运用功率键合图的液压系统能量回收研究
SIMULINK和功率键合图在液压系统建模仿真中的应用
*
结论
（ (） 对旋转机械振动信号通过小波分 解技术将信号分解到不同频带，可以提取 用傅立叶频谱分析不能得到的特征，可以 有效的识别故障，说明小波分析是旋转机 械故障诊断的有效工具。 旋转机械碰摩故障表现明显的周 （)） 期性， 振动能量主要表现在 ( 倍频， 振动主 要表现在正方向， 振动很不平稳， 有强烈的 冲击。
电磁阀及蓄能器阀口流量关系式 ( C 1,! 粘性阻尼摩擦力公式 &2 +# 将上述两式中的关系 ! + 、! " 和 ! - 带入状态方 程， 可得系统数学模型如下 / C * . 0 *+ % ’
在有关的工程设备当中，对于停电或故障等意外 情况的发生，出于安全等目的常设计有如图 " 所示的 液压系统。该液压系统在正常工作时蓄能器作为压力 缓冲器能有效防止由于故障，油缸突然停止运动造成 的压力剧增，同时当发生停电及其它异常情况时，蓄 能器又能作为应急动力源，使执行元件能继续完成必 要的动作，保证系统安全。现按照前述建模步骤对该 系统在异常情况下的情形进行分析建模。 由图 " 可见，该系统由蓄能器、三位四通电磁换 向阀、单向阀、液压缸及负载组成。蓄能器是气液蓄 能器。 当 发 生 停 电 时 ， 换 向 阀 复 位 系 统 处 于 原 始 状 活塞位移 " C D， 活塞速度 # C D。单向 态， 即时间 ! C D， 阀防止蓄能器油液外流，通过应急开关使三位四通电 磁换向阀恢复停电前状态， 此时流量 $ 由蓄能器流出， 经换向阀流入液压缸左 侧，克服活塞本身的质 量及同缸体的摩擦使活 塞杆收回。 该系统由蓄能器提 供能源，因该元件的势 与流之间存在积分因果 关系，故用一容性元件 （—3E） 来模拟， 能量由 该元件流向系统。考虑 " # 单向阀 ! # 蓄能器 $ # 三位四通 液流出入蓄能器时有能 电磁换向阀 % # 液压缸 & # 负载 图 " 液压系统原理图 量损失用一组性元（—
液压系统变工况能量回收技术研究的开题报告
液压系统变工况能量回收技术研究的开题报告
一、选题背景
液压系统被广泛应用于机械领域，其能够提供高功率密度和精确控制等诸多优点，同时也存在能源浪费等问题。
因此，如何提高液压系统的能效性能是液压技术研究领域的热点问题之一。
目前，针对液压系统的能量回收技术研究已经成为了液压技术的发展方向之一，其可以将系统能量的浪费部分收集回来，从而提高系统的能效性能。
二、研究内容
本次研究将重点探讨液压系统变工况能量回收技术，以提高流体动力传递的能效，具体研究内容包括：
1. 液压系统的能量回收技术概述，包括变压力能量回收、变流量能量回收等技术的原理和优缺点；
2. 分析液压系统的工作特点及其与能量回收技术的关系；
3. 基于MATLAB/Simulink等仿真工具，建立液压系统的数学模型，进行系统仿真测试，研究不同工况下的能量回收效果；
4. 提出优化措施，改进液压系统能量回收的策略，以提高系统的能效。
三、研究意义
液压系统能量回收技术的研究对于提高液压系统的能效性能、降低能源消耗、促进环保等方面具有重要的意义。
本研究将为液压技术领域的发展提供参考，同时也可以为工业企业的技术创新提供技术支撑。
四、研究方法
本研究采用文献调研、建立数学模型、仿真测试以及优化设计等方法进行研究。
其中，仿真测试是本次研究的关键环节，基于
MATLAB/Simulink等仿真工具，对液压系统进行仿真测试，并进行数据分析和优化设计。
五、预期成果
本研究预期可以得出液压系统变工况能量回收技术的优化方案，在不同的工况下，提高系统的能效性能，降低系统的能源消耗，并为实际应用提供参考。
液压技术在能量回收中的应用
液压技术在能量回收中的应用
刘冬红
【期刊名称】《南京理工大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】1997(000)002
【摘要】节约能源是国民经济的重大课题，也是现代科学技术面临的严峻挑战，
节榴能源从广义上说应包括能量的回收，液压技术在能量的回收技术中，有着广泛的应用。
该文拟在这方面进行探讨，并结合在机动车辆设计中的应用进行分析计算，结果表明，能量回收效率约为５０％，对从事节能技术的科研与设计工作的工程技术人员有参考价值。
【总页数】1页(P153)
【作者】刘冬红
【作者单位】东安发动机制造公司
【正文语种】中文
【中图分类】TK018
【相关文献】
1.车辆制动能量回收领域中液压技术的应用研究论述 [J], 张明
2.氨回收专用能量转换器在无动力氨回收装置中的应用 [J], 沈铭钧
3.液压技术在牙膏软管废铝料回收挤压成形机中的应用 [J], 高志夫
4.液压技术在能量回收中的应用 [J], 刘冬红
5.飞轮储能装置在城市轨道交通再生制动能量回收及利用中的应用优势 [J], 张博
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功率键合图在液压系统仿真中的应用研究
功率键合图在液压系统仿真中的应用研究作者：陈超冯莹李斌来源：《科学与财富》2015年第31期摘要：介绍了功率键合图的基本原理，并以液压助力转向系统为例，运用功率键合图法建立了系统的状态空间方程，并结合MATLAB中的Simulink软件包对系统进行了动态仿真。
结果表明，功率键合图法能方便直观地解决液压系统建模仿真中的非线性问题和多输入、多输出问题。
