的技术暂时市面上没有在销售的可靠性产品，但多主机厂早以进行研发实验。
挖掘机液压混合动力系统跟踪控制研究
挖掘机液压混合动力系统跟踪控制研究
王金莉;朱娟
【期刊名称】《机械设计与制造》
【年(卷),期】2024()4
【摘要】由于挖掘机混合动力系统参数的不确定性和系统的非线性给挖掘机的跟踪控制带来了巨大的困难。
对此,构建了挖掘机液压混合动力系统模型,并采用改进的自适应鲁棒控制(ARC)实现挖掘机液压混合动力系统的跟踪控制。
根据挖掘机液压混合动力系统,对液压系统、挖掘机动力学和发动机进行数学建模。
利用线性稳定反馈控制规律,采用改进的自适应鲁棒控制,使挖掘机液压混合动力系统具有足够大的反馈增益。
最后对斗杆、动臂和铲斗的倾角进行跟踪仿真实验,给出了系统模型位置和速度的跟踪误差,并与PI控制进行比较分析。
结果表明:相比于PI控制,ARC控制下的斗杆、动臂和铲斗倾角的最大振幅波动率和倾角的波动范围都有所降低,且回转位置和速度的跟踪误差超调较小。
说明采用ARC控制的挖掘机混合动力系统控制方法,能够更好的补偿系统模型的非线性,具有较好的控制稳定性以及跟踪精度。
【总页数】5页(P113-117)
【作者】王金莉;朱娟
【作者单位】长春光华学院电气信息学院;长春工业大学机电工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TH16
【相关文献】
1.液压挖掘机混合动力系统建模及控制策略研究
2.液压挖掘机混合动力系统控制策略研究
3.液压挖掘机并联混合节能动力系统多目标优化控制策略
4.液压挖掘机混合动力系统优化控制策略
5.液压挖掘机电容蓄能式并联混合动力系统结构及控制策略研究
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挖机的工作原理
挖机的工作原理挖机是一种常见的工程机械设备，广泛应用于土方工程、矿山开采、建筑施工等领域。
它能够高效地进行土方开挖、土方运输和土方堆放等工作。
挖机的工作原理主要包括液压系统、动力系统和操作系统三个方面。
一、液压系统挖机的液压系统是其工作的核心部分。
液压系统由液压泵、液压缸、液压阀等组成。
液压泵通过驱动发动机产生的动力，将液压油压力增大后送到液压缸中。
液压缸根据液压油的压力变化，控制挖机的各个动作，如斗杆伸缩、斗杆升降、斗杆回转等。
液压阀用于控制液压油的流动方向和流量大小，实现挖机的各种动作。
二、动力系统挖机的动力系统主要由发动机和传动系统组成。
发动机是挖机的动力来源，它通过燃烧燃料产生的能量驱动液压泵和其他辅助设备工作。
传动系统将发动机产生的动力传递给液压泵和其他部件，使其正常工作。
传动系统通常采用液力变矩器和齿轮传动等方式，以满足挖机在不同工况下的动力需求。
三、操作系统挖机的操作系统由操作杆、控制阀和操作台等组成。
操作杆通过机械传动或电气信号传递操作者的操作指令，控制液压阀的开关，从而控制液压油的流动方向和流量大小，实现挖机的各种动作。
控制阀根据操作杆的位置和操作指令，控制液压油的流动，实现挖机的精确控制。
操作台上配备了仪表和显示屏，用于监控挖机的工作状态和参数，提供操作者所需的信息。
挖机的工作原理可以简单总结为：液压系统提供动力，动力系统提供动力传递，操作系统控制动作执行。
通过这三个方面的协同工作，挖机能够实现准确、高效的土方工程操作。
以上是关于挖机的工作原理的详细介绍。
希望对您有所帮助！。