关键词：键合图；液压；仿真0引言：国内外学者运用经典控制理论中的传递函数法对液压系统的动态特性进行了大量研究。
但是这种方法只适于线性或能够线性化的系统，同时局限于单输入、单输出，且初始条件为零的系统。
为解决传递函数法在液压系统建模仿真中的局限性问题，本文以液压助力转向系统为例，通过功率键合图建立它的状态空间方程，并进行动态仿真研究。
1功率键合图简介功率键合图法（Power Bond Graph Method）是利用图形方式描述系统中各元件的相互联系。
它即能表示元件间的负载效应和系统中功率的流动情况，还能反映出与系统动态特性有关的信息。
它的核心思想是系统的动态过程实质是其功率流在特定激励下的重新分布与调整，因此它以能量守恒为基本原则，通过键连接规定的基本元件而来。
由于键合图符号是一种广义的网络符号，因此可以用它们模拟许多类型的物理系统，如机械和电气系统等，特别是在液压系统领域的建模仿真中得到了广泛应用。
2液压助力转向系统简介液压助力转向系统的基本组成如图1所示。
汽车直线行驶时，转阀处于中位，动力缸不工作。
当转动方向盘时，因为受到地面阻力作用，动力缸活塞和齿条暂时都不能运动，所以转向齿轮（即阀体）也不能随转向轴转动。
这样在转向力的作用下，扭杆发生变形，转阀阀芯就相对阀体转过一个角度，从而使动力缸的一腔接通进油油路，另一腔接通回油油路，动力缸开始工作。
与此同时，齿轮在齿条的作用下向转向轴转动的方向转动，直到扭杆变形消除为止。
图1 液压助力转向系统结构图3建模仿真3.1 液压助力转向系统的键合图模型根据键合图的绘制规则，建立液压助力转向系统的键合图模型，如图2所示。
基于功率键合图的液压系统能量释放研究
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存能量 ， 当 液 压 缸 中的 压 力 小 于 蓄 能 器 中的 压 力 时 ， 离合器 １ ９吸 ｘ ； － 南 ‘ 一 ｍ ￣ ） － ｄ － 喝 合， 电机 １ ８和 外 负 载 一 起 为 蓄 能 器 提 供 能 量 。 电梯 平 层 时 ， ２ ＹＡ ｘ ； － 卿 失 电， 轿 厢停 止 ， 液 控 单 向 阀 ７保 压 。 由 于 本 文 的 重 点 是 研 究 蓄 能 器 释 放 能量 的过 程 ， 即 液 压 电梯 上 行 回 路 ， 因 此 将 对 该 回路 建 Ｚ－ 卿 立功率键合 图、 列写状态方程 、 仿真和分析 。 ２回 路 的 数 学 模 型 式（ １ ） ～（ ４ ） 为 蓄能 器 单 独 作 用 时 的状 态 方 程 ， 式（ ５ ） ～（ ６ ） 为 蓄 能 ２ ． １回路 的功 率 键 合 图 器与 电机 共 同作 用 时 的状 态 方 程 ， 其中， Ｘ 蓄 能 器 中 的 压 力 ， Ｘ Ｘ 。液 压 缸 的速 度 ， Ｘ 液 压 缸 的 位 移 ， Ｃ 蓄 能 由 以上 分 析 可 知 电梯 上 行 回路 有 两 种 工 作 状 态 ， 即蓄 能 器 液 压 缸 中 的压 力 ， Ｒ 蓄 能器 的 液 阻 ， Ｒ 液 控 单 向 阀 液 阻 ， Ｒ ２ 单 向 阀 液 单 独 为 系 统 提 供 动 力 和 蓄 能 器 与 电共 同 为 系 统 提 供 动 力 。根 据 器 的液 溶 ， Ｒ 调速 阀 中减 压 阀的液 阻 ， ｃ 液 压 缸 液 溶 ， ａ柱 塞 杆 的 截 建立功率键合 图的规则 ， 分 别 建 立 回 路 处 于 这 两 种 状 态 下 的 功 阻 ， 率键合 图， 图 １为 蓄 能 器 单 独 提 供 动 力 时 的 功 率 键 合 图 ， 图 ２为 面 积 。 ３动 态 仿 真 蓄 能 器 与 电机 共 同提 供 动力 时 的功 率 键 合 图 。 由 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ仿 真工 具 可 得 到 系 统 运 行 的 动 态 过 程 ， 将 得 到 的 状 态 方 程 编 写 成 ｍ． 文件， 用 ｏ ｄ ｅ ４ ５算 法 求 解 系 统 的 微 分 方 程Ⅲ［ 。 当 蓄 能 器单 独作 用 时 ， 假定在 ｔ 一 ０时 ， 蓄 能 器 中 的 压 力 为７ ． ８ ８ ＭＰ ａ ， 外负载所提供 的压力 为 ５ ． ８ ＭＰ ａ 。 当 蓄 能 器 和 电 机 共 同作 用 时 ， 假定 ｔ 一 ０时 ， 蓄能 器 中的压力 为 ６ ． ２ ７ ＭＰ ａ ， 外 负 载 所 提 供 的 压力 ５ ． ８ ＭＰ ａ ， 仿真 时间为 １ Ｓ 。 随 着 时 间 的 变 化 液 压 缸 ｓ ｆ 的速 度 在 ｔ 一０ ． １ ｓ 时便稳定 在 ０ ． ２ ５ ｍ／ ｓ ， 说 明 该 系 统 的 速 度 稳 定 性较好 。
液压系统中的能源管理技术探究
液压系统中的能源管理技术探究引言液压技术作为一种重要的动力传输方式，在各种机械设备中广泛应用。
然而，液压系统的运行过程中存在能源浪费和效率低下的问题，这对于环境保护和资源节约提出了挑战。
为了改善液压系统的能源利用效率，研究人员提出了一系列能源管理技术。
本文将探究液压系统中的能源管理技术，并通过案例分析展示其在实际应用中的效果。
一、能源回收技术能源回收是一种有效的能源节约途径。
在液压系统中，能源回收技术可以通过回收液压系统中的能量来实现。
在液压缸升降等工作过程中，液压油会释放出能量，这部分能量如果能够被回收利用，将大大提高能源利用效率。
目前，液压系统中常用的能源回收技术主要包括液压再生回路技术和液压动力储能技术。
液压再生回路技术通过增加液压系统中的再生回路，将液压系统工作过程中的压力能量转化为电能或机械能，以实现能量回收。
例如，汽车的制动过程中会产生大量的压力能，通过采用液压再生技术，将这部分压力能转化为电能或机械能，可以为汽车提供动力，从而减少燃油消耗，降低环境污染。
液压动力储能技术是一种通过储能装置将液压系统中的能量进行储存，并在需要的时候释放出来的技术。
常见的液压动力储能技术包括蓄能器和液气动力试验台。
蓄能器能够在液压系统中储存液压油中的压力能，并在需要的时候释放出来，提供额外的动力给系统。
液气动力试验台则是将压缩空气和液压油混合使用，提供更高的压力能，从而改善系统的能源利用效率。
二、能效优化技术为了提高液压系统的能效，在设计和运行过程中需要采取一系列优化措施。
常见的能效优化技术包括节能元件的应用、系统的合理设计和流量节制技术的使用。
在液压系统中，节能元件是能效优化的关键。
合理选择和应用节能元件可以降低能源损失，提高系统的能效。
常见的节能元件包括节能阀、节能泵和可变速驱动系统。
这些节能元件通过减小系统的压力损失和优化工作状态来提高能源利用效率。
系统的合理设计也是提高能效的重要手段。
在液压系统的设计过程中，需要合理选择工作压力、流量和泵的类型等参数，以降低能源消耗。
工程机械液压系统能量回收技术研究
工程机械液压系统能量回收技术研究引言：随着环保意识的不断提高，节能减排成为各行业的一项重要任务。
在工程机械领域，液压系统是一个重要的能量消耗者。
然而，液压系统能量的回收利用却一直是一个难题。
本文将探讨工程机械液压系统能量回收技术的研究现状和发展趋势。
一、液压系统能量回收的现状液压系统在工程机械中起着至关重要的作用。
然而，液压系统存在能量浪费的问题，如压力控制装置、流量控制装置以及泄露问题，这些都导致了能量的浪费。
因此，液压系统能量回收技术就显得尤为重要。
目前，液压系统能量回收技术主要包括压力能量回收技术和泄漏能量回收技术。
压力能量回收技术是通过改变液压系统的结构和控制方式，将工程机械系统中释放的压力能量回收并储存，然后再次利用。
而泄漏能量回收技术则是通过完善液压系统密封件、减少泄漏，将泄漏的液压油能量回收再利用。
二、液压系统能量回收技术的发展趋势随着科技的发展，液压系统能量回收技术也在不断创新与完善。
以下是液压系统能量回收技术的发展趋势：1. 新型能量回收装置的研发目前，已经出现了一些新型的能量回收装置，如压力能量回收装置、阀门控制技术、能量回收泵等。
这些装置的出现，为液压系统能量的回收提供了新的途径。
2. 智能化控制技术的应用随着人工智能技术的发展，液压系统能量回收技术也将迎来智能化的发展。
智能化控制技术可以实现对液压系统的精确控制，从而减少能量的浪费。
3. 与其他技术的结合液压系统能量回收技术也可以与其他技术结合，如电气驱动技术、机械传动技术等。
通过与其他技术的结合，可以进一步提高液压系统能量的回收利用率。
三、液压系统能量回收技术的应用领域液压系统能量回收技术的应用领域非常广泛。
以下是几个典型的应用领域：1. 工程机械液压系统在各种工程机械中都有广泛应用，如挖掘机、装载机、压路机等。
通过液压系统能量回收技术，可以降低工程机械的能耗，提高工作效率。
2. 农业机械液压系统在农业机械中也起着重要作用，如拖拉机、播种机等。
浅析能量回收液压系统的研究现状
浅析能量回收液压系统的研究现状作者：杨志平来源：《魅力中国》2016年第45期【摘要】液压传动作为一门新的技术，它是以液压油作为工作介质依靠液体的压力能来传递信号和动力的一种传动形式。
相对于机械传动、电力传动、气压传动，它具有传动工作平稳、传动装置的控制调节简单、能够实现无级调速并且调速范围大、传动装置的体积小、结构紧凑、易于实现过载保护和避免系统中局部温度过高等优点，成为现代化生产中的一门重要技术。
由于液压传动的各个优点，所以在国民经济各部门中都得到了广泛的应用。
【关键词】能量回收；液压传动；液压泵液压泵和液压马达在液压系统中作为能量转换的液压元器件，前者是将原动机的机械能转变成液体的压力能，属于液压系统的动力元件，被认为是液压系统的“心脏”，泵和马达作为液压系统中至关重要的设备，它们性能的好坏直接决定着整个系统的工作状况。
液压泵和液压马达试验系统是检验这些重要元件的测试装置，它的测试结果对液压系统的工作性能有巨大的影响一、液压试验系统研究现状在早期液压试验系统的测试方法主要采用传统仪表和人工的测试方法，依靠操作员进行人工读数、手工绘图、计算等，需要完成的任务较多，非常不方便。
在试验过程中，操作员通过模拟记录仪上的实验曲线读取并记录实验数据，然后根据实验曲线或数据计算处理得到液压元件的实际性能。
这种试验系统控制部分结构复杂、成本较高、故障率高且故障排除难度大，并且测试部分需要多种仪器、仪表，对操作员的技术水平有一定要求，同时操作人员参与的工作量较大，加上测试时的随机因素，所以很难保证得到数据的准确性。
近年来随着计算机技术、液压传动技术、测试技术、数字信号处理技术的不断研究进步，国内外对液压试验系统的研究也取得了巨大的进步，在液压试验领域中出现了一门新兴的综合技术——计算机辅助测试技术（Computer Aided Test）简称 CAT。
该技术是将计算机技术和液压试验系统有机的结合起来，利用计算机集散系统实现液压试验台的数据采集、检测和管理。
液压系统的能量回收与效率优化研究
液压系统的能量回收与效率优化研究在工业领域中，液压系统广泛应用于各类机械设备中，它的高效性和可靠性成为许多行业选择的关键。
然而，传统液压系统存在能量浪费和效率低下的问题，这一直是研究者和工程师们努力解决的难题。
本文将探讨液压系统的能量回收与效率优化研究。
液压系统中能源的浪费主要源于两个方面。
首先是压力过大导致的能量损失。
在传统液压系统中，为保证设备正常运行，常常需要将工作压力设置得较高。
然而，由于高压力导致管路内能量的损失增加，这将使得整个系统的能量利用效率降低。
其次是流量控制的能量损失。
传统液压系统中，流体在通过伺服阀等控制单元时会产生大量的热量，这些热量无法利用且对系统产生负担。
为了解决这些问题，研究者们提出了各种能量回收和效率优化的方法。
其中之一是采用液压马达回收能量。
在液压系统中，驱动液体流动的动力主要来自于泵站，而回转液压马达既可以完成工作任务，又可以将转动的惯性能量回馈给泵站，实现能量的再利用，提高系统的能量利用效率。
此外，还可以采用双液压回路系统，通过优化控制策略实现能量的回收和再利用。
例如，降低主回路的工作压力，将回路的过剩能量转移到副回路中，在副回路中进行负载调整，并将副回路中产生的能量再次回馈至主回路，从而实现能量的回收和有效利用。
此外，一些新兴技术也为液压系统的能量回收和效率优化提供了新的途径。
例如，研究人员提出了采用智能流量控制阀的方法，该阀门可以根据实际工作需求进行智能控制，实现流量的精确控制和能量的最优利用。
此外，采用可调节工作压力的液控阀也是提高液压系统效率的一种有效途径。
通过根据实际工作负荷自动调整工作压力，可以实现能量的最大回收和利用。
值得注意的是，液压系统的能量回收和效率优化研究还需要解决一些技术难题。
其中之一是如何有效地回收回转液压马达的惯性能量。
由于驱动液体流动的导向变化，导致回转液压马达产生大量的惯性能量，传统的回收方法往往存在能量损失较大的问题。
另一个难题是如何实现对液压系统的精确控制。
液压系统的能量回收与利用研究
液压系统的能量回收与利用研究1. 引言液压系统是一种常用的动力传输系统，广泛应用于工业领域。
然而，传统的液压系统在能量利用方面存在一定的问题，能量浪费较为严重。
因此，研究液压系统的能量回收与利用成为了一个重要的课题。
本文将对液压系统能量回收与利用的相关研究进行探讨。
2. 液压系统的能量浪费问题传统的液压系统存在能量浪费的问题主要体现在以下几个方面：2.1 泄露损失液压系统中，由于管道连接不严密以及阀门不完全关闭等原因，会导致液压系统出现泄漏现象，从而导致能量损失。
2.2 液压缸的多余能量消耗在液压缸的工作过程中，当活塞靠近极限位置时，会出现活塞撞击缓冲装置的现象，这造成了能量的过度消耗。
2.3 阻力损失在液压系统中，流体通过管道、阀门等部件时会产生阻力，从而造成能量的损失。
3. 液压系统的能量回收与利用技术3.1 液压能量回收装置的研究为了解决液压系统中的能量浪费问题，研究人员提出了一系列的液压能量回收装置。
这些装置可以将液压系统中的浪费能量进行回收和利用，从而提高液压系统的能量利用率。
3.2 液压系统的能量平衡与优化控制为了减少液压系统中的能量损失，研究人员提出了能量平衡与优化控制的方法。
通过对液压系统中各个部件的能量损失进行精确测量和分析，可以确定液压系统的能量平衡点。
在此基础上，通过控制液压系统中的压力、流量等参数，可以实现液压系统的能量优化控制，从而提高能量利用效率。
4. 液压系统能量回收与利用的应用案例4.1 液压助力转向系统液压助力转向系统是一种利用液压能量的重要设备。
通过将转向过程中的能量回收并转化为机械能，可以降低系统的能量损失，提高转向的灵活性和舒适性。
4.2 液压回转系统在挖掘机等工程机械中，液压回转系统起到了关键作用。
通过回收回转过程中的液压能量，可以减少对发动机的负荷，提高挖掘机的工作效率。
5. 结论液压系统的能量回收与利用是一个重要的研究课题，通过对液压能量的回收和利用，可以降低能源消耗，提高液压系统的能量利用效率。
液压系统的能量回收技术研究
液压系统的能量回收技术研究液压系统作为广泛应用于各行各业的工程技术，其能量效率一直是人们关注的焦点。
随着环境保护和能源节约的意识逐渐增强，液压系统的能量回收技术研究逐渐受到各界的关注。
本文将讨论液压系统能量回收技术的相关研究进展，探索其在工程领域中的应用前景。
1. 能量回收技术的背景和意义在日常生活和工业生产中，液压系统广泛应用于各种机械设备和工程装置中，如建筑机械、汽车、工程机械等。
然而，传统的液压系统存在能量损失大、效率低下的问题，这对环境和资源造成了巨大的浪费。
液压系统能量回收技术的研究旨在解决这一问题，通过回收和再利用系统中的能量损失，提高系统的能量利用效率，从而实现对能耗的有效控制和节约。
这不仅符合环保的理念，也有助于提高机械设备和工程装置的整体性能和质量，进而推动相关产业的发展。
2. 能量回收技术的研究内容液压系统能量回收技术的研究内容主要涉及以下几个方面：2.1 动能回收技术动能回收技术是指通过各种装置和控制手段，将系统中的机械能量转化为电能或其他形式的能量，以实现对能量的有效回收和再利用。
常见的动能回收技术包括液压制动能量回收系统、液压发电系统等。
液压制动能量回收系统通过将制动时产生的能量转化为电能储存，再供给其他系统使用，实现能量的闭环循环利用。
液压发电系统通过将工程机械等设备在运行过程中的机械能转化为电能，以实现能源的自供自足。
2.2 压力能回收技术压力能回收技术是指利用液压系统中高压油液的压力能，将其转化为其他形式的能量进行利用。
常见的压力能回收技术主要有压力能回收装置和压力能回收系统。
压力能回收装置通过合理布置和设计，可以将系统中高压油液的压力能转化为机械能或电能，实现能量的高效利用。
压力能回收系统则是将多个压力能回收装置进行整合和组合，形成集中化的能量回收系统，提高能量回收的整体效率。
3. 能量回收技术的应用前景液压系统能量回收技术的研究不仅在学术界得到了广泛关注和认可，也在实际应用中取得了一系列成功的案例。
液压系统的能量回收与利用技术研究
液压系统的能量回收与利用技术研究近年来，随着环境保护意识的提高和能源资源的日益匮乏，液压系统的能量回收与利用技术研究备受关注。
液压系统广泛应用于工业、农业、交通等领域，而它的高能耗一直是亟待解决的问题之一。
本文将探讨液压系统能量回收与利用的技术研究，包括液压泵回收利用、液压缸回收利用以及现有技术的优化。
首先，液压泵回收利用技术是液压系统中非常重要的一个方面。
传统液压系统中，液压泵采用节能技术的应用相对较少，大量能量被浪费。
近年来，一些研究者提出了一些液压泵回收利用的技术，例如采用恒速液压泵等。
恒速液压泵通过改变系统的压力、流量和转速来调整工作状态，从而使得能耗更低。
此外，一些研究者还提出了液压泵柱塞腔和回油管之间建立的一种回油管自吸回油装置。
这种装置可以通过减少返程输液的损失，提高液压泵的回收率。
通过这些技术手段，液压泵的能量回收与利用得到了显著提升。
其次，液压缸回收利用技术也是液压系统能量回收与利用中的重要方面。
传统液压缸在退回时，大量液体能量被浪费掉。
为了实现能量的回收利用，研究者们提出了一些有效的方法。
例如，采用了气压和液压协同控制的液压缸回收利用技术。
该技术通过将气压与液压一起控制，使得液压缸的回收过程中的能量损失降低到最低。
此外，还有一些研究者提出了采用液压缸内置气压膨胀器的技术。
液压缸内置气压膨胀器能够在液压缸回收过程中吸收废液压能，再次释放能量供液压缸工作时使用，从而最大程度地回收与利用液压能量。
最后，现有技术的优化也是液压系统能量回收与利用的一个重要方向。
目前，已有不少能量回收与利用技术取得了一定的成果，但仍存在一些问题。
例如，能量回收与利用过程中的能量损失、成本问题以及技术的稳定性等。
为了克服这些问题，研究者们通过对技术的改进和优化来提高系统的能效。
例如，引入智能化控制技术，使得能量回收与利用技术更加高效、稳定。
此外，研究者还通过改进材料、设计和制造工艺等方面的技术，提高能量回收与利用装置的效率。
液压系统的能量回收与节能研究
液压系统的能量回收与节能研究引言液压系统以其高功率密度、可控性好和动力传递效率高等特点，在工业和农业领域中得到了广泛应用。
然而，液压系统在能量消耗方面存在着一定的问题，如能量的浪费、热量的损失等。
因此，对液压系统的能量回收与节能进行研究，对于改善系统的能效和减少能源浪费具有重要意义。
一、能量回收的原理和方法1.液压系统的能量回收原理2.液压系统能量回收的方法液压系统的能量回收方法主要包括液压元件的优化设计、流体能量的再利用和压力能的储存与回收。
其中，通过液压元件的优化设计，降低系统的内部能量损失；流体能量的再利用，利用再生装置回收系统中的流体能量，将其送到负载侧以满足工作需求；压力能的储存与回收，利用液压蓄能器储存系统中的压力能，以便在需要时释放。
二、液压系统节能的途径与方法1.液压元件的优化液压泵、液压马达和液压缸等液压元件的优化设计是实现液压系统节能的关键。
通过改进工艺、材料选择和制造工艺等方式，降低液压元件的摩擦损失和内部能量损耗，提高系统的效率。
2.流体动力系统的优化对流体动力系统的优化设计是减小系统功率损耗的重要手段。
通过减少管道布置的长度和弯头、合理选择管道直径和使用光滑的内衬等方式，减小流体摩擦阻力和压降，降低系统的功耗。
3.控制系统的改进采用先进的控制技术和控制策略，如负载敏感控制、流量控制和压力控制等，可以减小系统的压力损耗和能量损耗，从而提高系统的工作效率。
4.能量回收装置的利用利用再生装置以及液压蓄能器等能量回收装置，对系统中的能量进行回收和再利用，减少能源浪费，并提高系统的能效。
结论液压系统的能量回收和节能研究是实现液压系统高效节能的重要手段。
通过优化设计液压元件、优化流体动力系统、改进控制系统和利用能量回收装置等途径，可以降低能源消耗，提高系统的能效和工作效率。
在未来的研究中，还需要进一步探索新的节能技术和方法，以满足日益增长的能源需求和环境保护的要求。
能量回收技术在机械系统中的应用研究
能量回收技术在机械系统中的应用研究能量回收技术是一种利用废弃能源将其转化为可再利用形式的技术。
在机械系统中，能量的损耗是不可避免的。
而利用能量回收技术，我们可以最大限度地减少能源的浪费，提高能源利用率。
一、能量回收技术的原理能量回收技术的原理是将废弃能源进行捕获和转化。
在机械系统中，能量的损耗主要体现在摩擦和热量上。
通过有效的能量回收技术，我们可以将摩擦产生的能量和热量转化为电能或其他可再利用的形式。
二、机械系统中的能量回收设备在机械系统中，能量回收设备可以分为多个方面，如动力回收装置、热能回收装置和振动能量回收装置等。
1. 动力回收装置动力回收装置主要是通过机械运动的过程中产生的能量进行回收。
例如，在汽车制动时，制动器会消耗车辆的动能。
利用动力回收装置，我们可以将制动时产生的能量转化为电能，从而延长汽车的续航里程。
2. 热能回收装置热能回收装置主要是通过机械设备产生的废热进行回收。
例如，在发电厂中，发电过程中会产生大量的废热。
通过利用热能回收装置，我们可以将废热转化为蒸汽，再通过蒸汽发电机产生电能，从而提高发电效率。
3. 振动能量回收装置振动能量回收装置主要是通过机械运动中的振动能进行回收。
例如，在机械震动领域，振动能的回收是一个重要的研究方向。
利用振动能量回收装置，我们可以将机械震动过程中产生的能量转化为电能，从而提高机械设备的能源利用效率。
三、能量回收技术的应用案例能量回收技术在机械系统中有广泛的应用。
以下是一些典型的应用案例。
1. 汽车制动能量回收汽车制动能量回收是能量回收技术的经典应用之一。
在汽车行驶中，制动时会产生大量的动能消耗。
通过利用动力回收装置，汽车可以将制动时产生的动能转化为电能，储存起来供车辆使用，从而提高燃油利用率，减少二氧化碳的排放。
2. 发电厂余热利用发电厂余热利用是能量回收技术的另一个重要应用。
在发电过程中，大量的废热会散发到环境中。
通过利用热能回收装置，我们可以将废热转化为可再生的能源，并有效地降低发电厂的能源消耗。
液压系统中的能量回收与节能技术研究
液压系统中的能量回收与节能技术研究液压系统是一种广泛应用于机械系统中的动力传输系统，它的工作原理是利用压缩流体使机械元件工作。
然而，在液压系统中，能量的损失是难以避免的，而这也导致了液压系统的高能耗和低效率。
如何减少能量的损失，提高液压系统的能量利用效率，成为了当前液压系统技术研究的重点之一。
在这篇文章中，我们将探讨液压系统中的能量回收和节能技术研究。
一、液压系统中的能量回收技术能量回收是指在液压系统中，回收被损失的能量，利用它来完成其他的工作。
目前，液压系统中常用的能量回收技术包括压力能量回收、动能能量回收、和惯性能量回收等。
1、压力能量回收压力能量回收是指利用制动能量，通过非正运动，将其转化为压力能量。
在液压系统中，利用制动过程中产生的压缩空气，在压缩机内进行压缩，从而获得更大的储能量。
2、动能能量回收动能能量回收是指将运动过程中被损失的动能，通过逆过程回收回来。
在液压系统中，利用液压偏移元件杆或者线性运动元件的惯性能量，在液压缸中进行回收。
3、惯性能量回收惯性能量回收是指利用运动对象的惯性，将其转化为其他形式的能量。
在液压系统中，利用惯性质量产生的动能，在液压马达中进行回收。
二、液压系统中的节能技术液压系统的节能技术主要是指在液压系统中采用一些新技术、新材料、新工艺等，减少能量损失，提高能量利用效率的一系列措施。
目前，常用的液压系统节能技术包括减小液压阻力、使用高效节能元件、优化液压系统控制算法、采用新型液压元件等。
1、减小液压阻力液压阻力是指在液压流体流动时，所产生的能量损失。
减小液压阻力可以通过减小液压元件中的摩擦、改变元件的形状和尺寸等方式来实现。
2、使用高效节能元件高效节能元件是指在液压系统中使用高效率、低能耗的液压元件。
这样可以大大降低液压系统的能耗，提高系统效率。
例如，采用新型高效节能液压马达，可以降低能耗，提高工作效率。
3、优化液压系统控制算法优化液压系统控制算法可以通过改变系统的控制方式、优化控制参数等来降低能耗、提高工作效率。
高效能量回收系统在机械制造中的应用研究
高效能量回收系统在机械制造中的应用研究一、引言在当前资源日益匮乏、环境保护日益重要的背景下，高效能量回收系统的应用日益受到关注。
针对机械制造行业，本文将探讨高效能量回收系统在机械制造中的应用研究，分析其对环境保护、能源利用等方面的积极意义，并介绍其具体应用案例。
二、高效能量回收系统的概念与原理高效能量回收系统是一种以减少能量浪费为目标，通过收集和回收机械设备运行中产生的溢出能量，并将其重新利用的系统。
主要包括能量回收装置、能量转换装置和能量储存装置。
其原理是通过运用热交换、动能回收、压力控制等技术手段，将机械设备运行中产生的溢出能量进行收集和转换，然后将其储存或者重新利用，从而达到资源节约和环境保护的目的。
三、高效能量回收系统在机械制造中的应用1. 高效能量回收系统在机械制造生产线中的应用在机械制造生产线中，机械设备的运行会产生大量的热量、震动和动能等溢出能量。
通过安装高效能量回收系统，可以将这些溢出能量进行收集和转换，从而提高能源利用率。
例如，利用热交换技术，将机械设备产生的热量转换为热能，用于供暖或者再生热水；利用动能回收技术，将机械设备产生的动能转换为电能，用于驱动其他设备。
通过这种方式，不仅可以减少能源的浪费，还可以降低企业的能源消耗成本。
2. 高效能量回收系统在机械制造设备中的应用除了在机械制造生产线中的应用，高效能量回收系统还可以应用在具体的机械制造设备中。
例如，对于切削设备，通过安装能量回收装置，可以将切削过程中产生的热量转换为电能，并用于电机的供电。
对于液压设备，可以利用压力控制技术，将液压缸的工作过程中产生的压力能转化为电能，从而实现能量回收。
这些技术的应用不仅可以提高设备的能效，还可以减少机械设备在运行中产生的废能，对环境保护有积极的意义。
四、高效能量回收系统的应用案例1. 某机械制造公司生产线的能量回收系统某机械制造公司的生产线中，通过安装热交换装置，将生产线中机械设备产生的热量进行回收和利用。
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制造技术/工艺装备现代制造工程（Modern Manufacturing Engineering）2012年第1期运用功率键合图的液压系统能量回收研究*田勇，高宏伟，刘波，李玮琪（河南工业大学机电工程学院，郑州450007）摘要：介绍了能量回收型液压电梯的工作原理，并以能量回收回路为研究模型，建立回路的功率键合图模型和状态方程，通过仿真证明能量回收回路的可行性。
关键词：能量回收回路；功率键合图；仿真中图分类号：TH16文献标志码：A文章编号：1671—3133（2012）01—0100—05Based on power bond graph’s hydraulic system of energy recovery researchTian Yong，Gao Hongwei，Liu Bo，Li Weiqi（School of Mechanical Engineering，Henan University of Technology，Zhengzhou450007，China）Abstract：Describes the energy recovery hydraulic elevator’s principle，work and study on energy recovery circuit for model，es-tablished this circuit of the power bond graph model and the equations of state，the feasibility of energy recovery circuit is proved by simulation．Key words：the energy recovery circuit；power bond graphs；simulation0引言在能源日益紧缺的今天，高效节能和环保的产品日益受到人们的青睐，而液压电梯作为生活中必不可少的垂直交通运输工具，降低其装机功率和能耗势在必行。
目前液压电梯的节能方法主要有：增加机械配重、增加蓄能器和变频调速控制等［1-2］。
本文是以液压系统能量回收的方法来探讨液压电梯的节能减排。
电梯液压系统除了要求能完成基本的动作外，还要求结构简单、效率高、工作可靠和节省能源等，据此设计的液压系统如图1所示。
功率键合图法是描述系统功率的传输、转化、储存和消耗的图形表示［3］。
该方法于20世纪50年代末由Paynter提出，之后由Kainopp和Rosenberg等完善，使其成为控制技术的一个重要组成部分［4］。
与其他建模方法相比，键合图法具有其独特之处，即可以处理复杂的系统，模型结构简明，包含信息量大；它对功率流描述上的模块化结构与系统本身各部分物理结构及各种动态影响因素之间具有明确而形象的一一对应关系，便于理解其物理意义；其动力学方程的建立方法具有规则化的特点，便于推导出相应的数学模型。
因此该方法已广泛应用于许多工程领域，如机械、液压、电气、热力及医学等［5-6］。
鉴于键合图法的特点，本文将利用其建立系统的数学模型，以便于后继的仿真和分析。
1系统设计与分析图1所示为能量回收型电梯液压系统，其工作原理为：电磁铁5YA通电，泵3的压力油经单向阀4、三位三通电磁换向阀17左位、截止阀13到达蓄能器12进行储能，当系统第一次运行时需首先向蓄能器供油。
电梯上行时，电磁铁1YA、3YA同时得电，泵3的压力油经单向阀4、二位二通电磁换向阀6左位，同时，蓄能器12的压力油经截止阀13、蓄能回路液控单向阀15、二位三通电磁换向阀16上位、单向阀26，此时泵3的压力油和蓄能器12的压力油汇合，经过主回路液控单向阀7，进入液压柱塞缸10，顶着轿厢上升。
当轿厢到达平层需停止时，1YA、3YA失电，6YA得电，主泵3卸荷，电梯停止，主回路液控单向阀7保压，其中溢流阀5作为安全阀调定系统压力，调速阀8调节轿厢上升速度。
电梯下行时，电磁铁2YA、4YA、6YA、7YA同时得电，离合器20吸合，泵3的压力油经*河南工业大学引进人才专项项目（150256）；河南工业大学2010年研究生科技创新基金项目（10YJS053）田勇，等：运用功率键合图的液压系统能量回收研究2012年第1期图1能量回收型电梯液压系统1、25．过滤器2、19．电动机3、21．液压泵4、18、24、26．单向阀5．溢流阀6、23．二位二通电磁换向阀7．主回路液控单向阀8．调速阀9、14．压力传感器10．液压柱塞缸11．轿厢12．蓄能器13．截止阀15．蓄能回路液控单向阀16．二位三通电磁换向阀17．三位三通电磁换向阀20．离合器22．液压马达单向阀4，三位三通电磁换向阀17右位回油箱，由于轿厢的自重使得液压柱塞缸里的压力油经主回路液控单向阀7、二位二通电磁换向阀23左位、液压马达22、泵21、单向阀18、二位三通电磁换向阀16下位、蓄能回路液控单向阀15、截止阀13，到达蓄能器12，进行储能。
其中调速阀8控制电梯下降速度，当轿厢到达平层需要停止时，电磁铁2YA 、4YA 、7YA 失电，离合器20断开，电梯停止下降，由主回路液控单向阀7进行保压。
该系统的能量回收原理为：在电梯下行的过程中，将负载和轿厢的势能转换成液压能，并通过马达、液压泵和电动机三者同轴的一种结构将压力能储存在蓄能器中；在电梯上行过程中，将蓄能器中的压力能释放出来，补充给液压泵，使电梯再次上行的过程中电动机消耗的功率减少，从而达到节能的目的。
由于该系统的核心部分是马达、液压泵、电动机三者同轴的能量回收回路，因此本文将对该回路建立功率键合图，列写系统的状态方程，进行仿真和分析。
图2所示为能量回收回路，在轿厢（外负载）12和柱塞缸1自重的作用下，柱塞向下运动，通过调速阀2调节速度，液压油通过液压马达3和液压泵5进入蓄能器9，进行储能，其中，液压马达3、液压泵5和电动机7同轴。
能量回收时可分为两种情况：第一，当柱塞缸中的压力大于蓄能器中的压力时，离合器6处于断开状态，外负载可视为恒压源向回路提供动力压力油经过液压马达3、液压泵5和单向阀8进入蓄能器9进行储能；第二，当柱塞缸中的压力小于蓄能器中的压力时，离合器6处于吸合状态，电动机7和外负载同时为回路提供动力。
图2能量回收回路1．柱塞缸2．调速阀3．液压马达4、8．单向阀5．液压泵6．离合器7．电动机9．蓄能器10、11．油箱12．轿厢2能量回收回路的数学模型2．1能量回收回路的功率键合图图3、图4所示分别为外负载单独作为回路动力源及外负载和电动机共同作为回路动力源的功率键合图。
构成功率键合图的基本元件称为键合图元（如图3和图4中I g 、C g 、R 1等），键合图元间的连线代表功率的流动称为键。
键合图中每一根键均有两个变量，即势变量和流变量，势变量（如图3和图4所示的F 1和p 1等）写在键的上方或左方，流变量（如图3和图4所示的x'和q 1等）写在键的下方或右方。
键上的半箭头方向代表功率流的参考方向，当键上的势变量与流变量的乘积为正值时，半箭头的指向就是该键上功率流的实际方向；为负值时，方向相反［5-6］。
用画在键的一端并且与键垂直的短划线来表示键合图元的因果关系，该短划线称为因果划，如图3中因果划画在靠近键合图元I g 的一端，其含义为：对于键合图元I g ，势是产生流的原因，流是势作用的结果，对于图32012年第1期现代制造工程（Modern Manufacturing Engineering）所示的Cg其含义为：流是产生势的原因，势是流作用的结果。
在功率键合图中共势结（0结）表明与其相键接的各根键上的势相等，而流的代数和为零；共流结（1结）表示与其相键接的各根键上的流相等，而势的代数和为零。
变换器TF（MTF）表示系统能量在传递过程中势变量对势变量，流变量对流变量的变换关系［5-6］。
由以上分析可知能量回收回路有两种工作状态即外负载单独作为回路的动力源与外负载和电动机共同作为回路动力源，其键合图如图3、图4所示。
图3外负载单独作为回路动力源的功率键合图图4外负载和电动机共同作为回路动力源的功率键合图从图3和图4所示中可以清楚地看出该液压系统功率的传输、转化、储存与消耗的情况，功率键合图和用图形符号表示的系统物理模型（见图2）具有一一对应的关系，很容易理解各物理量的含义。
图3、图4中，p1 p6为系统运行时功率传递和消耗的势变量，q1q8为系统运行时功率传递和消耗的流变量，T1为液压马达提供的转矩，T2为电动机提供的转矩，T3为传递到液压泵的转矩，w为液压马达、液压泵和电动机的角速度，其他参数所代表的含义如表1所示。
表1仿真参数参数含义与单位数值柱塞杆的重力F1/N196液压柱塞缸的速度x'/（m·s－1）0．25总的负载力（柱塞杆的重力和外负载力之和）F2/N4．71ˑ104蓄能器液溶C x/（m3·Pa－1）4．523ˑ10－10柱塞缸液溶C g/（m3·Pa－1）3．42ˑ10－11柱塞缸的变换模数a127．39马达变换模数m11．59ˑ10－5液压泵变换模数m27．333ˑ104单向阀液阻R1/（Pa·s·m－3）1．878ˑ108柱塞杆的质量I g/kg20外负载力S e1/N46904电动机提供的转矩S e2/（N·m）17．65蓄能器液阻R x/（Pa·s·m－3）4．59ˑ109单向阀液阻R2/（Pa·s·m－3）1ˑ108调速阀溢流流量s f/（m3·s－1）0．01ˑ10－3马达与液压泵模数乘积m1．1672．2能量回收回路状态方程的建立根据键合图列写系统状态方程的规则，选取容性元件Cg、Cx和感性元件Ig的自变量作为回路状态方程的状态变量；由因果关系列写各元件的特性方程；写出状态变量的一阶微分方程并整理，可得到系统的状态方程式（1） 式（8）：X'1=1Ig（Se1－X3a）（1）X'2=X1（2）X'3=1Cg［1aX1－1R1m2+R2（m2X3+R2sf－mX4）］（3）X'4=1Cx［1R1m2+R2（mX3－R1sf－X4）－X4Rx］（4）X'5=1Ig（Se1－X7a）（5）X'6=X5（6）X'7=1Cg［1aX5－1m21m22R1+R2（m21m22X7+R2sf－m1m2X8+m1m22Se2）］（7）X'8=1Cx［1m21m22R1+R2（R2m1m2sf+m2Se2－X8+m1m2X7）－1m1m2sf－X8Rx］（8）式中：X'1X'8分别为X1X8的一阶导数；X1、X5分别为外负载单独作用时和外负载与电动机共同作用时柱塞缸的运行速度；X2、X6分别为外负载单独作用时和外负载与电动机共同作用时柱塞缸的位移；X3、X7田勇，等：运用功率键合图的液压系统能量回收研究2012年第1期分别为外负载单独作用时和外负载与电动机共同作用时柱塞缸中的压力；X4、X8分别为外负载单独作用时和外负载与电动机共同作用时蓄能器中的压力。